Nước mặt để sản xuất nước máy là nguồn nước lây từ sông hay ao hồ lớn. Hiện nay nguồn nước này thường bị ô nhiễm khá nặng. Trong thành phần nước mặt không chỉ có hàm lượng tảo, hàm lượng chất hữu cơ cao mà còn có cả dư lượng của nhiều loại hóa chất, trong đó thuốc bảo vệ thực vật xâm nhập từ nhiều đường khác nhau. Cho nên việc xử lý nước mặt bằng các công nghệ thường không còn đáp ứng được yêu cầu về mặt chất lượng nước
Ứng dụng công nghệ oxy hóa sâu với thiết bị Ozone là một trong các giải pháp hữu hiệu và kinh tế được đưa vào trong các công đoạn đầu và cuối để nâng cao chất lượng nước.
Bắt đầu từ năm 1990, Công ty nước máy thành phố Côn Minh hợp tác với Cục cấp nước Suri Thụy Điển triển khai công việc nghiên cứu xử lý nước sâu của hồ, ao Vân Nam (Trung Quốc). Trong vòng 4 năm, công việc nghiên cứu đã mang lại hiệu quả rõ rệt, nâng cao được trình độ xử lý nước ở hồ của Vân Nam, cung cấp được chỗ dựa khoa học để nâng cao chất lượng nước uống. Năm 1995, công ty nước máy thành phố Côn Minh quyết định sử dụng công nghệ xử lý sâu chắt lọc sinh vật bằng Ozone than hoạt tính ở nhà máy nước số 5 và phân xưởng Nam nhà máy nước số 6 mà lấy nguồn nước chủ yếu từ hồ Vân Nam. Tháng 5 năm 1997, công nghệ xử lý sâu được vận hành trong nhà máy nước kể trên.
Nội Dung
Sơ lược về nhà máy nước công suất 100.000 m3/d
Phân xưởng Nam nhà máy nước số 6 thuộc Công ty nước sạch thành phố Côn Minh, lấy nguồn nước hồ Vân Nam và đập nước sông Đại Hà Sái, năng lực thiết kế là 100.000m3/d.
Lưu trình công nghệ như sau:
Mục đích chủ yếu việc sử dụng công nghệ xử lý sâu của Công ty nước thành phố Côn Minh là xử lý nước hồ, ao ở Vân Nam. Tham số chất lượng nước chủ yếu của nguồn nước ao, hồ Vân Nam (xem Bảng 1)
Bảng 1 – Tham số chất lượng nước
| Chỉ số | Nguồn nước | Sau khi lọc (trước O3) |
| – UV 254nm | ||
| Nhỏ nhất | 8,3 | 4,1 |
| Trung bình | 8,91 | 5,13 |
| Lớn nhất | 9,82 | 6,14 |
| – CODMn (mg/l) | ||
| Nhỏ nhất | 7,54 | 3,13 |
| Trung bình | 8,70 | 3,70 |
| Lớn nhất | 9,90 | 4,29 |
| – DOC (mg/l) | ||
| Nhỏ nhất | 8,50 | 5,11 |
| Trung bình | 9,92 | 6,76 |
| Lớn nhất | 10,56 | 7,47 |
| – HÀM LƯỢNG TẢO (con/L) | ||
| Nhỏ nhất | 1,07 x 107 | 0,52 x 107 |
| Trung bình | 4,21 x 107 | 1,01 x 107 |
| Lớn nhất | 7,00 x 107 | 2,10 x 107 |
Giới thiệu về hệ thống Ozone( công nghệ O3)
Hệ thống O3 này là hệ thống tạo O3 từ không khí. Không khí được nén thông qua máy nén không khí, lọc qua sàng lọc phân tử, sau khi được máy làm khô làm khô, đưa vào máy sản xuất O3, để sản xuất ra O3 với điện áp cao. Lưu trình công nghệ của nó như sau:
Không khí → Không khí xử lý trước → Sản sinh O3 → Tiếp xúc O3 → Phá hoại khí thải → Đào thải khí thải
Các tham số kỹ thuật công nghệ O3 như sau:
| Xử lý chất lượng nước (Hiện nay) | 100,000m3/d |
| Lượng thêm vào lần 1 | 0.5 – 2.0 mg/l |
| Lượng thêm vào lần 2 | 0.3 – 1.5 mg/l |
| Lượng O3 lớn nhất đưa vào | 2.64 mg/l |
| Máy sản sinh O3 | 3 x 11 kg03/h |
| Nồng độ O3 | 4wt% |
| Đơn nguyên cung cấp điện | Trung tần (600 – 800Hz) Cao áp (4500V) |
| Hệ thống tiếp xúc | Máy phóng nhiều lỗ |
| Xử lý khí còn sót lại | Phương thức gia nhiệt |
| Khống chế | Khống chế tự động hoàn toàn PLC |
Tình hình ứng dụng Oxy hóa sâu với Ozone vào xử lý nước
Công nghệ xử lý sâu này từ khi được đưa vào hoạt động đến nay đã đóng vai trò then chốt đối với việc nâng cao chất lượng nước của nhà máy nước. Dựa theo các chỉ tiêu phân tích cho thấy: Các chỉ tiêu hoá học và chỉ tiêu cảm quan vật lý đều được nâng cao một cách rõ rệt.
1. Đối với việc trừ khử chất hữu cơ
Hệ thống nước sau khi được xử lý bằng công nghệ xử lý bình thường, hàm lượng chất hữu cơ của nó vẫn khá cao, ở đây lấy UV254nm và CODMn làm chỉ tiêu chính.
Do O3 có đặc tính 0xy hoá rất mạnh, có thể trừ khử COD và UV254nm trong nước một cách hiệu quả. Trong giai đoạn phân tích, lượng O3 thêm vào là 1,5mg/l. Cho dù trong điều kiện lượng thêm vào thấp như vậy, chúng tôi vẫn có thể phát hiện, sau khi xử lý bằng O3, chất lượng nước được nâng lên rõ rệt.
Hình I cho thấy: UV254nm bị giảm xuống 40 – 50%
Hình II cho thấy: CODMn bị giảm xuống ~ 10 – 30%
Còn đối với hiệu suất trừ khử của CODMn sẽ được nâng lên cùng với sự tăng lên của lượng O3 thêm vào hay thời gian tiếp xúc được kéo dài.
Phân tích cho thấy, O3 có hiệu quả trừ khử mùi vị hôi thối rất lý tưởng. Nước sau khi qua xử lý O3 có màu xanh da trời, không mùi, không vị, cảm giác trong sạch
2. Trừ khử đối với màu sắc
Chất hữu cơ do nước sản sinh màu sắc phần lớn có chứa một hay nhiều vòng thơm. Qua nghiên cứu phát hiện ra, màu sắc có liên quan nhất định đối với giá trị của UV254nm. Còn O3 có hiệu quả trừ khử rõ rệt đối với UV254nm.
Ngoài ra, trong nước giàu dinh dưỡng hoá, chất diệp lục cũng là một trong những nguyên nhân làm cho nước sản sinh màu sắc.
Bảng 2: Ozone từ khử đối với màu sắc
| Độ (màu sắc) | Lượng O3 thêm vào: 1.5mg/l | ||||
| Số lần phân tích | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Nước sau khi lọc | <5 | <5 | <5 | <5 | <5 |
| Nước sau khi qua xử lý O3 | – – | – – | – – | – – | – – |
Các tồn tại trong công nghệ xử lý oxy hóa sâu bằng Ozone trên diện rộng
Công nghệ O3 của Phân xưởng Nam Nhà máy nước số 6 của Công ty nước máy thành phố Côn Minh và Công nghệ lọc than hoạt tính hợp thành một chỉnh thể. Qua phân tích, kiểm tra đo đạc lâu dài, chúng tôi phát hiện ra: Công nghệ O3 có hiệu quả rõ rệt đối với việc nâng cao chất lượng nước uống. Còn công nghệ lọc than hoạt tính ở thời kỳ đầu vận hành do nó có sức hút mãnh nên có hiệu quả rất lý tưởng đối với chất hữu cơ trong nước. Song cùng với sự giảm xuống của khả năng hút, bể lọc than hoạt tính cũng giảm xuống cùng với hiệu quả trừ khử chất hữu cơ. Hiện nay, hiệu quả trừ khử của bể lọc than hoạt tính chỉ tiêu đối với các chất hữu cơ chỉ còn là 10 – 20%.
Năm 1999, Công ty nước máy Côn Minh cùng hợp tác với Đại học Vân Nam triển khai nghiên cứu phân tích quần thể chủng loại vi sinh vật của bể lọc than hoạt tính. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Quần thể chủng loại vi sinh vật trong bể lọc than hoạt tính khá ít, số lượng vi sinh vật khá thấp, phân tích tính toán cao nhất là 104, không có cách nào để có được vai trò của bể lọc sinh vật. Song trong cùng thời kỳ đó, thử nghiệm về vi khuẩn xuất hiện lại đạt được hiệu quả khá cao, số lượng vi khuẩn có thể lên tới trên 107. Trong giai đoạn khoa học kỹ thuật thời kỳ trước, phân tích chất hữu cơ cũng cho thấy: chất hữu cơ trong nước có tính phân giải sinh vật rất tốt.
Vậy thì rốt cuộc nguyên nhân nào đã ảnh hưởng tới tác dụng sinh vật của bể lọc than hoạt tính? Qua phân tích chúng tôi cho rằng: Clo hoá trước là một trong những nguyên nhân chủ yếu. Do áp dụng thêm Clo trước, sau khi lọc ở trong nước vẫn chứa lượng Clo dư thừa nhất định. Mà thay đổi sức chịu đượng lượng nước trong công nghệ sản xuất đều
dẫn đến hàm lượng Clo dư thừa trong nước sau khi lọc quá cao, từ đó ảnh hưởng đến mặt trái sản xuất tác dụng sinh vật trong bể lọc than hoạt tính, đã ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật trong bể lọc. Còn các nhân tố: lượng 03 thêm vào quá thấp (1,5mg/l), thời gian tiếp xúc O3 quá ngắn và thời gian dừng lại thiết kế cho bể lọc than hoạt tính ngắn (12 phút) đều đã ảnh hưởng đến vai trò sinh vật của bể lọc than hoạt tính ở một mức độ nhất định
KẾT LUẬN
Thông qua hoạt động sản xuất và phân tích các chỉ tiêu, chúng tôi có thể rút ra những kết luận sau:
- công nghệ O3 có hiệu quả tốt trong việc cải thiện mùi vị của nước uống và trừ khử màu sắc.
- Đối với hiệu quả trừ khử UV và COD mà nói, O3 có thể giảm hàm lượng chất hữu cơ trong nước uống xuống.
- Do O3 có tính Oxy hoá mạnh đối với chất hữu cơ, nhất là chất hữu cơ liên kết kép, ở một mức độ nhất định đã nâng cao tính phân giải sinh vật của chất hữu cơ, từ đó có lợi cho việc kéo dài tác dụng phân giải sinh vật trong bể lọc than hoạt tính sau này.
- Do hạn chế của thời gian tiếp xúc, cũng đã hạn chế hiệu quả trừ khử COD ở một mức độ nhất định. Việc tăng lượng O3 thêm vào cũng có thể nâng cao được hiệu quả trừ khử COD.
- Trong kỹ thuật xử lý nước, O3 không thể giải quyết được tất cả các vấn đề, song O3 vẫn là một loại công nghệ xử lý rất có hiệu quả, có thể nâng cao chất lượng của nước uống ở mức độ cao.
