การประยุกต์ใช้โอโซนในการบำบัดน้ำเสีย

ในคลื่นพลุ่งพล่านของสาเหตุการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมในปัจจุบันการบำบัดน้ำเสียเป็นส่วนสำคัญของการปกป้องสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาคือการสำรวจเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่อย่างต่อเนื่อง โอโซนที่มีคุณสมบัติเป็นเอกลักษณ์มีบทบาทสำคัญในด้านการรักษาสิ่งปฏิกูล

โอโซน (o₃) มีลักษณะเป็นสีฟ้าอ่อนมีกลิ่นพิเศษและโครงสร้างโมเลกุลที่เป็นเอกลักษณ์ พลังออกซิไดซ์ไกลเกินกว่าออกซิเจนธรรมดา อุตสาหกรรมโอโซนมักจะผลิตโดยวิธีการปล่อยกั้นอิเล็กทริกซึ่งใช้กระแสสลับแรงดันสูงเพื่อกระตุ้นให้เกิดการรวมกันของโมเลกุลออกซิเจนจึงสร้างโอโซน

ประสิทธิภาพของโอโซนในการบำบัดน้ำเสียนั้นน่าทึ่ง ประการแรกในแง่ของการฆ่าเชื้อและฆ่าเชื้อโรคมีจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคจำนวนมากเช่นแบคทีเรียและไวรัสที่ซุ่มซ่อนอยู่ในสิ่งปฏิกูลคุกคามสภาพแวดล้อมของน้ำและสุขภาพของมนุษย์อย่างต่อเนื่อง ด้วยความสามารถในการซึมผ่านที่แข็งแกร่งโอโซนสามารถทะลุกำแพงเซลล์ของจุลินทรีย์ได้โดยตรงกำหนดเป้าหมายโมเลกุลขนาดใหญ่ที่สำคัญเช่นเอนไซม์และกรดนิวเคลียสภายในเซลล์ทำลายโครงสร้างและหน้าที่ของพวกเขาและทันทีทำให้จุลินทรีย์ไม่ได้ใช้งานบรรลุการฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับการฆ่าเชื้อคลอรีนแบบดั้งเดิมโอโซนไม่ผลิตสารประกอบอินทรีย์คลอรีนที่เป็นอันตรายเพื่อความปลอดภัยของคุณภาพน้ำ

ในแง่ของการขจัดสีน้ำเสียอุตสาหกรรมจากการพิมพ์และการย้อมสีการผลิตกระดาษฯลฯมักมีสีลึกและมีสารอินทรีย์สีที่ไม่สามารถย่อยสลายได้จำนวนมาก โอโซนใช้คุณสมบัติออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งเพื่อ "โจมตี" กลุ่มสีย่อยสลายโครงสร้าง chromogenic ที่ซับซ้อนและแปลงให้เป็นโมเลกุลขนาดเล็กไม่มีสีหรือสีอ่อน, ปรับปรุงคุณภาพรูปลักษณ์ของน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพและผลการขจัดสีนั้นค่อนข้างน่าทึ่ง

ฟังก์ชั่นกำจัดกลิ่นของมันมีความโดดเด่นอย่างเท่าเทียมกัน กลิ่นแปลกๆในพืชน้ำเสียส่วนใหญ่มาจากสารประกอบที่มีกำมะถันสารประกอบที่มีไนโตรเจนและสารอินทรีย์ระเหยง่าย เมื่อโอโซนพบพวกเขาจะได้รับปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างรวดเร็วแปลงสาร malodorous เหล่านี้เป็นไม่มีกลิ่นหรือสารที่มีเกณฑ์กลิ่นต่ำ, ฟอกอากาศจากแหล่งที่มาและการปรับปรุงสภาพแวดล้อมโดยรอบ

นอกจากนี้สำหรับสารมลพิษอินทรีย์ในสิ่งปฏิกูลโอโซนโดยตรงออกซิไดซ์สารอินทรีย์บางชนิดสลายลงในคาร์บอนไดออกไซด์น้ำและกรดอินทรีย์โมเลกุลขนาดเล็ก ในเวลาเดียวกันมันเริ่มต้นปฏิกิริยารุนแรงฟรีเพื่อสร้างอนุมูลอิสระ, แร่ธาตุลึกแทบจะไม่สามารถย่อยสลายสารอินทรีย์และการปรับปรุงความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของสิ่งปฏิกูล, วางรากฐานที่ดีสำหรับกระบวนการบำบัดทางชีวภาพที่ตามมา

อย่างไรก็ตามหลังจากที่โอโซนเสร็จสิ้นภารกิจของสิ่งปฏิกูลบริสุทธิ์ถ้าโอโซนที่เหลือไม่ได้รับการรักษาอย่างถูกต้องก็จะนำข้อเสียมากมาย ในมือข้างหนึ่งโอโซนตกค้างในแหล่งน้ำจะทำให้เกิดความเครียดออกซิเดชันต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำและทำลายระบบนิเวศทางน้ำ ในทางกลับกันเมื่อมันหลบหนีไปในอากาศมันจะระคายเคืองเยื่อเมือกของระบบทางเดินหายใจของมนุษย์และเนื้อเยื่ออื่นๆสุขภาพที่เป็นอันตราย

มีวิธีการต่างๆในการรักษาโอโซนตกค้าง การสลายตัวตามธรรมชาติค่อนข้างช้าและได้รับผลกระทบอย่างมากจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับพืชบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่ แม้ว่าวิธีการลดสารเคมีจะตอบสนองอย่างรวดเร็วแต่ก็ต้องใช้สารเคมีอย่างต่อเนื่องส่งผลให้ค่าใช้จ่ายสูงและแนะนำมลพิษเกลือใหม่ได้อย่างง่ายดาย วิธีการสลายความร้อนใช้พลังงานจำนวนมากและการลงทุนอุปกรณ์และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานเป็นข้อห้าม

เมื่อเปรียบเทียบการสลายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาของโอโซนตกค้างมีข้อดีที่ชัดเจน ตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วไปมีหลายประเภท: ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์เช่นแมงกานีสไดออกไซด์และทองแดงออกไซด์มีเว็บไซต์ที่ใช้งานอยู่มากมายที่สามารถดูดซับโมเลกุลโอโซนได้ O - O ภายในโมเลกุลโอโซนอ่อนแอลงกระตุ้นการสลายตัวของออกซิเจนและกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาของออกไซด์ของโลหะที่มีโครงสร้างนาโนจะดีกว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่าเช่นแพลเลเดียมและแพลเลเดียมมีประสิทธิภาพเชิงเร่งปฏิกิริยาสูงมากและสามารถดูดซับและกระตุ้นโอโซนได้อย่างง่ายดายแต่ค่าใช้จ่ายของพวกเขาสูงมากจำกัดการใช้งานของพวกเขา ตัวเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนที่เปิดใช้งานมีแหล่งต่างๆและมีราคาไม่แพงมีทั้งการดูดซับทางกายภาพและฟังก์ชั่นตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมีและประสิทธิภาพของพวกเขาสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมหลังจาก MoDification ค่ะ

ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์เป็นตัวอย่างในระหว่างกระบวนการตัวเร่งปฏิกิริยาโมเลกุลของโอโซนจะถูกจับโดยไซต์ที่ใช้งานอยู่บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้เกิดสถานะดูดซับ ต่อมาการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเกิดขึ้นระหว่างไอออนของโลหะและโมเลกุลของโอโซนทำให้พันธะ O - O แตกสร้างสายพันธุ์ออกซิเจนที่ใช้งานอยู่และในที่สุดก็รวมเข้ากับออกซิเจน

ในการใช้งานจริงเครื่องปฏิกรณ์แบบตายตัวหรือเครื่องปฏิกรณ์แบบอโนไดซ์มักใช้ เครื่องปฏิกรณ์แบบคงที่มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและใช้งานได้สะดวก ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่สูญหายง่ายแต่มีแนวโน้มที่จะอุดตันและต้องล้างย้อนเป็นประจำ เครื่องปฏิกรณ์ fluidized-Bed มีประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนและมวลสูงและการฟื้นฟูตัวเร่งปฏิกิริยาสะดวก อย่างไรก็ตามต้องใช้อุปกรณ์ปิดผนึกสูงและตัวเร่งปฏิกิริยาสึกหรออย่างรวดเร็ว ระหว่างการทำงานพารามิเตอร์ต่างๆเช่นความเข้มข้นของโอโซนอัตราการไหลของน้ำและควรตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์และเงื่อนไขเครื่องปฏิกรณ์ควรปรับความยืดหยุ่นตามคุณภาพน้ำที่มีอิทธิพลและปริมาณโอโซนเพื่อให้แน่ใจว่าโอโซนที่เหลือตรงตามมาตรฐานการปลดปล่อย

มองไปข้างหน้าด้วยความคืบหน้าของวัสดุวิทยาศาสตร์โอโซนและเทคโนโลยีการรักษาที่เกี่ยวข้องก็จะยังคงได้รับการปรับให้เหมาะสมฉีดแรงผลักดันที่แข็งแกร่งในการรักษาน้ำเสียและช่วยให้สภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาถึงความสูงใหม่