I. Giới thiệu

Với sự tiến triển nhanh chóng của công nghiệp hóa và đô thị hóa, lượng nước thải tiếp tục tăng và xử lý nước thải đã trở thành vấn đề cốt lõi trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. Đối mặt với thành phần ngày càng phức tạp của nước thải, các phương pháp xử lý nước thải truyền thống dần bộc lộ những thiếu sót. Trong bối cảnh này, công nghệ oxy hóa tiên tiến bằng ozone, với tư cách là một công nghệ xử lý nước thải mới hiệu quả và thân thiện với môi trường, đã thu hút được nhiều sự chú ý. Bài báo này sẽ phân tích sâu sắc ứng dụng thực tế của công nghệ oxy hóa tiên tiến bằng ozone trong xử lý nước thải và thảo luận về triển vọng thị trường của nó.

2. Nguyên lý công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến

Ozone (O) là chất oxy hóa mạnh, và thế oxy hóa khử của nó chỉ đứng sau flo, có hoạt tính oxy hóa mạnh. Công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến chủ yếu dựa vào gốc hydroxyl (· OH) do ozone tạo ra trong điều kiện cụ thể để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải. · Khả năng oxy hóa của OH rất tuyệt vời, tốc độ phản ứng cực nhanh và hầu như tất cả các chất ô nhiễm hữu cơ đều có thể phản ứng với nó để phân hủy thành carbon dioxide, nước và các chất vô cơ phân tử nhỏ.

Các công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến phổ biến bao gồm các quá trình kết hợp ozone/hydrogen peroxide (O /H₂O₂), ozone/tia cực tím (O /UV) và ozone/chất xúc tác (O/chất xúc tác). Trong quá trình O /H₂O₂, việc bổ sung hydro peroxide khiến ozone phân hủy và tạo ra nhiều · OH hơn, từ đó tăng cường hiệu ứng oxy hóa. Trong quá trình ₃/UV, ánh sáng cực tím góp phần vào quá trình phân hủy ozone và làm tăng hiệu quả hình thành · OH. Ngược lại, quá trình O-₃/chất xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa của quá trình hòa tan ozon và đẩy nhanh quá trình hình thành · OH bằng cách thêm chất xúc tác.

Thứ ba, lợi thế về mặt kỹ thuật

Máy tạo ozone nồng độ cao do Shandong Zhiwei phát triển đã phá vỡ được nút thắt của tiêu chuẩn công nghiệp và kết hợp công nghệ phóng điện tần số cao để làm cho nồng độ ozone đạt 180-300mg/l, có thể áp dụng cho ngành công nghiệp bán dẫn và quy trình oxy hóa tiên tiến đòi hỏi nồng độ cao.

1. Hiệu quả cao: Công nghệ này có thể phân hủy nhanh chóng nhiều loại chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy như thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm, thuốc kháng sinh và cải thiện đáng kể hiệu quả xử lý nước thải.

2. Bảo vệ môi trường: Ozone sau khi phân hủy sẽ chuyển hóa thành oxy, không gây ô nhiễm thứ cấp, không cần thêm nhiều chất hóa học vào quá trình phản ứng.

3. Không chọn lọc: · OH có đặc tính oxy hóa không chọn lọc, có thể xử lý hiệu quả nước thải có thành phần phức tạp.

4. Khử trùng và tiệt trùng: bản thân ozone có khả năng khử trùng và tiệt trùng mạnh, có thể đạt được chức năng khử trùng trong khi làm sạch nước thải.

5. Thiết bị nhỏ gọn: So với một số quy trình xử lý truyền thống, thiết bị oxy hóa ozone tiên tiến có diện tích nhỏ, dễ tích hợp và lắp đặt.

4. Các trường hợp ứng dụng

1. Xử lý nước thải in nhuộm: Nhà máy in nhuộm của Khu công nghiệp hóa chất Phật Sơn sử dụng quy trình kết hợp ozone/hydrogen peroxide để xử lý nước thải in nhuộm. Nước thải chứa nhiều thuốc nhuộm và chất phụ trợ, thành phần phức tạp, độ màu cao. Sau khi xử lý, tỷ lệ loại bỏ độ màu của nước thải vượt quá 95%, nhu cầu oxy hóa học (COD) giảm 70%, chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải quốc gia.

2. Xử lý nước thải dược phẩm: Nước thải của doanh nghiệp dược phẩm chứa nhiều loại kháng sinh và chất hữu cơ khó phân hủy, sau khi xử lý bằng quá trình ozon/xúc tác, tỷ lệ loại bỏ kháng sinh và COD trong nước thải lần lượt đạt 85% và 60% trong điều kiện phản ứng tối ưu, tạo nền tảng tốt cho quá trình xử lý sinh hóa tiếp theo.

3. Xử lý nước rỉ rác: Nước rỉ rác của bãi chôn lấp có chứa hàm lượng chất hữu cơ, nitơ amoniac và kim loại nặng cao. Tỷ lệ loại bỏ COD trong nước rỉ rác là hơn 50%, tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac cũng tăng đáng kể, cải thiện hiệu quả chất lượng nước rỉ rác.

5. Tình trạng thị trường

1. Phát triển công nghệ: Trong những năm gần đây, công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến không ngừng đổi mới, nghiên cứu phát triển chất xúc tác mới và tối ưu hóa quy trình đã trở thành trọng tâm nghiên cứu. Nhiều doanh nghiệp và viện nghiên cứu khoa học cam kết phát triển chất xúc tác hiệu quả và ổn định để nâng cao hiệu suất phân hủy ozone và hiệu suất oxy hóa, đồng thời giảm chi phí vận hành.

2. Nhu cầu thị trường: Với các tiêu chuẩn môi trường ngày càng nghiêm ngặt, các doanh nghiệp công nghiệp và nhà máy xử lý nước thải đô thị có nhu cầu ngày càng tăng về công nghệ xử lý nước thải hiệu quả. Đặc biệt là các ngành công nghiệp điện tử, dược phẩm, thực phẩm và đồ uống có yêu cầu chất lượng nước cao, công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến được ưa chuộng vì hiệu quả xử lý tuyệt vời của nó.

3. Mô hình cạnh tranh: Hiện nay, thị trường công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến có tính cạnh tranh cao. Shandong Zhiwei đang ở vị trí dẫn đầu trong lĩnh vực máy tạo ozone thông qua nghiên cứu phát triển công nghệ và đổi mới thiết bị.

6. Dự báo triển vọng thị trường

1. Tăng trưởng quy mô thị trường: Dự kiến ​​trong vài năm tới, dưới sự thúc đẩy liên tục của các chính sách bảo vệ môi trường và nhu cầu xử lý nước thải ngày càng tăng, quy mô thị trường công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến sẽ mở rộng đều đặn. Theo các tổ chức nghiên cứu thị trường, trong năm năm tới, thị trường công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến toàn cầu dự kiến ​​sẽ tăng trưởng với tốc độ hàng năm là 8%-10%.

2. Mở rộng lĩnh vực ứng dụng: Ngoài lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp và nước thải đô thị truyền thống, công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến có triển vọng rộng rãi trong xử lý sâu nước uống, tiền xử lý khử muối nước biển, giảm bùn và các lĩnh vực khác. Ví dụ, trong xử lý nước uống tiên tiến, công nghệ này có thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ vết và tiền chất phụ phẩm khử trùng trong nước để cải thiện chất lượng nước uống.

3. Đổi mới công nghệ thúc đẩy: Đổi mới công nghệ liên tục sẽ là động lực chính thúc đẩy sự phát triển của thị trường công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến. Trong tương lai, với sự tiến bộ liên tục của các chất xúc tác mới, thiết kế lò phản ứng và công nghệ điều khiển tự động, hiệu quả xử lý của công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến sẽ được cải thiện hơn nữa và chi phí vận hành sẽ được giảm xuống, do đó nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường.

4. Hỗ trợ chính sách: Chính phủ các nước ngày càng coi trọng bảo vệ môi trường, đưa ra chính sách liên quan khuyến khích và hỗ trợ nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ xử lý nước thải hiệu quả. Hỗ trợ chính sách sẽ đảm bảo mạnh mẽ cho sự phát triển thị trường công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến.

VII. Kết luận

Là một công nghệ xử lý nước thải hiệu quả và thân thiện với môi trường, công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến có những ưu điểm đáng kể trong việc xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ khó xử lý. Thông qua một số trường hợp ứng dụng thực tế, có thể thấy rằng công nghệ này đã đạt được kết quả tốt trong in ấn và nhuộm, dược phẩm, nước rỉ rác và xử lý nước thải khác. Hiện tại, thị trường công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến đang thể hiện tình hình đổi mới công nghệ liên tục, nhu cầu tăng trưởng liên tục và cạnh tranh khốc liệt. Nhìn về tương lai, với sự mở rộng về quy mô thị trường, mở rộng lĩnh vực ứng dụng, động lực đổi mới công nghệ và hỗ trợ chính sách, công nghệ oxy hóa ozone tiên tiến sẽ có triển vọng rộng lớn trong lĩnh vực xử lý nước thải và dự kiến ​​sẽ trở thành một trong những công nghệ chủ đạo trong ngành xử lý nước thải.