Введення
Озон - високоефективнеі універсальне окислюється речовина, яка використовується в обробці води вцілях дезінфекції, видалення марганцю і заліза, поліпшення смаку, усуненнякольору і запаху, а так само для видалення органічних сполук, небезпечних длянавколишнього середовища.
Озон (О 3 )є трьохатомна модифікацією кисню (О 2 ), який принормальних умовах являє з себе газ. Озон - дуже сильний окислювач,тому його реакції зазвичай дуже швидкі і повні. Основні перевагизастосування озону для обробки питної води містяться в самій його природі:результатом його реакції є тільки кисень і продукти окислення. Шкідливіпобічні продукти, такі як хлорорганічні сполуки, при цьому неутворюються.
Газ голубуватого кольоруозон (О 3 ) має характерний запах. Молекула озону нестабільна.Завдяки властивості саморозпаду озон є сильним окислювачем і найбільшефективним засобом для очищення та знезараження води і повітря. Сильніокисні властивості дозволяють використовувати озон в промислових цілях дляотримання багатьох органічних речовин, для відбілювання паперу, масел і т.д.Широко використовується озон для видалення марганцю і заліза, поліпшення смаку,усунення кольору і запаху, а також для видалення органічних сполук,небезпечних для навколишнього середовища. Він вбиває мікроорганізми, тому озон застосовуютьдля очищення води і повітря. Установки з очищення води і озонуванню повітряодержали величезне поширення не тільки в промисловості, але і в побуті.
1. Очищення води озоном
В даний часвідомі декілька способів зробити воду чистою, однак очистка озоном визнананайефективнішим методом. Вплив озону засноване в першу чергу напроцесах окислення. Очищенню озоном піддаються більшість невластивих водідомішок. Поряд із знезараженням, озонування приводить до поліпшення смаку,знищення запахів води. При цьому шкідливі побічні продукти, наприклад як прихлоруванні, не утворюються.
Універсальне окислюєтьсяречовина озон володіє сильною перевагою з гігієнічної точки зору. Вономіститься в самій його природі: особливість озону в його швидкому розкладанні вводі (10-15 хв.) з утворенням кисню і нездатність до реакцій заміщення(Сторонні домішки не вносяться). Це означає, що озон володіє повноюекологічною безпекою.
Природний реагент озонв штучних умовах отримують як в природі під час грози - за допомогоюВ«ТихогоВ» електричного розряду в озонаторах. Так як озон єнестабільним речовиною, особливість виробництва озоно-повітряної суміші в тому,що його застосовують у місці безпосереднього отримання.
Традиційно озонвикористовується:
Для підготовки питноїводи.
Для відбілюванняцелюлози.
Для очищення стічних вод.
До недавнього часувикористання озону було економічно виправдано лише у відносно великихсистемах. Розробка і випуск недорогих генераторів озону і відповідногодопоміжного обладнання спростили використання озону і в невеликихустановках. Екологічно чисті технології з використанням компактнихгенераторів озону стали тепер загальнодоступними. Озон в приготуванні питноїводи. Озон в невеликих дозах гарантовано дезінфікує воду і видаляємікрозабруднення і небажані домішки в установках приготування питноїводи в готелях, на борту суден, в окремих житлових кварталах і селищах. Озонідеально підходить для обробки питної води. Одне з головних напрямківвикористання озону, з якого на початку XX століття і почалося його використаннядля очищення питної води - це дезінфекція. Російські норми встановлюютьчас контакту озону з водою для цілей дезінфекції рівним 12 хвилинам(Методичні рекомендації щодо забезпечення виконання вимоги СанПіН2.1.4.559-96./Держбуд Росії, НІІКВОВ - ГУП "ВИМИ", 2000), безобліку технології застосування озону. В інших країнах застосовується більш гнучкий підхід,заснований на використанні інтегрального критерію СТ, що представляє собоюдобуток залишкової концентрації озону у воді (в мг/л) на час контакту вхвилинах. Дослідження показали, що СТ = 1,6 забезпечує знищення патогеннихбактерій і полівірусов, а для гарантованої деактивації цист Giardiaнеобхідно досягти СТ = 2. Грунтові води часто містять надмірну кількістьзаліза і марганцю, які легко віддаляються за допомогою озону. Озон перетворюєрозчинні сполуки заліза і марганцю у нерозчинні оксиди, які потімосідають і видаляються відстоюванням або фільтрацією. Сира вода містить такожбезліч органічних компонентів, які виникають в результаті природногорозпаду, процесів розкладання, забруднення навколишнього середовища промисловістю ісільським господарством. Деякі з цих компонентів є причиною зміникольору або виникнення неприємного запаху води, ряд з них ємутагенами, і тому такі компоненти мають бути видалені з води, абоперетворені в безпечні речовини. Озон чудово підходить для цих цілей. Знезараження - цевидалення з води бактерій, спор, мікробів і вірусів (інактивація). Для видаленнябактерій у воду вводять дезинфікуючий речовина (наприклад, озон приозонуванні води або сполуки хлору, при хлоруванні води). Чим більшедезинфікуючого речовини введено, тим ефективніше його вплив на бактерії.Для озону виявляється різке бактерицидну дію при досягненнікритичної дози озону рівної 0,4 - 0,5 мг озону в газі на літр оброблюваноїводи. Причому, відбувається повна інактивація води. Механізм впливуокислювача полягає в руйнуванні бактерій шляхом інактивації бактерійнихпротеїнів, тобто дифузією через мембрану клітини в цитоплазму з поразкоюжиттєвих центрів. Якщо озон ефективно впливає на бактерії, то хлорвиробляє тільки вибіркове отруєння життєвих центрів бактерій, причомудосить повільне через необхідність тривалого часу для дифузії вцитоплазмі. Крім великої здатності знищення бактерій озон володієвисокою ефективністю в знищенні суперечка, цист (щільні оболонки, що утворюютьсянавколо одноклітинних організмів, наприклад, джгутикових і корененіжок, при їхрозмноженні, а також в несприятливих для них умовах) і багатьох інших патогеннихмікробів.
Знебарвлення - це видалення з води органічнихі хімічних речовин, що забарвлюють воду. Залежно від кольоровості вихідноїводи потрібна більша або менша кількість озону для знебарвлення води. ВРосії для поверхневих вод середніх і північних районів для доведення кольоровостіводи до норми зазвичай потрібна доза озону 2,5 мг/л. Для південних районів, девихідна кольоровість води значно більше, потрібно вже доза озону, рівна 8мг/л.Фізіческій механізм впливу озону при обесцвечивании води полягає,по-перше, в розкладанні речовин до найпростіших - води і вуглекислого газу,по-друге, в коагуляції (об'єднанні) речовин з подальшим випаданням їх восад. Ефективне знебарвлення води озонуванням є одним звизначальних критеріїв у виборі озону в якості воздействующего реагенту припідготовці питної води.
Обезжелезивание. Видалення заліза та марганцю. Уприродних водах найбільше часто зустрічається залізо у двох валентної формою,знаходиться в розчиненому стані. Марганець в природній воді зазвичайсупроводжує залозу. Обидва цих речовини надають воді кольоровість і характернийприсмак. Озон легко окисляє солі заліза і марганцю з утвореннямнерозчинних речовин, які видаляються відстоюванням або фільтрацією. Якщозалізо і марганець містяться у формі органічних сполук або колоїдальнихчастинок (з розміром 0,1 - 0,01 мкм), то знезалізнення та деманганація водизвичайними способами не вдається. У цьому випадку необхідно попереднєокислення цих комплексних органічних сполук, що приводить до їхрозщепленню, після чого стає можливим видалення заліза і марганцю одниміз звичайних методів. Окислюючи комплексні сполуки, озон перетворюєрозчинні солі в нерозчинні, тому необхідно подальше фільтрування водидля звільнення її від опадів, що випадають. Слід зазначити, що хочаозонування і не є найбільш економічним методом знезалізнення тадеманганаціі, але застосування озону з цими цілями виправдано в двох випадках:по-перше, коли звичайні способи вида...
