Ứng Dụng Công Nghệ Ozone và Oxy Hóa Nâng Cao (AOP) Trong Xử Lý Nước Thải Công Nghiệp

Trong những năm gần đây, nhiều ngành công nghiệp tại Việt Nam gặp khó khăn trong việc xử lý màu, COD khó phân hủy và các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững, đặc biệt trong nước thải nhuộm, giấy, dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm – thủy sản và y tế.

Những hợp chất này không thể xử lý hiệu quả bằng phương pháp sinh học truyền thống do cấu trúc phân tử bền vững (vòng thơm, liên kết azo, steroid, phenol, VOCs,…).

Chính vì vậy, Ozone và công nghệ Oxy hóa nâng cao (AOP) trở thành giải pháp được đánh giá cao nhờ khả năng phân hủy sâu các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, đồng thời khử màu – khử mùi – diệt khuẩn mạnh mẽ mà không phát sinh bùn hóa chất.

1. Nguyên lý xử lý của Ozone trong xử lý nước thải.

Máy tạo ozone thường ứng dụng để oxi hoá nâng cao giúp xử lý các loại nước thải khó.

Ozone (O₃) là chất oxy hóa mạnh, khi đi vào nước thải sẽ:

Tấn công và phá vỡ liên kết đôi C=C trong phân tử hữu cơ
Bẻ gãy liên kết azo (–N=N–) gây màu trong thuốc nhuộm
Oxy hóa phenol, aldehyde, sulfide thành các phân tử đơn giản hơn
Oxy hóa màng tế bào vi sinh, diệt khuẩn mạnh hơn clo và không tạo THMs gây ung thư.

Phản ứng tổng quát:

O₃ + H₂O → 2OH• + O₂

2. Công nghệ Oxy hóa nâng cao (AOP) bằng ozone trong xử lý nước thải.

AOP (Advanced Oxidation Processes) là nhóm công nghệ tạo ra gốc tự do hydroxyl (OH•) – chất oxy hóa mạnh nhất trong môi trường nước.

Chất oxy hóa	Thế oxy hóa (V)	Mức độ phá hủy các hợp chất hữu cơ
OH•	2.80	Rất mạnh, tấn công không chọn lọc
Ozone (O₃)	2.07	Mạnh
ClO₂	1.57	Trung bình
Cl₂	1.36	Thấp hơn

Các cấu hình AOP phổ biến:

Cấu hình AOP	Cơ chế	Hiệu quả nổi bật
O₃ + UV	Quang phân ozone → OH•	Xử lý màu, thuốc nhuộm, dược phẩm
O₃ + H₂O₂	Oxy hóa xúc tiến → OH•	Hạ COD khó phân hủy mạnh
O₃ + xúc tác Mn/Fe	Tạo OH• dị thể	Hiệu quả ổn định, chi phí thấp

3. Vì sao nên kết hợp AOP trong xử lý nước thải sau sinh học?

Sinh học hiếu khí / thiếu khí (MBBR, AAO, SBR) có thể xử lý COD dễ phân hủy.

Nhưng COD khó phân hủy và màu bền vẫn còn lại.

Do đó, quy trình tối ưu là:

Điều hòa → Keo tụ → Sinh học (AAO / MBBR) → Lọc → Ozone / AOP → Khử trùng (nếu cần) → Xả thải đạt chuẩn

→ Sinh học giảm tải hữu cơ

→ AOP xử lý phần hữu cơ bền vững còn lại

Hiệu quả tổng hợp cao hơn 30–80% so với dùng riêng lẻ.

4. Ứng dụng thực tế ozone trong xử lý nước thải

Ngành	Vấn đề	Giải pháp Ozone / AOP	Hiệu quả
Nhuộm – dệt	Màu đậm, COD khó	O₃ + UV	Giảm màu 85–98%
Giấy & bột giấy	Lignin & TAN cao	O₃ + H₂O₂	Giảm COD 25–45%
Thủy sản	Mùi tanh, vi sinh cao	O₃ độc lập	Khử mùi rõ rệt, giảm 99% vi sinh
Y tế, phòng khám	Vi sinh & dược phẩm	AOP xúc tác	Phá hủy vi khuẩn, virus, dược chất
Dược – mỹ phẩm	Hóa chất ổn định	O₃ xúc tác dị thể	Tăng phân hủy hợp chất bền vững

5. Ưu điểm & Hạn chế của sử dụng ozone để oxi hoá nâng cao trong xử lý nước thải

✅ Ưu điểm

Khử màu và COD khó phân hủy rất hiệu quả
Không sinh bùn hóa chất → giảm chi phí xử lý bùn
Khử trùng mạnh, nhanh, triệt để
Không tạo phụ phẩm độc hại như clo
Tự động hóa dễ dàng, vận hành sạch sẽ

⚠️ Hạn chế

Đầu tư ban đầu máy ozone công suất lớn tương đối cao
Hiệu quả phụ thuộc pH, TDS, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc
Với tải lượng COD đầu vào quá cao → bắt buộc giảm tải sinh học trước

6. Kết luận

Công nghệ Ozone và Oxy hóa nâng cao (AOP) là giải pháp chuyên sâu và hiệu quả cho nước thải có:

Màu đậm
Mùi khó chịu
COD khó phân hủy
Vi sinh gây bệnh
Hợp chất hữu cơ bền vững

Khi thiết kế đúng – tính toán đúng liều và tối ưu điểm tiếp xúc khí – lỏng, hệ thống đạt:

Hiệu quả ổn định lâu dài
Vận hành tối ưu
Chi phí xử lý/1 m³ nước cạnh tranh

Chúng tôi nhận chạy thử AOP trực tiếp trên mẫu nước của bạn để chứng minh hiệu quả thực tế.

Liên hệ tư vấn & chạy thử trực tiếp mẫu nước

CÔNG TY CỔ PHẦN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NAM VIỆT

Địa chỉ: A4, KDC Tăng Long Garden, 105 Đường số 8, P. Long Phước, TP. Thủ Đức, TP.HCM

Hotline: 0932 562 177 (Zalo)

Website: namvietetc.com

Email: [email protected]

1. Nguyên lý xử lý của Ozone trong xử lý nước thải.