Nghiên cứu: Ứng dụng ozone trong xử lý nước thải công nghiệp (Phần 3)

Xử lý nước ngầm bị ô nhiễm bằng ozone

Xem thêm:

Ứng dụng ozone trong xử lý nước thải công nghiệp (Phần 1)

Ứng dụng ozone trong xử lý nước thải công nghiệp (Phần 2)

Xử lý nước ngầm bằng ozone là một phương pháp hiệu quả với ưu điểm là hàm lượng oxy hòa tan cao; các chất hữu cơ hòa tan đã bị ôxy hóa một phần bởi ôzôn và do đó bây giờ dễ phân hủy hơn. Mức DO đã tăng từ 1 mg / L lên từ 6-8 mg / L khi lắp đặt hệ thống ozone. Ở Đức đã thành công trong việc xử lý nước ngầm ô nhiễm bằng ozone và tất cả nước ngầm bị ô nhiễm đã được xử lý thành nước thành nước uống chất lượng cao.

Loại bỏ chất rắn lơ lửng có trong nước 

Ozone cũng mang lại hiệu quả cao trong việc xử lý chất rắn lơ lửng trong nước

Tại lưu vực Chino, California, một nhà máy xử lý thứ cấp 5 mgd đã sử dụng ozone để keo tụ vi mô và loại bỏ các chất rắn lơ lửng mà không cần thêm hóa chất kể từ năm 1978. Nước thải từ nhà máy này được nạp lại cho nước ngầm. Ozon hóa làm giảm mức độ chất rắn lơ lửng mà không cần thêm bất kỳ tổng chất rắn hòa tan nào vào nước thải, cung cấp khả năng loại bỏ vi rút hiệu quả và tiết kiệm chi phí, thông qua các quy trình xử lý thay thế. Liều lượng ozone cần thiết trong quá trình là 10 mg / L. Ở California, một nhà máy xử lý thứ cấp 5 mgd đã được sử dụng ozone để keo tụ vi mô và loại bỏ SS.

Ozone có hiệu quả cao trong việc giảm độ đục, chuyển SS và DS thành dạng ổn định tương ứng. Có một nhà máy xử lý nước uống ở thành phố Los Angeles California dựa trên công nghệ ozone và có công suất 580 mgd nước uống để giảm độ đục xuống 0,3 đơn vị độ đục.

Nhà máy xử lý nước uống lớn nhất được thiết kế vào năm 1986 tại thành phố of Loss Angels dựa trên công nghệ ozone. Khoảng 7.300 Ib / ngày ozone được tạo ra từ oxy để xử lý 580 mgd nước uống của thành phố để giảm độ đục xuống dưới 0,3 đơn vị. Tốc độ lọc cao có thể thực hiện được bằng cách sử dụng ozone làm chất kết bông siêu nhỏ. Nếu không có quá trình Ozon hóa tốc độ lọc của nước đông tụ và kết bông không thể vượt quá 9 gal / phút / ft 2 .

Ozone xử lý nước bể bơi

Việc sử dụng ozone để xử lý nước bể bơi đã được phát triển ở Châu Âu từ năm 1950. Có 3.000 bể bơi sử dụng quy trình Ozon hóa. Vì phản ứng mắt đỏ là do chloramines gây ra nên nhà máy xử lý bằng ozone ngày càng phổ biến hơn.

Trong những năm gần đây, các nhà quản lý công nghệ xử lý nước bể bơi của Đức đã phát triển một quy trình xử lý nước sáng tạo tận dụng sức mạnh oxy hóa của ozone và thay thế brom cho clo. Người ta đã chứng minh rằng phản ứng mắt đỏ là do chloramines và bromamines không tạo ra hiệu ứng này.

Trong quy trình xử lý mới, bromua được thêm vào nước hồ bơi, sau đó được ozon hóa. Trong quá trình ozon hóa, ion bromua bị oxy hóa thành brom, là chất diệt khuẩn / khử trùng. Nước được ozon hóa được đưa qua GAC ​​để phá hủy tầng ozone. Nước có chứa brom và không có ozon được đưa vào hồ bơi.

Ứng dụng ozone trong công nghiệp

Ozone trong xử lý nước thải công nghiệp giấy

Từ lâu đã bắt đầu nghiên cứu để loại bỏ ô nhiễm do nước thải của ngành công nghiệp giấy và bột giấy, phương pháp Ozon hóa đã được nghiên cứu rộng rãi. Nước thải của ngành công nghiệp giấy chứa nhiều loại cấu trúc của Hgnocellulose. Nước thải do ngành này sản xuất có xu hướng bị ô nhiễm nặng và có màu cao, đặc biệt là khi quy trình công nghiệp sử dụng các chất tạo màu nhân tạo. Việc xử lý nước thải thông thường thường có nhiều hạn chế, Ozon hóa có hiệu quả loại bỏ màu khỏi nước thải công nghiệp giấy có chứa vật liệu humic. Rất khó để xác định tác động hóa học chính xác mà Ozonation đã gây ra đối với cấu trúc humic. Ozone phản ứng với các phân tử chịu trách nhiệm tạo màu, phá vỡ những nhóm chức có mật độ điện tử cao. Chúng bao gồm axit humic, tannin và lignin thường được tìm thấy trong rau. Ôzôn gần 10-15 mg / lit được đưa vào để giảm tải lượng ô nhiễm xuống mức đáng kể đối với nước thải công nghiệp.

Ozone trong xử lý nước thải ngành nhuộm

Nước thải do công nghiệp nhuộm có chứa nhiều chất tạo màu nhân tạo. Chúng ta có thể phân loại nước thải dựa trên các thông số khác nhau. Dựa theo tính chất vật lý các đặc điểm chính bao gồm màu sắc, độ đục (tạp chất hòa tan và lơ lửng), v.v … trong khi tính chất hóa học bao gồm các thành phần của thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm bazơ, thuốc nhuộm sunfua, thuốc nhuộm azo, thuốc nhuộm phức kim loại, v.v.

Các phương pháp xử lý sinh học chỉ có khả năng cải thiện một chút màu nước thải. Điều này là do các phân tử chịu trách nhiệm tạo màu không thể phân hủy sinh học. Tuy nhiên, màu nước thải có thể được cải thiện bằng cách sục khí hoặc oxy hóa. Một cách khử màu có thể là thông qua việc phá hủy các liên kết nitơ-nitơ kép, điều này được xác nhận bởi sự xuất hiện của các gốc NO và NOz sau khi xử lý bằng ôzôn.

Ozone khử màu nước

Nước bề mặt thường có màu bởi các vật liệu hữu cơ tự nhiên như axit humic, fulvic và tannic. Các hợp chất này là kết quả của sự phân hủy các vật liệu thực vật và thường liên quan đến các sản phẩm ngưng tụ của phenol như các hợp chất, chúng có liên kết đôi cacbon / cacbon liên hợp. Ozone nhanh chóng phá vỡ liên kết đôi hữu cơ. Khi nhiều liên kết đôi này bị loại bỏ, màu sắc sẽ biến mất. Nước bề mặt thường có thể được khử màu khi được xử lý bằng 2-4 ppm ozone.

Ozone trong xử lý chất thải độc hại

Xử lý nước thải công nghiệp là một vấn đề được chú trọng trong thời gian gần đây. Đặc biệt, ngành công nghiệp hóa chất thải ra nhiều chất có độc tính tức thời cao. Đối với loại chất thải này, chỉ pha loãng không phải là biện pháp chống ô nhiễm đầy đủ. Nồng độ là yếu tố quan trọng khi xem xét độc tính. 

Ozone ngày càng được sử dụng rộng rãi trong xử lý bậc ba để loại bỏ tất cả các dấu vết của các chất độc hại. Ưu điểm ở đây là quá trình xử lý bằng ozone không cần sử dụng các chất phụ gia- chất độc hại hơn so với hợp chất được loại bỏ.

Trong các hỗn hợp có chứa các hợp chất độc hại, không phải lúc nào ozone cũng phản ứng đặc biệt với hợp chất mà chúng ta muốn loại bỏ. Vì lý do này, các chuyên gia khuyến khích áp dụng các kỹ thuật thanh lọc thông thường trước tiên và theo dõi Ozonation ở giai đoạn thứ hai hoặc thứ ba. Nồng độ là một yếu tố quan trọng khi xem xét độc tính.

Do đó, ozone ngày càng được sử dụng phổ biến như công đoạn xử lý cuối cùng để loại bỏ tất cả các dấu vết của các chất độc hại.

Ozone trong xử lý chất thải xyanua

Về mặt hóa học, các chất ô nhiễm xyanua có thể được phân loại thành ba nhóm chính:

a) Axit xianua hydro,

b) Xyanua kiềm đơn giản (natri xyanua, kali xyanua)

c) Xyanua phức hợp hòa tan (kali đồng xyanua, natri, sắt xyanua, kali sắt xyanua, v.v.).

Xyanua là một ví dụ điển hình của nước thải có độc tính cao; các chất độc đối với cá ở nồng độ thấp tới 25 ppb. Chúng là những chất ức chế enzym mạnh và tiếp tục được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như nổi bọt để khai thác khoáng chất, cyaniding quặng kim loại quý, lọc khí trong nhà máy luyện cốc, tổng hợp các hợp chất hữu cơ (nhựa, dệt may), sản xuất dược phẩm, v.v.

Lượng xyanua lớn nhất được thải ra từ các bể tẩy dầu mỡ, thùng mạ điện và bể rửa được tìm thấy trong nhà máy xử lý bề mặt. Nồng độ xyanua trong nước thải từ các nguồn này có thể thay đổi từ 20-100 mg / L.

Các phức hợp xyanua và xyanua có thể bị phá hủy bằng cách xử lý bằng ozone, trong thử nghiệm được thực hiện đối với chất thải công nghiệp của lực lượng không quân Hoa Kỳ có chứa tới 10.000 mg / L xyanua được xử lý bằng ozone và tia cực tím. Việc xử lý làm giảm nồng độ xyanua xuống dưới mức có thể phát hiện được.

Ozone khử kim loại nặng trong nước thải

Nước thải công nghiệp thường chứa các kim loại nặng, mức độ độc hại của nó đã được biết đến rộng rãi. Giống như xyanua, kim loại nặng có thể có trong nước ở cả dạng tự do và ở dạng hợp chất phức tạp. Ôzôn oxy hóa kim loại chuyển tiếp sang trạng thái oxy hóa cao hơn của chúng, trong đó chúng thường tạo thành các oxit ít hòa tan hơn; dễ tách bằng cách lọc. Các kim loại khác như cadmium, crom, coban, đồng, chì, mangan, niken, kẽm, v.v. có thể được xử lý theo cách tương tự.

Nói chung, ozon oxy hóa các kim loại nặng này để tạo thành oxit kim loại hoặc hydroxit, kết tủa và có thể dễ dàng loại bỏ khỏi nước. Ozone được sử dụng để loại bỏ kim loại nặng từ nước thải được sản xuất bởi nhiều loại hình công nghiệp, một trường hợp điển hình là nhà máy khai thác khoáng sản.

Mô hình xử lý nước bằng công nghệ ozone

Ozone loại bỏ phenol

Có nhiều loại hình nhà máy công nghiệp thải ra nước thải phenol hóa như nhà máy luyện cốc, nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa dầu, hầm mỏ, dây chuyền xử lý hóa chất và dược phẩm, thực phẩm, nhà máy đóng hộp, cửa hàng tẩy sơn, công nghiệp hàng không cao cấp, v.v.

Một số phương pháp thanh lọc tồn tại để loại bỏ các hợp chất độc hại này khỏi nước thải. Một trong những phương pháp đó là ozon hoá. Nghiên cứu khoa học rất chi tiết đã được tiến hành về cách ozone phản ứng với phenol. Về cơ bản, ozon phân hủy phenol để tạo thành axit oxalic và oxy. Các nghiên cứu về động học của phản ứng Ozon hóa cho thấy nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình tinh chế. Yếu tố chủ yếu trong số những yếu tố này là nhiệt độ và trên hết là độ pH. Do đó, việc tăng độ pH từ 8,0-11,0 sẽ làm tăng gấp đôi tốc độ mà các phenol bị phân hủy. Ở giá trị pH cao hơn, ozon tấn công các hợp chất phenol hóa thay vì các chất có thể oxy hóa khác, và điều này làm giảm đáng kể thời gian phản ứng.

Ozone khử mùi và xử lý khí thải

Trong vài năm gần đây, các bằng chứng khoa học đã chỉ ra rằng những gì đang hít thở trong các ngôi nhà và các tòa nhà khác có thể bị ô nhiễm hơn bên ngoài ở các thành phố lớn và các nhà máy công nghiệp hóa nhất.

Ozone phản ứng với nhiều chất hữu cơ gây ra mùi khó chịu; trong số này có olefms, axit béo chuỗi ngắn, xeton, nitrit, este, amin và các hợp chất mang lưu huỳnh như mercaptain. Do nồng độ chất ô nhiễm rất thấp, thường không thể thực hiện xử lý bằng các phương pháp thông thường như oxy hóa bằng nhiệt hoặc xúc tác, hấp thụ, rửa hoặc lọc sinh học. Xử lý bằng ozone là cách duy nhất để đảm bảo khử mùi nhanh chóng tiết kiệm.

Ozone cũng tích cực tham gia vào việc khử khuẩn trong không khí

Có những máy tạo ozone chạy trên 110-220 V AC hoặc 12 V DC cho ô tô, thuyền, xe tải hoặc gia đình. Máy lọc giúp khử trùng và oxy hóa các chất không mong muốn trong môi trường sống của chúng ta. Ozone oxy hóa nhiều tạp chất vô cơ và hữu cơ cũng như làm bất hoạt vi khuẩn, vi rút và u nang. Ozone oxy hóa các hóa chất hữu cơ thành các nguyên tố an toàn hơn. Trong quá trình Ozon hóa, một số hợp chất như amoniac và xyanua bị phân hủy thành nitơ và nước.

Tìm thiểu thêm: Ứng dụng ozone trong xử lý nước thải công nghiệp (Phần 4)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.