Ozone Disinfection System
ระบบฆ่าเชื้อและออกซิไดซ์น้ำด้วยโอโซน (O₃)
ระบบโอโซน (Ozone System) ใช้สำหรับ ฆ่าเชื้อโรคและออกซิไดซ์สารอินทรีย์และอนินทรีย์ในน้ำ
โดยอาศัยคุณสมบัติของ โอโซน (O₃) ซึ่งเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดชนิดหนึ่งในเชิงอุตสาหกรรม
โอโซนสามารถฆ่าแบคทีเรีย ไวรัส สปอร์ และจุลชีพอื่น ๆ ได้อย่างรวดเร็ว รวมทั้งยังสามารถ
ออกซิไดซ์เหล็ก (Fe²⁺ → Fe³⁺), แมงกานีส (Mn²⁺ → Mn⁴⁺), และ ซัลไฟด์ (S²⁻ → SO₄²⁻) ได้ในเวลาเดียวกัน
หลักการทำงาน
-
การสร้างโอโซน (Ozone Generation)
โอโซนผลิตได้จาก ออกซิเจน (O₂) หรือ อากาศแห้ง (dry air)
ด้วยกระบวนการ Corona Discharge (CD) หรือ Electrolysis / UV Photolysisกระบวนการหลัก:
-
การละลายโอโซนในน้ำ (Ozone Dissolution)
โอโซนที่ผลิตได้จะถูกฉีดเข้าระบบด้วย Venturi injector หรือ Diffuser
เพื่อให้เกิดการผสมระหว่าง O₃ กับน้ำในถัง Contact tank -
การฆ่าเชื้อและออกซิเดชัน (Disinfection & Oxidation)
โอโซนในน้ำจะทำลายผนังเซลล์ของจุลชีพทันที และทำปฏิกิริยาออกซิไดซ์สารอินทรีย์และอนินทรีย์ในเวลาเดียวกัน
สมบัติทางเคมีของโอโซน
| รายการ | ค่าโดยประมาณ |
|---|---|
| สูตรเคมี | O₃ |
| ศักย์ออกซิเดชัน (E°) | 2.07 V (สูงกว่า Cl₂ = 1.36 V) |
| อายุในน้ำ | 10–30 นาที (ขึ้นกับอุณหภูมิและ pH) |
| กลิ่น | ฉุนเฉพาะตัว (ตรวจพบได้ตั้งแต่ 0.01 ppm) |
| การสลายตัว | O₃ → O₂ + [O] (อะตอมออกซิเจน) |
| ผลพลอยได้ | ไม่มีสารตกค้างถาวรในน้ำ (เปลี่ยนกลับเป็น O₂) |
ค่าการออกแบบ (Design Criteria)
| รายการ | ค่าทั่วไป |
|---|---|
| ปริมาณโอโซนละลายในน้ำ | 0.2–0.5 mg/L (ฆ่าเชื้อทั่วไป) |
| เวลาสัมผัส (Contact Time, CT) | 4–10 นาที |
| ความเข้มข้นในก๊าซ (O₃ in gas) | 1–5% w/w (จาก O₂ feed) |
| ค่า pH ที่เหมาะสม | 6.5–8.0 |
| ความดันใน contact tank | 1–2 bar |
| ค่า ORP เป้าหมาย | 650–800 mV |
| อายุอุปกรณ์สร้างโอโซน | 5–10 ปี |
การติดตั้งในระบบ
ลำดับทั่วไปของการติดตั้งในระบบผลิตน้ำ
โครงสร้างระบบโอโซนประกอบด้วย
-
Ozone Generator
-
Air Dryer / Oxygen Concentrator
-
Venturi Injector หรือ Diffuser
-
Ozone Contact Tank
-
Degas / Off-gas Destructor
การฆ่าเชื้อและการออกซิไดซ์ (Reaction Pathway)
การฆ่าเชื้อ:
การออกซิไดซ์สารในน้ำ:
การควบคุมและบำรุงรักษา
| รายการ | คำแนะนำ |
|---|---|
| ตรวจค่า ORP | ควรอยู่ระหว่าง 650–800 mV |
| ตรวจ Residual O₃ ในน้ำ | 0.05–0.1 mg/L เพียงพอ |
| เปลี่ยนกรองอากาศ / Air Dryer | ทุก 6 เดือน |
| ตรวจสายท่อซิลิโคน / เทฟลอน | ทุกปี |
| ล้าง Diffuser | ทุก 6 เดือน |
| ตรวจ Leakage Gas | ใช้ O₃ gas detector ตรวจทุกเดือน |
ข้อดีและข้อจำกัด
| ด้าน | ข้อดี | ข้อจำกัด |
|---|---|---|
| การฆ่าเชื้อ | แรงกว่าคลอรีน 10–20 เท่า | ต้องควบคุมโดส ไม่เช่นนั้นเกิด bromate |
| ผลตกค้าง | ไม่มีสารตกค้างถาวร | ไม่มี residual ต้องออกแบบ Contact time ให้พอ |
| การกำจัดกลิ่น / สี | ดีเยี่ยม (oxidize organic compounds) | ใช้พลังงานสูง |
| การใช้งาน | ไม่ต้องเติมสารเคมี | ต้องมีระบบ O₂ / Air dryer และ off-gas |
| ความปลอดภัย | ปลอดภัยเมื่อปิดระบบดี | ก๊าซโอโซนเข้มข้นเป็นพิษ ต้องมี ventilation |
ผลข้างเคียงและการควบคุม DBPs
แม้โอโซนจะไม่ก่อให้เกิด THMs หรือ HAAs เหมือนคลอรีน
แต่ถ้าน้ำมี Bromide (Br⁻) สูง (>0.1 mg/L)
โอโซนอาจเปลี่ยนมันเป็น Bromate (BrO₃⁻) ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็งได้
แนวทางลดการเกิด Bromate:
-
ควบคุม pH ให้น้อยกว่า 8.0
-
ใช้ O₃ ร่วมกับ H₂O₂ (Peroxone process)
-
เพิ่ม Activated Carbon filter หลังระบบ O₃ เพื่อดูดซับ bromate ที่เกิดขึ้น
ตัวอย่างการใช้งานในอุตสาหกรรม
-
ระบบผลิตน้ำดื่ม / น้ำบรรจุขวด
-
ระบบน้ำบาดาลที่มี Fe, Mn, H₂S
-
ระบบบำบัดน้ำรีไซเคิล (Reuse / Reclaim)
-
โรงงานอาหาร, เครื่องดื่ม, โรงพยาบาล, โรงงานฟอกย้อม (กำจัดเม็ดสี)
-
ระบบบำบัดน้ำเสียรวม (polishing & odor control)
สรุป
-
Ozone Disinfection System เป็นเทคโนโลยีฆ่าเชื้อและออกซิไดซ์ที่มีประสิทธิภาพสูง
-
ไม่ทิ้งสารเคมีตกค้างในน้ำ และช่วยกำจัดสี กลิ่น และสารอินทรีย์ได้ดี
-
ต้องออกแบบ Contact time และระบบความปลอดภัยให้เหมาะสม
-
ระวังการเกิด Bromate (BrO₃⁻) ในกรณีน้ำมีไอออน Bromide สูง
