Công nghệ Ozone

Ở Việt Nam, mọi người đã làm quen với khái niệm sử dụng máy ozone như một đồ dùng thết yếu để bảo vệ sức khoẻ và cải thiện môi trường sống từ năm 2000 cho đến nay.

Ban đầu xuất hiện ở Việt Nam là những chiếc máy ozone được nhâp từ Mỹ, Úc với giá trị từ 3-4 triệu đồng Việt Nam và lúc đó nó được xem như loại hàng xa xỉ đắt tiền. Trong những năm gần đây, thị trường Việt Nam đã xuất hiện cơ sở kinh doanh các thiết bị sản xuất khí ozone dùng trong gia đình có công xuất từ 200-400mg/h có giá thành từ 800.000-1.500.000 đồng, tương đối phù hơp với túi tiền của người dân trong nước .

Tuy nhiên các cơ sở kinh doanh máy ozone hiện nay chủ yếu là nhập ngoại nguyên chiếc để phục vụ kinh doanh hoặc nhập các bộ phận rời của nước ngoài (chủ yếu là Trung Quốc và Đài Loan) về lắp ráp và bán ra thị trường .Vì vậy, thiết bị nhiều khi không đồng bộ và nhanh bị hư hỏng.

Do nhu cầu thực tế cải thiện môi trường sống (không khí, nước sinh hoạt) cũng như trong vệ sinh an toàn thực phẩm, các nhà khoa học và kỹ thuật thuộc Trường Đại học bách khoa Hà Nội trong hai năm qua đã nghiên cứu và chế tạo thành công các thiết bị ozone gia đình cũng như công nghiệp.

I. Đặc tính của ozone

Ozone được phát hiện năm 1840 do hai nhà nghiên cứu người Đức là Schobein và Soret.

Phần tử ozone gồm có 3 nguyên tử oxy (O), công thức hoá học là O ₃. Ozone nguyên chất là khí màu xanh, có mùi hắc đặc trưng, với một lớp dày ozone có màu xanh lam đặc trưng. Phân tử lượng của O ₃bằng 48. Ở -120 ⁰ozone tồn tại ở thể lỏng màu xanh thẫm. Ở -129 ⁰C ozone bị đóng băng.

Ở điều kiện bình thường ozone rất dễ bị phân huỷ: O ₃→ O ₂+ O. Chính O nguyên tử mới có khả năng oxy hoá mạnh và diệt khuẩn. Các nguyên tử O nhanh chóng kết hợp với nhau thành phân tử Oxy: O + O → O _2.

Ozone tan trong nước tạo thành nước ozone hay oxy già (H ₂O ₂). Ozone không bền vững nên không thể lưu trữ lâu trong các bình chứa. Do đó cần phải dùng máy sản xuất khí ozone ngay tại nơi sử dụng.

Ozone là chất oxy hoá mạnh nên được sử dụng trong sử lý nước, không khí. Lượng tan ozone cần thiết phụ thuộcvào tạp chất có trong nước và không khí. Ozone phản ứng hầu như với tất cả các kim loại oxy hoá cũng như nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ.

Độ hoà tan của ozone trong nước gấp 13 lần so với độ hoà tan của oxy trong nước. Khi tan trong nước, ozone sẽ mất mùi, nồng độ tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ. Tính tan tăng lên nếu áp suất tăng, nhiệt độ giảm nồng độ ozone trong pha khí tăng.

II. Các nguyên tắc cơ bản tạo ozone

Ozone là hợp chất gồm 3 nguyên tử O, được sinh ra nhờ sự kết hợp lại của các phân tử O ₂ở trạng thái kích thích hay giữa các nguyên tử O với các phân tử O ₂khác: O ₂+ O ₂+ O → O ₃+ O ₂.

Khi có tia lửa điện:

+ O ₂→ O + O

O + O ₂→ O ₃

Trong tự nhiên ozone được tạo ra ở tầng bình lưu, cách mặt đất 15-50km. Dưới tác động của tia tử ngoại mặt trời các phân tử O ₂hấp thụ bức xạ tử ngoại kích hoạt thành O ₃. Do O ₃không bền vững nên nhanh chóng biến thành O ₂và chu trình này liên tục lặp đi lặp lại theo thời gian tạo thành tầng ozone, đây là tầng bảo vệ sự sống cho trái đất, giúp loại trừ được 90% số lượng tia cực tím. Theo kết quả nghiên cứu, mức độ giảm ozone 1% sẽ làm tăng 1-2% bức phản xạ cực tím và có thể khiến cho bệnh ung thư gia tăng 3-4%.

Trong các cơn mưa, giông có sấm sét dưới tác động của điện trường cao, phân tử O ₂bị kích thích thành O ₃. Vì vậy, sau cơn mưa, giông không khí thường rất trong lành.

III. Phạm vi ứng dụng và lợi ích của ozone

- Khử độc rau, quả, thực phẩm: thể hiện rõ việc khử các vi sinh vật, vi khuẩn, dư lượng thuốc trừ sâu, dư lượng hoocmon kích thích tăng trưởng …

- Dùng xử lý nước trong gia đình, xí nghiệp, trường học: làm kết tủa kim loại dư trong nước (Fe, Mn…), H ₂S, mùi, vị hôi tanh, xyanua,…. diệt vi khuẩn và kén vi sinh có hại cho sức khoẻ con người, vật nuôi như: khí khuẩn lao, đường ruột tụ cầu, kiết lỵ, ecoli.

- Dùng cho các hộ, cơ sở nuôi trồng thuỷ sản (tôm, cá): đối với các hộ nuôi tôm giống, ngoài việc khử trùng nước thì khí ozone dư còn khử trùng được không khí trên bề mặt có hồ nuôi tôm, giúp tránh được vi khuẩn hiếu khí mang mầm bệnh từ nơi khác xâm nhập.

- Dùng trong bệnh viện: tiệt trùng các dụng cụ y khoa, rửa ráy, tiêu diệt vi trùng lao trong không khí ở các trung tâm, bệnh viện lao, da liễu.

- Dùng xử lý nước thải cho các nhà máy, xí nghiệp, cơ sở sản xuất: ngoài tác dụng xử lý , sát trùng ozone còn làm giảm nhanh chóng hàm lượng BOD, COD trong nước thải .

- Dùng bảo quản, chế biến thực phẩm trong nhà bếp, phòng ăn, nhà hàng, quán ăn: khử các mùi khó chịu khi nấu nướng, mùi hôi, vi khuẩn trong tủ lạnh, làm sạch không khí trong bếp.

- Dùng trong nhà vệ sinh, nhà tắm: khử mùi hôi, khí hôi một cách nhanh chóng.

- Dùng trong phòng khách, phòng ngủ: khử các mùi hôi, tanh, mùi ẩm mốc, mùi thuốc lá, cao su trên nệm, sơn, vôi, giường, thảm …

- Các ứng dụng khác: sử dụng ozone để khử mùi hôi trong giày dép, khử mùi trong tủ quần áo. Sử dụng nước ozone để tắm, làm đẹp, làm sạch da hoặc để súc miệng vào buổi sáng, diệt khuẩn và các mùi hôi trong cơ thể.

- Tinh khiết nước: Ozone có khả năng oxy hoá các tạp chất độc hại trong nước, thực tế hiện nay trong các dây chuyền sản xuất nước tinh khiết đều ứng dụng công nghệ ozone để lọc sạch các kim loại trong nước, các chất hữu cơ không tốt cho sức khoẻ, diệt trùng các sinh vi khuẩn sinh vật.