Máy ozone xử lý nước đang được ứng dụng trong nhiều hệ thống xử lý nước sinh hoạt, nước sản xuất, nước đóng chai, hồ bơi, nuôi trồng thủy sản và xử lý nước thải. Với khả năng tạo ra khí ozone (O₃) có tính oxy hóa mạnh, thiết bị có thể hỗ trợ khử trùng, kiểm soát mùi và xử lý một số thành phần trong nước khi được thiết kế và vận hành phù hợp.
Tuy nhiên, sử dụng máy ozone công nghiệp không đơn giản chỉ là bật máy và sục ozone vào nước. Hiệu quả xử lý còn phụ thuộc vào công suất tạo ozone, lưu lượng nước, chất lượng nước đầu vào, phương pháp hòa trộn, nồng độ ozone và thời gian tiếp xúc.
Trong bài viết dưới đây, BKNOW sẽ giúp bạn tìm hiểu nguyên lý, ứng dụng và hướng dẫn sử dụng máy ozone xử lý nước đúng cách để nâng cao hiệu quả vận hành và hạn chế những sự cố không cần thiết.
Máy ozone xử lý nước là thiết bị tạo ra khí ozone O₃, sau đó đưa lượng khí này vào nước thông qua đầu khuếch tán, Venturi, ejector hoặc một hệ thống hòa trộn chuyên dụng.
Ozone là dạng phân tử gồm ba nguyên tử oxy và có tính phản ứng cao. Trong xử lý nước, ozone được sử dụng chủ yếu nhờ khả năng oxy hóa và khử trùng. U.S. EPA mô tả hệ thống ozone điển hình gồm các công đoạn chuẩn bị khí cấp, tạo ozone, tiếp xúc ozone với nước và xử lý lượng ozone còn dư.
Đối với hệ thống công suất lớn, máy tạo ozone công nghiệp chỉ là một thành phần. Một hệ thống hoàn chỉnh thường còn có:
· Nguồn cấp khí hoặc oxy.
· Bộ xử lý và làm khô khí.
· Máy tạo khí ozone.
· Venturi hoặc đầu khuếch tán ozone.
· Bể hoặc đường ống tiếp xúc.
· Thiết bị đo và kiểm soát.
· Hệ thống xử lý ozone dư.
Do đó, hiệu quả xử lý nước không nên được đánh giá chỉ dựa vào thông số g/h của máy tạo ozone.
Về cơ bản, nguyên lý máy tạo ozone có thể chia thành hai quá trình chính.
Máy sử dụng không khí hoặc nguồn oxy làm nguyên liệu đầu vào. Một trong những phương pháp phổ biến trong thiết bị công nghiệp là phóng điện cao áp để chuyển một phần oxy O₂ thành ozone O₃. EPA cho biết phương pháp phóng điện là phương pháp phổ biến để tạo ozone trong các hệ thống xử lý nước.
Sau khi được tạo ra, ozone phải được đưa vào dòng nước và hòa tan đủ để thực hiện quá trình xử lý.
Các phương pháp thường gặp bao gồm:
· Đầu sục hoặc đĩa khuếch tán khí.
· Venturi.
· Ejector.
· Buồng trộn.
· Tháp tiếp xúc.
Vì ozone được tiêu thụ tương đối nhanh, khả năng truyền ozone từ pha khí sang pha nước và thời gian tiếp xúc có vai trò rất quan trọng. Theo EPA, ba thông số kiểm soát chính của quá trình ozonation là liều ozone, khả năng hòa trộn và thời gian tiếp xúc.
Đây cũng là lý do một máy sục ozone xử lý nước có công suất lớn chưa chắc mang lại hiệu quả cao nếu hệ thống hòa tan khí được thiết kế không phù hợp.
Một trong những ứng dụng phổ biến của máy ozone khử trùng nước là hỗ trợ kiểm soát vi sinh vật trong nước.
Hiệu quả khử trùng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại vi sinh vật, nồng độ ozone và thời gian tiếp xúc. EPA cũng xác định đây là những yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của quá trình khử trùng bằng ozone.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng:
Sục ozone vào nước không đồng nghĩa nước ngay lập tức đạt tiêu chuẩn nước uống hoặc tiêu chuẩn sử dụng.
Chất lượng nước sau xử lý vẫn cần được kiểm tra dựa trên mục đích sử dụng và các chỉ tiêu tương ứng.
Máy ozone công nghiệp có thể được tích hợp vào nhiều dây chuyền xử lý nước như:
· Hệ thống nước phục vụ sản xuất.
· Nước trong ngành thực phẩm và đồ uống.
· Nước đóng chai.
· Nước tuần hoàn.
· Nước hồ bơi.
· Một số hệ thống nuôi trồng thủy sản.
· Hệ thống nước cần oxy hóa hoặc khử trùng bổ sung.
Tùy từng loại nguồn nước, ozone có thể được sử dụng tại một công đoạn hoặc kết hợp với lọc cặn, than hoạt tính, màng lọc, công nghệ hóa lý và các phương pháp xử lý khác.
Do đó, lựa chọn máy tạo khí ozone công nghiệp cần dựa trên bài toán thực tế của hệ thống thay vì chỉ lựa chọn máy có công suất càng lớn càng tốt.
Máy ozone xử lý nước thải có thể được sử dụng như một công đoạn trong hệ thống xử lý nước thải, đặc biệt ở các giai đoạn cần khử trùng, kiểm soát mùi hoặc xử lý nâng cao.
Theo EPA, ozone thường được ứng dụng trong khử trùng nước thải tại các nhà máy quy mô vừa đến lớn sau khi nước đã trải qua ít nhất công đoạn xử lý thứ cấp. EPA đồng thời lưu ý nước có hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD, COD hoặc tổng carbon hữu cơ cao có thể làm giảm hiệu quả và tính kinh tế của quá trình ozonation.
Vì vậy:
Máy ozone xử lý nước thải không phải thiết bị thay thế toàn bộ hệ thống xử lý nước thải.
Ozone nên được xem là một công đoạn trong giải pháp xử lý tổng thể.
Ngoài khử trùng, ozone còn được sử dụng trong một số hệ thống nhằm kiểm soát mùi. EPA cũng ghi nhận kiểm soát mùi là một trong những ứng dụng của ozone trong xử lý nước thải.
Ứng dụng có thể gặp tại:
· Hệ thống xử lý nước thải.
· Nhà máy chế biến thực phẩm.
· Khu vực sản xuất phát sinh mùi.
· Bể thu gom và bể xử lý nước.
· Một số dây chuyền sản xuất công nghiệp.
Hiệu quả thực tế cần được đánh giá theo loại chất gây mùi, nồng độ và thiết kế hệ thống.
Ozone cũng được ứng dụng trong một số quy trình của ngành thực phẩm. FDA Hoa Kỳ cho phép ozone được sử dụng làm tác nhân kháng khuẩn đối với một số quá trình xử lý, lưu trữ và chế biến thực phẩm trong các điều kiện sử dụng được quy định.
Tuy nhiên, không nên hiểu máy ozone khử độc thực phẩm là thiết bị có khả năng loại bỏ hoàn toàn mọi hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật hay độc tố.
Trong môi trường sản xuất, quá trình sử dụng ozone cần được thiết kế và kiểm soát theo đúng mục tiêu công nghệ.
Không có một mức công suất hoặc thời gian sục ozone cố định áp dụng cho tất cả hệ thống.
Để máy ozone xử lý nước hoạt động hiệu quả, nên thực hiện theo các bước sau.
Trước tiên cần xác định ozone được sử dụng cho mục đích nào:
· Khử trùng nước.
· Xử lý nước sản xuất.
· Xử lý nước đóng chai.
· Hỗ trợ xử lý mùi.
· Xử lý nước hồ bơi.
· Xử lý nước trong nuôi trồng thủy sản.
· Xử lý nước thải.
Mỗi mục đích có yêu cầu về công suất ozone và cấu hình hệ thống khác nhau.
Không nên mua một máy tạo ozone công nghiệp chỉ dựa vào công suất trên catalogue rồi áp dụng chung cho mọi nguồn nước.
Lưu lượng thường được tính theo m³/giờ hoặc m³/ngày.
Ví dụ, hệ thống 1 m³/giờ và hệ thống 20 m³/giờ sẽ có yêu cầu rất khác nhau về:
· Công suất máy ozone.
· Kích thước đường ống.
· Venturi.
· Bơm tuần hoàn.
· Bể tiếp xúc.
· Thời gian lưu nước.
Đây là một trong những dữ liệu đầu tiên cần cung cấp khi lựa chọn máy ozone công nghiệp.
Hai nguồn nước có cùng lưu lượng nhưng thành phần nước khác nhau có thể có nhu cầu ozone hoàn toàn khác nhau.
Tùy mục tiêu xử lý, cần xem xét những thông số liên quan như:
· pH.
· Độ đục.
· Chất rắn lơ lửng.
· Hàm lượng chất hữu cơ.
· COD/BOD đối với nước thải.
· Vi sinh vật.
· Các thành phần cần oxy hóa hoặc xử lý.
EPA lưu ý hiệu quả và chi phí của ozonation phụ thuộc đáng kể vào đặc tính của nguồn nước cần xử lý.
Trước khi bật máy ozone xử lý nước, cần kiểm tra:
· Nguồn điện.
· Dây điện và aptomat.
· Nguồn cấp khí hoặc oxy.
· Bộ làm khô khí nếu có.
· Đường ống dẫn ozone.
· Bơm nước.
· Venturi hoặc đầu sục.
· Hệ thống làm mát.
· Bể tiếp xúc.
· Hệ thống xử lý ozone dư.
Không nên vận hành khi phát hiện đường ống ozone bị hở hoặc các đầu nối không đảm bảo kín.
Đối với các hệ thống sử dụng Venturi hoặc ejector, nên đưa hệ thống bơm và dòng nước về trạng thái hoạt động ổn định trước.
Việc này giúp tạo điều kiện để ozone được hút và hòa trộn với nước theo đúng thiết kế.
Sau khi dòng nước ổn định mới tiến hành khởi động máy tạo ozone.
Khởi động máy tạo ozone công nghiệp theo đúng hướng dẫn của từng model.
Không nên tự ý chạy máy ở mức công suất tối đa ngay từ đầu khi chưa xác định nhu cầu ozone của hệ thống.
Đối với hệ thống mới, công suất có thể cần được hiệu chỉnh trong quá trình chạy thử dựa trên chất lượng nước đầu vào và kết quả đầu ra.
Đây là bước quan trọng khi sử dụng máy sục ozone công nghiệp.
Không chỉ lượng ozone tạo ra mà lượng ozone thực sự hòa tan vào nước mới quyết định hiệu quả xử lý.
EPA xác định các thông số quan trọng gồm:
Liều ozone → Khả năng hòa trộn → Thời gian tiếp xúc.
Vì vậy, không nên áp dụng chung quan niệm:
“Cứ sục ozone 15–30 phút là nước sẽ được xử lý.”
Một khoảng thời gian nhất định có thể phù hợp với một hệ thống nhưng lại không phù hợp với hệ thống khác.
Thời gian xử lý phải được xác định dựa trên thiết kế, lưu lượng, thể tích bể tiếp xúc, nồng độ ozone và mục tiêu chất lượng nước.
Không phải toàn bộ ozone được tạo ra đều hòa tan vào nước.
Trong hệ thống công nghiệp, một phần ozone có thể đi ra khỏi bể tiếp xúc theo dòng khí thải. EPA khuyến nghị lượng ozone còn lại trong off-gas phải được xử lý trước khi xả ra môi trường nhằm hạn chế nguy cơ phơi nhiễm cho người vận hành.
Các hệ thống công suất lớn vì vậy có thể cần bộ phá hủy ozone dư.
Không nên đánh giá hiệu quả của máy ozone xử lý nước chỉ dựa trên cảm quan như:
· Nước trong hơn.
· Mùi giảm.
· Không còn mùi khó chịu.
Đối với hệ thống phục vụ sản xuất, nước uống hoặc nước thải, cần kiểm tra các chỉ tiêu phù hợp với mục đích sử dụng và yêu cầu chất lượng đầu ra.
Ozone có thể gây kích ứng đường hô hấp khi phơi nhiễm ở nồng độ đủ cao. EPA cảnh báo việc hít ozone có thể ảnh hưởng đến hệ hô hấp; OSHA Hoa Kỳ hiện công bố giới hạn phơi nhiễm nghề nghiệp PEL-TWA đối với ozone là 0,1 ppm trong 8 giờ. Đây là giá trị tham khảo theo quy định Hoa Kỳ, không thay thế các yêu cầu an toàn áp dụng tại Việt Nam.
Do đó, máy ozone công nghiệp cần được lắp tại vị trí phù hợp, có thông gió và biện pháp kiểm soát rò rỉ.
Việc ngửi thấy mùi ozone không phải phương pháp đo nồng độ chính xác.
Đối với hệ thống công nghiệp cần kiểm soát chặt, nên sử dụng thiết bị đo phù hợp thay vì dựa hoàn toàn vào cảm giác của người vận hành.
Bản gốc của bài viết có thông tin:
“Máy ozone công suất cao không nên sử dụng quá 8 tiếng liên tục.”
Không nên áp dụng quy định này cho mọi thiết bị.
Khả năng vận hành liên tục phụ thuộc vào:
· Thiết kế máy.
· Công suất.
· Hệ thống làm mát.
· Nhiệt độ môi trường.
· Nguồn khí.
· Linh kiện tạo ozone.
· Quy định của nhà sản xuất.
Một số máy tạo khí ozone công nghiệp được thiết kế cho chế độ làm việc dài giờ, trong khi một số thiết bị khác cần hoạt động theo chu kỳ.
Cần tuân thủ thông số của từng model.
Ozone có tính phản ứng và oxy hóa mạnh. EPA lưu ý hệ thống ozone cần sử dụng các vật liệu phù hợp với môi trường có ozone và đề cập thép không gỉ như một lựa chọn chống ăn mòn trong hệ thống xử lý.
Do đó, cần đặc biệt quan tâm tới:
· Đường ống.
· Gioăng.
· Van.
· Đầu nối.
· Bể tiếp xúc.
· Các chi tiết tiếp xúc trực tiếp với ozone.
Hiện tượng: Cắm điện nhưng đèn báo hoặc màn hình không hoạt động.
Kiểm tra:
1. Kiểm tra nguồn điện.
2. Kiểm tra phích cắm.
3. Kiểm tra dây nguồn.
4. Kiểm tra aptomat.
5. Kiểm tra cầu chì nếu thiết bị có sử dụng.
Nếu cần mở máy kiểm tra mạch điện hoặc nguồn cao áp, nên ngắt hoàn toàn nguồn điện và để kỹ thuật viên thực hiện.
Nguyên nhân có thể liên quan đến:
· Nguồn cấp khí.
· Bộ tạo ozone.
· Nguồn cao áp.
· Hệ thống bảo vệ.
· Bo mạch.
· Linh kiện tạo ozone.
Không nên mặc định rằng chỉ cần thay công tắc là có thể khắc phục.
Nếu máy vẫn chạy nhưng công suất ozone giảm, cần kiểm tra:
· Nguồn khí đầu vào.
· Độ khô của khí.
· Bộ tạo ozone.
· Hệ thống làm mát.
· Điện áp nguồn.
· Đường ống dẫn khí.
· Tuổi thọ linh kiện.
EPA cũng nhấn mạnh việc bảo dưỡng nguồn cấp khí, bộ tạo ozone và giám sát nhiệt độ là những nội dung quan trọng trong vận hành hệ thống.
Trường hợp này chưa chắc máy bị hỏng.
Cần kiểm tra lại:
· Công suất ozone có phù hợp không.
· Lưu lượng nước có tăng quá thiết kế không.
· Venturi có hút đủ khí không.
· Đầu sục có bị tắc không.
· Đường dẫn ozone có rò rỉ không.
· Bể tiếp xúc có đủ dung tích không.
· Thời gian tiếp xúc có phù hợp không.
· Chất lượng nước đầu vào có thay đổi không.
Đây chính là lý do hệ thống máy ozone xử lý nước công nghiệp phải được tính toán đồng bộ thay vì chỉ tập trung vào công suất máy phát ozone.
Khi phát hiện lượng ozone đáng kể thoát ra khu vực làm việc:
· Thực hiện quy trình dừng hoặc cô lập thiết bị phù hợp.
· Tăng thông gió.
· Kiểm tra đường dẫn ozone.
· Kiểm tra các đầu nối.
· Kiểm tra bể tiếp xúc.
· Kiểm tra thiết bị xử lý ozone dư.
Không nên tiếp tục để người lao động làm việc trong khu vực có nguy cơ phơi nhiễm ozone.
Hai tên gọi có liên quan nhưng không hoàn toàn đồng nghĩa.
Máy sục ozone xử lý nước thường nhấn mạnh đến việc đưa khí ozone vào nước thông qua đầu sục hoặc hệ thống hòa trộn.
Trong khi đó, hệ thống máy ozone xử lý nước công nghiệp có thể bao gồm nhiều thành phần hơn như:
Máy tạo ozone + nguồn oxy + Venturi + bơm + bể tiếp xúc + hệ thống điều khiển + xử lý ozone dư.
Có thể sử dụng ozone trong một số công đoạn của hệ thống xử lý nước thải.
Tuy nhiên, ozone không nên được coi là giải pháp thay thế toàn bộ quy trình xử lý. Đặc biệt với nước thải có hàm lượng BOD, COD hoặc chất rắn lơ lửng cao, cần có các công đoạn xử lý phù hợp trước khi ozonation.
Không.
Ozone chủ yếu được sử dụng cho các mục tiêu oxy hóa và khử trùng phù hợp. Nó không mặc nhiên thay thế các công đoạn như:
· Lọc cặn.
· Hấp phụ bằng than hoạt tính.
· Làm mềm.
· Trao đổi ion.
· Màng UF.
· Màng RO.
· Các quy trình xử lý chuyên biệt khác.
Trong nhiều hệ thống, ozone là một phần của dây chuyền xử lý tổng thể.
Không có một thời gian cố định áp dụng cho mọi hệ thống.
Thời gian cần thiết phụ thuộc vào:
· Công suất máy.
· Nồng độ ozone.
· Lưu lượng nước.
· Khả năng hòa tan.
· Kích thước bể tiếp xúc.
· Chất lượng nước đầu vào.
· Mục tiêu xử lý.
Thời gian tiếp xúc là một trong các thông số chính của quá trình ozonation.
Khi lựa chọn máy ozone công nghiệp, không nên chỉ hỏi:
“Máy bao nhiêu gam ozone một giờ?”
Cần cung cấp thêm:
· Nguồn nước cần xử lý.
· Lưu lượng m³/giờ.
· Mục đích sử dụng.
· Chất lượng nước đầu vào.
· Chất lượng nước mong muốn sau xử lý.
· Thời gian vận hành mỗi ngày.
· Không gian lắp đặt.
· Phương pháp hòa tan ozone.
Từ những dữ liệu này mới có thể lựa chọn máy tạo ozone công nghiệp và cấu hình hệ thống phù hợp.
Máy ozone xử lý nước có thể được ứng dụng trong nhiều hệ thống nước dân dụng và công nghiệp nhờ khả năng oxy hóa và khử trùng. Tuy nhiên, hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào công suất của máy tạo ozone mà còn phụ thuộc vào chất lượng nguồn nước, liều lượng, khả năng hòa tan, thời gian tiếp xúc và thiết kế của toàn bộ hệ thống.
Vì vậy, với các hệ thống có lưu lượng lớn, nước sản xuất hoặc nước thải, doanh nghiệp nên lựa chọn máy ozone công nghiệp dựa trên thông số thực tế thay vì sử dụng một cấu hình chung cho mọi nhu cầu.
BKNOW cung cấp các giải pháp và thiết bị ozone phục vụ nhiều nhu cầu xử lý nước khác nhau. Khách hàng có nhu cầu lựa chọn máy tạo ozone công nghiệp, máy ozone khử trùng nước, máy sục ozone xử lý nước hoặc máy ozone xử lý nước thải có thể cung cấp thông tin về nguồn nước, lưu lượng và mục tiêu xử lý để được tư vấn cấu hình phù hợp.
Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *