Ключевые слова: озонирование, озонирование воды, метод озонирования воды, очистка озонированием, озон озонирование, обеззараживание озонированием, обеззараживание воды озонированием, озон, озонирование воды для питья, озонирование вред, озонирование польза, озонирование запах, озонирование воды питьевой, методы обеззараживания воды озонирование, озонирование бассейна, система озонирования, установка озонирования, озонирование воды вред, озонирование воды польза.
Озон (О3) – аллотропная модификация кислорода, при нормальных условиях бесцветный газ с резким запахом, температура кипения -1280С. В жидком и твердом состоянии озон окрашен в черно-фиолетовый цвет, растворы имеют слабую голубую окраску. В природе озон образуется из кислорода при электрических разрядах(молнии) или под действием УФ-излучения при 242нм(стратосферный озоновый слой). Озон является одним из наиболее сильных природных окислителей. Озон обладает полной экологической безопасностью, т.к. на воздухе и в водном растворе самопроизвольно диссоциирует, превращаясь в кислород.
Обработка воды озоном преследует следующие цели: снижение цветности и увеличение прозрачности воды за счет разложения в первую очередь гуминовых кислот; удаление привкусов и запаха, обусловленных присутствием соединений минерального и органического происхождения; удаление металлов, обезжелезивание, удаление марганца. Катионы Fe2+, Mn2+ после озонирования осаждаются в виде нерастворимых гидроокисей или переводятся в диоксиды и перманганаты, удаляемые последующим фильтрованием.
Окисляющее и дезинфицирующее воздействие озона позволяют широко использовать его при водоподготовке на различных стадиях обработки воды. Так, для окисления загрязнений озон может быть введен как в начале технологической схемы очистки, так и на любом ее этапе в зависимости от того, какой ингредиент загрязнений следует удалить. В этом качестве озон также эффективнее хлора. Так, для обесцвечивания воды доза озона должна быть в 2–3 раза меньше, чем хлора, при этом озон действует в 15–30 раз быстрее.
После хлорирования вода приобретает зеленовато-желтую окраску, тогда как озон придает ей голубоватый оттенок. Озон устраняет запахи и привкусы, особенно при наличии в воде фенолов, сероводорода, сернистых и цианистых соединений, хлор, наоборот, иногда сам придает воде специфический запах.
Для дезинфекции воды озон следует вводить на завершающем этапе очистки , после удаления основных загрязняющих примесей воды. Первичное озонирование применяют для улучшения процесса очистки воды. Доза озона зависит от назначения озонированной воды. Если озон вводят только для обеззараживания в фильтрованную воду (после ее предварительного коагулирования и осветления), то дозу озона принимают 1–3 мг/дм3, для подземной воды – 0,75–1 мг/дм3, при введении озона для обесцвечивания и обеззараживания загрязненной воды доза озона может доходить до 5 мг/дм3. Продолжительность контакта обеззараживаемой воды с озоном – 8–12 мин.
Наиболее экономичный промышленный метод получения озона – пропускание воздуха или кислорода через генератор озона (озонатор), где происходит электрический высоковольтный разряд (5 000–25 000 В). Производительность аппаратов и удельный расход электроэнергии зависят от влагосодержания подаваемого в озонатор воздуха, температуры, содержания кислорода, конструкции озонатора. Поэтому воздух перед подачей в генератор озона пропускается через фильтр и осушивается силикагелем или оксидом алюминия (Аl2О3). В генераторе под действием тихого электрического разряда получается озон, но не в чистом виде, а в смеси с воздухом. Концентрация озона в этой озоно-воздушной смеси колеблется в пределах значений от 2 до 12 г/м3.
Озон особенно эффективен при повышенном бактериальном загрязнении водоисточника или при наличии в нем патогенных микроорганизмов, энтеровирусов и цист лямблий, устойчивых к действию традиционного хлорирования. Отсутствие в воде химических веществ, быстро реагирующих с озоном, позволяет провести эффективное разрушение E. coli при концентрации растворенного озона 0,01–0,04 мг/дм3. Для разрушения бактерий полиомиелита необходимо подвергать воду воздействию хлором в течение 1,5–3 ч при дозе окислителя 0,5–1 мг/ дм3 В то же время озон разрушает эти бактерии за 2 мин при концентрации его в воде 0,05–0,45 мг/дм3.
Неприятные привкус и запах некоторых природных вод вызваны присутствием соединений минерального и органического происхождения, находящихся в растворенном или коллоидном состоянии. Окисление этих соединений приводит к их расщеплению и сопровождается исчезновением привкуса и запаха. Благодаря высокой окислительной способности озон в состоянии действовать на такие соединения, которые не поддаются действию других химических реагентов. К таким соединениям относятся: сернистые и цианистые соединения, некоторые соединения фенольного ряда, способные вызывать плохой запах воды. Применение озона для удаления цветности воды имеет свои ограничения. Цветность воды свойственна природным источникам, имеющим примесь болотных вод. В них всегда содержатся гумусовые вещества, которые и придают воде желтоватый оттенок разной интенсивности. Устойчивость гумусовых веществ по отношению к окислителям различна. Растворенные вещества (гуматы), находящиеся в природных водах, сравнительно легко поддаются окислению озоном. С увеличением степени обесцвечивания повышается удельная доза озона на 1 градус устраняемой цветности.
При всех видимых достоинствах реализации метода озонирования воды имеются у этого метода и существенные недостатки. Из-за нестойкости озон не может поддерживать бактерицидное состояние воды в течение длительного действия, что является наиболее существенным ограничением применения данного метода. Необходимо исключить попадание загрязнений в очищенную воду, что реально только на водопроводных сетях. Также необходимо отметить, что в качестве побочных продуктов озонирования природных вод возможно образование следующих
соединений – формальдегид, ацетальдегид, пропаналь, акролеин, 2-метилпропаналь, бутаналь, 2-бутеналь (кротоновый альдегид),3-метилбутаналь, пентаналь, ацетон, 2-бутанон, 3-метил-бутанон, 3-пентанон, 2-пентанон и 2-гексанон. Образование повышенных концентраций формальдегида является достаточно серьезной проблемой при озонировании воды . В воде формальдегид нормируется на уровне 0,05 мг/дм3.
Недостатком применения озонирования в работе постоянно действующего предприятия водоснабжения является и высокая стоимость оборудования, повышенные энергозатраты и эксплуатационные расходы, сопоставимые по затратам с хлорированием, отсутствие пролонгированного действия обеззараживания, что неприемлемо для систем с протяженной распределительной сетью .
материал www.chemanalytica.ru
На химический анализ сточных вод для декларации действует
