Благодаря универсальному действию, технология озонирования воды часто используется для ее обеззараживания. Это актуально для питьевой воды, бассейнов и даже стоков. Озонирование одновременно обесцвечивает воду, избавляет от неприятных запахов и привкусов, обезжелезивает воду и обеспечивает ее деманганацию.

Технология озонирования воды

Что собой представляет озон? Это газ с голубоватым оттенком, который при обычных условиях превращается в кислород. Именно это и обусловливает высокую окислительную способность, которой достаточно для разрушения большинства органических веществ, встречаемых в воде.

Озонирование воды

Эффективная доза озона зависит от того, для каких целей будет применяться обработанная вода. Для очень грязной воды доза может достигать 5 мг/дм3. Если она проходила стадию предфильтрации, то необходимо 1-3 мг/дм3, если добыта из подземных источников, то 0,75-1 мг/дм3. Важно и время действия: для обеззараживания необходим контакт продолжительностью 10 минут. Время зависит от того, в каких условиях используется озонирование и как быстро озон будет разлагаться.

Разложение озона в зависимости от температуры воды и ph

Так интенсивность разложения увеличивается при повышении температуры и pH, а значит требуемое время воздействия уменьшается.

Плюсы:

  • высокая эффективность;
  • отсутствие посторонних реагентов.

Минусы:

  • озон токсичен;
  • как и большинство газов, плохо растворимы в воде;
  • быстро разрушается;
  • отсутствует длительное действие;
  • усиливает коррозию труб;
  • озонирование сложно и энергозатратно;
  • в воде, не прошедшей комплексную водоочистку, могут образоваться токсичные вещества: альдегидов, кетонов, фенола и др.

Производство озона

Самая распространенная технология в силу своей экономичности и эффективности — из воздуха, пропущенного через озонатор. В последнем вырабатывается мощный разряд 5-25 кВ. На выходе получается озон в концентрации до 12 г/м3 в смеси с воздухом.

Генератор озона или озонатор

Рабочая часть озонатора представлена двумя электродами в виде пластин (трубок) с небольшим расстоянием между ними. Предусмотрено водяное охлаждение, потому что при работе они сильно нагреваются. Т.к. производительность установки зависит от качественных параметров используемой воздушной смеси, то воздух предварительно подсушивают, пропуская через слой оксида алюминия или силикагеля.

Обеззараживание

Озон работает там, где обычное хлорирование не дает нужного результата: против бактерий, патогенов, цист лямблий, вирусов. Это объясняется сильной окислительной способностью озона, вследствие чего обеззараживание происходит в десятки раз быстрее, а сила воздействия — в сотни раз больше, чем при хлорировании. Это можно объяснить оценкой окислительно-восстановительных потенциалов хлора (1,35 В) и озона (1,95 В).

При условии отсутствия железа, марганца и других веществ, окисляемых озоном, разрушение E.coli возможно уже при содержании в воде 0,01-0,04 мг/дм3. Для борьбы с бактериями, вызывающими полиомиелит необходимо хлорировать воду в течение 3 часов, чтобы концентрация окислителя составляла 1 мг/дм3. Озон справляется с задачей за 2 минуты, и его нужно всего 0,45 мг/дм3.

Доказана высокая эффективность озона в борьбе с вирусами. Это свойство может использоваться для очистки сточных вод при борьбе с энтеровирусами. Озон в концентрации 1 мг/дм3, который находится в воде в течение 6 минут, уничтожает практически все болезнетворные микроорганизмы.

Обесцвечивание

Цветность природных вод, добытых из поверхностных источников, обычно обусловлена содержанием гумусовых веществ. Желтый оттенок воде придают коллоиды и фульвокислоты. Все они обладают разной устойчивостью к окислителям, но растворенные вещества в большинстве своем легко окисляются озоном. Однако количество озона для разных гуматов отличается: для снижения цветности на 1 градус при загрязнении фульвокислотами нужно в 1,5 раза больше окислителя, чем для воды, загрязненной гуминовыми кислотами.

Прослеживается и зависимость от pH среды. Так, чтобы снизить цветность на 0,5 градуса в воде с pH 3 нужно создать концентрацию озона в 1 мг/дм3. Этого же количества озона достаточно, чтобы снизить цветность на 1,1 градус при pH 7, на 1,8 градуса — при pH 8.

С уменьшением температуры среды усиливается эффект обесцвечивания и повышается содержание окислителя вследствие улучшения его растворимости.

Обезжелезивание и деманганация

Содержание в воде соединений железа и марганца в органических формах не позволяет удалить их обычными способами. В таких случаях необходим сильный окислитель, которым может выступать озон. Окисление способствует переходу соединений железа и марганца в нерастворимые формы, отделяемые механической фильтрацией или выпадающей в осадок. Дозировку озона подбирают индивидуально в зависимости от химического и микробиологического состава воды.

Удаление запахов и привкусов

Посторонний запах и привкус воды может быть обусловлен наличием органических и минеральных веществ. Их окисление приводит к последующему распаду и исчезновению запаха и привкуса. Озонирование особенно эффективно против фенолов, цианистых и сернистых соединений. При этом превышение дозировки не оказывает негативный эффект вследствие последующего превращения озона в кислород. Хлорирование же, напротив, влечет за собой появление новых веществ, имеющих специфические запах и привкус.