การใช้เครื่องกำเนิดโอโซนในอุตสาหกรรมทำน้ำให้บริสุทธิ์

โดยทั่วไป, เครื่องกรองน้ำจะเก็บน้ำไว้ในถังเก็บน้ำหลังจากกรองและกรองน้ำแล้ว. เนื่องจากความพิเศษของน้ำดื่มเวลา, ตัวอย่างเช่น, น้ำที่บำบัดในเวลากลางคืนอาจต้องเก็บไว้ในถังเก็บน้ำข้ามคืนก่อนเริ่มในวันถัดไป. ดังนั้น, มีความเสี่ยงต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย, และต้องมีขั้นตอนการฆ่าเชื้อและแบคทีเรียเพิ่มเติมก่อนใช้งานอย่างปลอดภัย. ในเรื่องนี้, แบคทีเรียโอโซนยังไม่ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีข้อกำหนดทางเทคนิคและอุปกรณ์ในระดับสูง, แต่ได้รับการยอมรับจากอุตสาหกรรมว่าปลอดภัย, วิธีการที่เชื่อถือได้และปราศจากมลภาวะ.

โอโซนสามารถกระทำกับมลพิษในน้ำได้สองวิธี. หนึ่งคือการเกิดออกซิเดชันโดยตรง, นั่นคือ, โมเลกุลโอโซนมีปฏิกิริยาโดยตรงกับสารมลพิษในน้ำ. ในกระบวนการนี้, โอโซนสามารถออกซิไดซ์อินทรียวัตถุธรรมชาติโมเลกุลขนาดใหญ่ในน้ำได้, เช่น กรดฮิวมิก, กรดฟุลวิค, ฯลฯ, และยังสามารถออกซิไดซ์สารอินทรีย์ระเหยง่ายและสารมลพิษอนินทรีย์บางชนิดได้, เช่นไอออนของเหล็กและแมงกานีส. ออกซิเดชันโดยตรงช้าและมีการคัดเลือกที่แน่นอน, นั่นคือ, โมเลกุลโอโซนสามารถโต้ตอบกับสารมลพิษอินทรีย์หรือไอออนของโลหะที่มีพันธะไม่อิ่มตัวในน้ำเท่านั้น. อีกวิธีหนึ่งคือการออกซิเดชันทางอ้อม. โอโซนถูกสลายไปบางส่วนเพื่อผลิตอนุมูลไฮดรอกซิลที่ทำปฏิกิริยากับอินทรียวัตถุในน้ำ. ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางอ้อมเกิดขึ้นเร็วมาก, ไม่เลือกสรร, และสามารถทำปฏิกิริยากับมลพิษได้หลากหลาย.

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าผลกระทบที่ครอบคลุมของการเกิดออกซิเดชันของโอโซนต่อคุณภาพน้ำนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยที่มีอิทธิพลหลายอย่าง เช่น ปริมาณโอโซน, สภาวะออกซิเดชัน, pH และความเป็นด่างของน้ำดิบ, และชนิดและความเข้มข้นของสารอินทรีย์และอนินทรีย์ที่อยู่ร่วมกันในน้ำ. โอโซนก่อนออกซิเดชันสามารถทำลายพันธะไม่อิ่มตัวของอินทรียวัตถุในน้ำได้, ลดน้ำหนักโมเลกุลของอินทรียวัตถุ, และเพิ่มความเข้มข้นของอินทรียวัตถุ DOC ที่ละลายน้ำได้, แสดงให้เห็นโดยเฉพาะเมื่อความเข้มข้นของ AOC และ BDOC เพิ่มขึ้น, จึงช่วยเพิ่มความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของสารอินทรีย์. อย่างไรก็ตาม, การทดลองของเอมส์ แสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์ขั้นกลางที่ถูกออกซิไดซ์บางส่วนมีฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์บางอย่าง, และจำเป็นต้องเพิ่มปริมาณโอโซนเพื่อลดความเป็นพิษของผลิตภัณฑ์เหล่านี้. สำหรับสารตั้งต้นผลพลอยได้จากการฆ่าเชื้อด้วยคลอรีน, โอโซนก่อนออกซิเดชันสามารถทำลายได้ในระดับหนึ่ง, หรือแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางที่มีศักยภาพในการเกิดผลพลอยได้ค่อนข้างต่ำ.

น้ำดิบจะถูกออกซิไดซ์โดยโอโซนแล้วกรองด้วยถ่านกัมมันต์. สารอินทรีย์โมเลกุลขนาดใหญ่ในน้ำจะถูกออกซิไดซ์และสลายตัวเป็นสารอินทรีย์โมเลกุลขนาดเล็ก, ซึ่งถูกดูดซับได้ง่ายโดยถ่านกัมมันต์, ปรับปรุงอัตราการสกัดอินทรียวัตถุในน้ำดิบ. นอกจากนี้, โอโซนจะออกซิไดซ์ Mn2 ในน้ำ, ทำให้ MnO2 ที่สร้างขึ้นถูกดูดซับบนพื้นผิวของถ่านกัมมันต์และกำจัดออก, จึงทำให้ผลการบำบัดน้ำดิบดีขึ้น. กลุ่มฟังก์ชันของพื้นผิวและโครงสร้างรูพรุนของ ACF ได้รับการพัฒนามากกว่า OAC, และสามารถดูดซับอินทรียวัตถุและโมเลกุลขนาดใหญ่ Mn.