Hiệu suất hòa tan ozone vào nước (Transfer Efficiency/TE)

Trong các phép tính giải quyết quan hệ giữa công suất ozone (gO3/h), lưu lượng nước F(L/phút) cần xử lý và nồng độ ozone C (ppm) cần để khử khuẩn, luôn có mặt đại lượng TE là hiệu suất hòa tan của ozone vào nước (Transfer Efficiency). Nếu trong các phép tính đó không thấy
có đại lượng TE có nghĩa đã coi TE=1 (hay 100%). Trên thực tế
TE=70-95%. Với TE cao, hiệu quả diệt khuẩn tốt hơn và tiết kiệm được năng lượng và lượng oxy dùng chế tạo ozone.

Hiệu suất hòa tan vào nước TE được định nghĩa như sau:

TE bằng khối lượng ozone đưa vào nước m(O3in) trừ đi khối lượng ozone thoát ra khỏi nước m(O3out) chia cho m(O3in) (%):

TE=[m(O3in) - m(O3out)] /m(O3in)%

Cũng có thể dùng công thức tính TE thông qua nồng độ ozone C (ppm, %):

TE=C(O3in) x V(khíin) - C(O3out) x C(O3 khíout)/C(O3 in) x V(khíin)%

Trong đó C(O3in,out) là nồng độ ozone đi vào nước (nồng độ thường là
8-10%) và ra khỏi nước (~0,5%), V(khíin, out) là thể tích hỗn hợp O3+O2 (hoặc không khí) đi vào nước và ra khỏi nước (đi vào buồng khử ozone thừa).

Hiệu suất tan của ozone trong nước TE là rất quan trọng. TE làm cho nồng độ ozone trong nước cao, giảm lượng ozone dư thải ra môi trường tức là giảm chi phí sản xuất ozone.

Để đo và tính TE có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm. Trong sản xuất, cần biết các tác nhân làm tăng (mong muốn) và giảm TE. Các tác nhân làm tăng/giảm TE như sau:

  • TE giảm khi liều lượng ozone cần có trong nước cao (mg/L cao);
  • TE tăng khi chất lượng nước giảm (yêu cầu ozone OD tăng O);
  • TE tăng khi nước có nhiều OH* (pH cao);
  • TE giảm khi tỷ số thể tích khí/nước VG/VL tăng;
  • TE tăng khi kích thước bọt khí ozone nhỏ;
  • TE tăng khi nồng độ khí ozone (từ máy phát) cao;
  • TE tăng khi áp suất khí trên nước tăng;
  • TE tăng khi nhiệt độ nước giảm.

Dưới đây, để tham khảo, chúng tôi giới thiệu các kết quả nghiên cứu của Angelo L. Mazzei, R. Michael Meyer Mazzei Injector Corporation Bakersfield, California USA L. Joseph Bollyky, Ph.D. Bollyky Associates Inc. Stamford, Connecticut USA về vấn đề này dưới dạng các đồ thị phụ thuộc của TE vào các điều kiện công nghệ.

 

 

Hình 4.13. Hiệu suất hòa tan của ozone vào nước TE phụ thuộc vào nồng độ ozone và áp suất khí ozone.

 

 

 

Hình 4.14. Hiệu suất hòa tan của ozone vào nước TE phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích VG/VL (trên) và thời gian tiếp xúc.