Kiểm soát lưu lượng khí Ozone trong hệ thống xử lý
nước thải
Nhiều nhà máy xử lý nước, thành phố sử dụng hệ thống xử lý Ôzôn để sản xuất nước
sạch cho người dùng là các hộ dân cư và khu công nghiệp. Trong khi tất cả các loại hệ
thống xử lý nước đều có những lợi thế và bất lợi của họ, hệ thống Ôzôn (O3) cung cấp hệ
thống khử trùng tuyệt vời và tránh một số vấn đề về sản phẩm phụ hóa học (byproduct)
khi sử dụng clo.
Rất nhiều hệ thống nước sinh hoạt công cộng sử dụng ôzôn để khử vi khuẩn thay vì sử
dụng clo. Ôzôn không tạo thành các hợp chất hữu cơ chứa clo, nhưng chúng cũng không
tồn tại trong nước sau khi xử lý, vì thế một số hệ thống cho thêm một chút clo vào để
ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn trong đường ống.
Hình 1 – Hệ thống xử lý Ozone
Ôzôn là một phân tử không ổn định (unstable molecule) có thể dễ dàng chuyển đổi thành
oxy. Là một chất ôxi hóa, nó trở thành một chất khử khuẩn mạnh có thể khử các vi sinh
vật nguy hiểm trong nguồn cung cấp nước thô để xử lý nhằm mang lại nguồn nước sinh
hoạt an toàn hơn cho người tiêu dùng.
Ôzôn có tính ôxy hóa mạnh hơn ôxy, do cấu trúc phân tử không bền, dễ dàng bị phân huỷ
thành ôxy phân tử và ôxy nguyên tử.
O3= O2 + O
Vấn đề đặt ra
Sản xuất Ôzôn là một quá trình tương đối tốn kém. Vì vậy, việc đo kiểm khí Ôzôn một
cách chính xác (accurately) và tin cậy (reliably) trong quá trình sản xuất và áp dụng trong
các nhà máy xử lý nước là rất cần thiết để kiểm soát chất lượng nước và chi phí đầu vào.
Thông thường trong quá trình phân tích, vận hành nhà máy hay hệ thống xử lý có thể
kiểm soát theo tỷ lệ phần trăm (percentage), hay theo thể tích (by volume) của khí Ôzôn
trong oxy. Tuy nhiên, các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật vận hành cũng cần phải biết tổng lưu
lượng khối lượng dòng chảy (total mass flow) của khí Ôzôn để đạt được hiệu suất hoạt
động tối đa.
Việc lựa chọn loại đồng hồ đo lưu lượng khối lượng khí (gas mass flow meter) có độ
chính xác cao cho mục đích này, đảm bảo quá trình khử khuẩn (disinfection) hoạt động
hiệu quả hơn (more effectively) và kinh tế hơn (more economically). Trong một nhà máy

tốt các yêu cầu ứng dụng thực tế đòi hỏi trong công nghiệp xử lý nước thải nói riêng cũng
như các ngành công nghiệp trọng điểm nói chung.
Được thành lập từ năm 1964, Hãng Fluid Components International (FCI) với hơn 45
năm kinh nghiệm với các sản phẩm truyền thống như đo mức và lưu lượng thuộc thế
mạnh của mình (chiếm tới 70% thị phần đo lưu lượng khí trên toàn Thế giới)
Trên Hình 2 là một loại đồng hồ theo công nghệ phân tán nhiệt (ST98 FlexMASSter), với
hai đầu đo được cắm trực tiếp trên đường ống dẫn khí Ôzôn và có thể hiển thị trực tiếp
lưu lượng khối lượng khí Ôzôn tức thời và tích lũy bởi màn hình LCD (transmitter tích
hợp hiển thị tại chỗ) Được các chuyên gia của FCI hiệu chỉnh (Calibration) sẵn ở Hãng
với môi trường, điều kiện thực tế theo yêu cầu của khách hàng nên ST98 FlexMASSter
đảm bảo độ chính xác rất cao và không mất thời gian trong việc lắp đặt, hiệu chỉnh tại
hiện trường. ST98 FlexMASSter có các tính năng của nổi bật như:
 Dễ dàng lắp đặt, bảo dưỡng. Có loại In-line và loại Insertion.
 Có thể đo và hiển thị trên màn hình cả lưu lượng và nhiệt độ.
 Đường kính ống từ: 25-1066 mm.
 Dải đo lưu lượng rộng: 0.21 ~ 172 m/giây. (cho khí tại điều kiện tiêu chuẩn 70º F
và 14.7 psia [0ºC và 1013,25 mBar(a)].)
 Áp suất tối đa : 250 psig (17 bar g).
 Dải nhiệt độ hoạt động của môi chất : -45 đến 45ºC.
 Độ chính xác cao (Accuracy): 0,5 và 1% giá trị đọc.
 Độ lặp đọc (Repeatability): Lưu lượng: ± 0.5% giá trị đọc
 Đầu ra 4-20mA, 0-10VDC, RS232, HART, PROFIBUS DP/PA.
 Đạt các tiêu chuẩn, chứng chỉ như: IP 67, NEMA 4X, FM, CSA, CE, CPA.v.v.
 Bù Nhiệt độ (Temperature compesation): Chuẩn: ± 30º F [± -1º C]; Lựa chọn: ±
100º F [± 38º C]
Dưới đây là cấu hình kỹ thuật của ST98 FlexMASSter:
Flow Element
 Vật liệu kết cấu: Thân bằng thép không rỉ 316L hoặc Hastelloy C cho tất cả các
phần tiếp xúc môi chất.
 Kết nối:

động sẽ được đốt nóng liên tục còn một đầu gọi là đầu đo tham chiếu sẽ đo nhiệt độ của
môi chất chảy qua. Sự chênh lệch nhiệt độ Δ T của hai đầu đo sẽ là cơ sở để tính toán ra
tốc độ và lưu lượng dòng khí chảy qua.
Kết luận
Trong một hệ thống xử lý Ozone điển hình, một đồng hồ đo lưu lượng theo công nghệ
phân tán nhiệt sẽ được cài đặt trên mỗi máy tạo Ozone để tính tổng lưu lượng khối lượng
dòng chảy (tota mass flow) của khí Ozone được tạo ra và sau đó theo các đường ống dẫn
đến các khu vực xử lý khác nhau. Các đồng hồ này sau đó cũng được lắp đặt tại mỗi vị trí
xử lý khác nhau trong hệ thống xử lý nước thải, mà trong ví dụ của chúng tôi ở trên là
nhà máy với hệ thống xử lý bao gồm khâu làm kết tủa các chất ô nhiễm trước khi vào lọc,
các khí này sẽ khử toàn bộ các chất độc, chất ô nhiểm có hại cho sức khỏe con người
nhằm mang lại một nguồn nước sạch hơn, an toàn hơn và thân thiện
hơn với môi trường.