озонування
Озон - сильний окислювач, який використовується для очищення води від органічних і неорганічних домішок, також він застосовується з метою дезінфекції.
- сильний дезінфектор, один з найефективніших окислювачів;
- володіє потужним антивірусну дію;
- особливо корисний в боротьбі з Giardia, Cryptosporidium та іншими патогенними флорамі;
- допомагає швидко усунути каламутність води;
- нейтралізує неприємні запахи і присмаки води;
- в ньому відсутні тригалометани, що містять хлор;
- може ефективно застосовуватися для знезалізнення і окислення марганцю.
Обмеження в застосуванні озону:
- озонування має короткочасним ефектом, тривалість його дії становить всього 30-40 хвилин, при нагріванні води до t> 10 ° C озон повністю розпадається за 6-10 хвилин;
- будучи потужним окислювачем, озон перетворює складні органічні елементи в більш прості, при відсутності комплексу заходів по вилученню продуктів постдезінфекціі і озоноліза утворюються хороші умови для розвитку хвороботворних бактерій;
- в процесі окислення органічних сполук озоном виходять токсичні речовини: альдегіди, перекисні речовини, кетони та інші, якщо озон використовується як дезінфектор в великих дозах, треба контролювати наявність у воді вищезазначених сполук.
Озонування традиційно прийнято використовувати для підземних вод, так як при цьому вони не тільки знезаражуються, а й віддаляються з води зайві хімічні елементи: залізо і марганець. Відразу після закінчення озонування в воду вводиться бактерицидний реагент пролонгованої дії, наприклад, гіпохлорит натрію. Ефективно озонування і при впливі на стічні води з метою зниження БПК і знезараження.
Для отримання озону застосовується спеціальне обладнання - генератори озону. Принцип роботи цієї апаратури полягає в транспортуванні повітря з мінімальною вологістю крізь середу між електродами, які знаходяться під дією високої напруги. Головне при цьому грамотно підібрати діелектричну проникність розрядного проміжку і напруга, зробивши це таким чином, щоб через потік повітря проходив коронний (тліючий) розряд. При описаних умовах утворюється озон, так як кисень, що міститься в повітрі, іонізується.
Вибираючи, яке озонаторне обладнання використовувати, керуйтеся наступними критеріями: необхідна порція озону (мається на увазі кількість води по відношенню до суміші озону з повітрям), вона може залежати від ступеня забруднення води; методі змішування озону з водою і від технологічних особливостей реакційних камер. Якщо врахувати всі параметри, вдасться вибрати оптимальну схему дозування.
Озонатори різних брендів, що працюють з використанням розряду високовольтної напруги, можуть незначно відрізнятися, але принцип утворення озону у всіх них однаковий. Переваги технології:
- просте обладнання, яке відрізняється високою стабільністю роботи;
- немає необхідності в висушуванні повітря;
- невелика вага озонаторів;
- легко обслуговується.
Озон в якості окисного і обеззараживающего елемента
Озон за деякими параметрами обходить хлор. Озон впливає на окислювально-відновну систему мікроорганізмів, в тому числі і на протоплазму, в той час як хлор може тільки сприяти розпаду мікробних ферментів. Тому озон набагато ефективніше, якщо слід позбутися від вірусів, які не мають ферментних систем. Під час досліджень фахівці дізналися про існування критичної дози озону, що дорівнює 0,4-0,5 мг / л, якщо його концентрація вище, антибактерицидні властивості озону різко зростають, вода очищається повністю. Ефективність хлору зростає монотонно, одночасно зі збільшенням порції реагенту.
При використанні озону антимікробний ефект помітний в 15-20 разів швидше, ніж при використанні хлору. Якщо для знезараження застосовується озонування, на остаточному етапі підготовки води до використання немає потреби у використанні резервуарів, в яких буде відбуватися тривалий контакт. Озон набагато сильніше діє на спорові форми мікроорганізмів, ніж хлор. Цей факт має велике значення при обробці води з подальшим її використанням в таких сферах як фармакологія і харчова промисловість.
Якщо джерело води сильно забруднений бактеріями, а також відомо про присутність в ньому шкідливих мікроорганізмів, цист лямблій, ентеровірусів, стійких до звичайного впливу хлором, озон незамінний, йому альтернативи немає. Яким чином озон діє на бактерії поки що вивчено недостатньо, але він все одно активно використовується завдяки своїй високій ефективності.
Озон - сильніший як окислювач, ніж хлор (при однакових дозах). За швидкістю реакції озон також перевершує свого «конкурента», бактерії знищуються в 15-20 разів швидше, ніж при застосуванні хлору. Якщо брати спорові бактерії, то озон ефективніше хлору в 300-600 разів. Цей добре помітно, якщо порівняти їх окислювальні здібності:
- у хлору Cl2 вона становить 1,35 В,
- у озону О3, відповідно, 1,95 В.
Так як в воді відсутні хімічні елементи, здатні швидко вступити в реакцію з озоном, можна зробити дієвий руйнування при утриманні озону 0,01-0,04 мг / л. З метою знищення бактерій поліомієліту (мається на увазі штам Le і Mv) вода повинна піддаватися дії хлором протягом 1,5-3 годин, доза окислювача при цьому береться 0,5-1 мг / л. Озон знищує зазначені бактерії всього за 2 хвилини, причому досить всього 0,05-0,45 мг / л.
Є у озону і ще одне позитивне властивість, він відмінно справляється з вірусами. Ентеровіруси разом з відходами життєдіяльності людини відправляються в стічні води, потім потрапляють в поверхневі джерела води, звідки береться сировина для виробництва питної води. Було проведено чимало дослідів і встановлено, що досить 0,4-1,0 мг / л залишкового озону, що не руйнується протягом 4-6 хвилин, щоб позбутися від шкідливих вірусів. Найчастіше такого впливу вистачає і для знищення всіх мікробіологічних забруднень.
Якщо врахувати, що при використанні хлору збільшується токсичність обробленої води, яка визначається за допомогою гідробіонтів, застосування озону дозволяє позбутися від вірусів без підвищення токсичності, скоріше, навіть з її зниженням.
З санітарної точки зору, немає кращого способу для знищення бактерій у воді, ніж її озонування. При цьому процесі не тільки повністю знищуються ворожі для людини мікроорганізми, а й поліпшуються органолептичні властивості, в очищеній воді відсутні канцерогенні речовини і продукти з високою токсичністю. Основний недолік озонування - короткочасність дії, такий мінус відсутній у хлорування.
Озон в якості освітлювача
Найчастіше специфічний колір притаманний воді, видобутої з природних джерел, куди може потрапляти рідина з боліт. Колір надають гумусові речовини, в основному фульвокислоти і колоїдні елементи гумінових кислот. Забарвлення зазвичай утворюється жовтувата з різним ступенем насиченості. Гумусові елементи можуть володіти різною стійкістю до дії окислювачів.
Гумати, розчинені в природних водах, легко руйнуються під дією озону. Якщо ж кольоровість виникла через фульвокислот, озону знадобиться в 1,5 рази більше. Наскільки ефективним буде вплив на воду озоном, визначається природним складом гумінових речовин, вони мають різний стійкістю до дії озону. Під час озонування деяке зменшення колірної інтенсивності досягається за рахунок збільшення показника рН. При введенні в воду 1 мг / л озону і рН = 3, зменшення кольоровості дорівнює 0,5 град, якщо рН становить 7-8 градусів, кольоровість зменшується на 1,8 град.
Озон як окислювач
Озон - сильний окислювач, здатний впливати на багато органічні сполуки, що є в стічних і природних водах. Він швидко руйнується у воді, погано в ній розчиняється. При тривалій дії на металеві елементи систем водопостачання може сприяти їх іржавіння.
Озон для видалення заліза і марганцю з води
При наявності у воді марганцю або заліза в якості органічних речовин або колоїдних елементів аерація, катіонірованіе або вапнування можуть виявитися безсилими. Тоді на виручку прийде озон. В процесі окислення відбувається трансформація сполук марганцю і заліза в форми, нездатні до розчинення. Потім залишається лише зробити фільтрацію води для видалення опадів. Витрата озону повинен бути рівним змістом у воді заліза або марганцю.
Позбавлення від сторонніх запахів і присмаків
Поганий запах і неприємний присмак воді надають мінеральні та органічні сполуки, які можуть бути розчинені у воді або перебувати в ній в колоїдному стані. При окисленні ці елементи руйнуються, завдяки чому зникає поганий смак і запах.
Озон здатний розчиняти такі освіти, з якими не можуть впоратися інші хімічні реагенти. Йдеться про сірчистих і ціаністих речовинах, фенолах і інших, всі вони є джерелом неприємного запаху і смаку.
Специфіка озонування води
Під час озонування часто з'являються такі побічні продукти: кетони, альдегіди, бромати (якщо є броміди), органічні кислоти, пероксиди та інші речовини. Якщо впливати озоном на воду, що містить гумінові кислоти, а також освіти фенольного виду, не виключена поява фенолу. Окремі хімічні елементи та їх сполуки мають стійкість до дії озону. В такому випадку треба додати в воду перекис водню.
Розрахунок дозування і використання озону в системах водопідготовки
Порція озону для обробки води розраховується з планів щодо її подальшого використання. При необхідності знищити бактерії в уже відфільтрованої знебарвленою і коагульованої воді озон знадобиться в кількості 1-3 мг / л. Для впливу на підземну воду потрібно 0,75-1 мг / л озону. Якщо необхідно знизити кольоровість і знищити шкідливі мікроорганізми в забрудненій воді дозу озону доведеться підвищити до 5 мг / л.
Тривалість контакту води з озоном в середньому становить 8-12 хвилин. При підвищенні тиску здатність озону розчинятися у воді підвищиться. Плюс такого способу в відсутності додаткових хімічних реагентів. При відновленні озону утворюється кисень.