Озонування

Озонування є одним з перспективних методів обробки води з метою її знезараження та поліпшення органолептичних властивостей. Сьогодні майже 1000 водопровідних станцій в Європі, переважно у Франції, Німеччині і Швейцарії, використовують озонування в технологічній схемі обробки води. Останнім часом озонування почали широко впроваджувати в США і Японії. В Україну озонування використовують на Дніпровській водопровідній станції Києва [24].

Озон (O₃) - газ блідо-фіолетового кольору, що володіє специфічним запахом, сильний окислювач. Молекула його вельми нестійка, легко розпадається (дисоціюють) на атом і молекулу кисню. У промислових умовах озон-повітряну суміш отримують в озонаторі за допомогою " повільного" електричного розряду при напрузі 8000-10000 В.

Компресор забирає повітря, очищає від пилу, охолоджує, сушить на адсорберах з силікагелем або активним алюмінію оксидом. Далі повітря проходить через озонатор, де утворюється озон, який через розподільну систему подається в воду контактного резервуара, на (рис. 3.2) зображено озонатор з розривом струменя. Доза озону, необхідна для знезараження, для більшості типів води становить 05-60 мг/л. Найчастіше для підземних джерел води дозу озону беруть в межах 075-10 мг/л, для поверхневих вод - 1-3 мг/л. Іноді для знебарвлення та покращення органолептичних властивостей води необхідні високі дози. Тривалість контакту озону з водою повинна бути не менше 4 мін. Непрямим показником ефективності озонування є наявність залишкових кількостей озону на рівні 01-03 мг/л після камери змішання [23].

Озон в воді розпадається, утворюючи атомарний кисень. Доведено, що механізм розпаду озону у воді складний. При цьому відбувається ряд проміжних реакцій з утворенням вільних радикалів, які також є окислювачами. Більш сильне окисне і бактерицидну дію озону в порівнянні з хлором пояснюється тим, що його окислювальний потенціал більше, ніж у хлору.

З гігієнічної точки зору, озонування є одним з найкращих методів знезараження води. Внаслідок озонування досягається надійний знезаражуючий ефект, руйнуються органічні домішки, а органолептичні властивості води не тільки не погіршуються, як при хлоруванні або кип'ятінні, а й поліпшуються: зменшується кольоровість, зникають зайві присмак і запах, вода набуває блакитний відтінок. Надлишок озону швидко розкладається, утворюючи кисень [24].

Рисунок 3.2 - Вакуумний озонатор з розривом струменя

З розривом струменя: ежектор (1) встановлюється на вводі води в Безнапірні контактну ємність, обладнану арматурою контролю рівня води (3). Розподіл газо-водяної суміші в ємності здійснюється за допомогою спеціальної змішувальної насадки (2), що підвищує ефективність розчинення озону. На подальшу обробку - коагуляцію, фільтрацію через засипні фільтри, мембранні модулі і т.п. - Вода подається насосом (4). Ємність також обладнується каталітичним деструктором озону, який нейтралізує газоподібний озон, що витісняється з повітряного простору між рівнем води і верхньою стінкою під час наповнення ємності. Проста і надійна схема, традиційно використовувана при очищенні і знезараженні води озоном.

Озонування води має такі певні переваги перед хлоруванням:

1) озон є одним з найсильніших окисників, його окислювально-відновний потенціал вищий, ніж у хлору і навіть хлору діоксиду;

2) при озонуванні у воду не вноситься нічого стороннього і не відбувається скільки-небудь помітних змін мінерального складу води і pH;

3) надлишок озону через кілька хвилин перетворюється в кисень, і тому не впливає на організм і не погіршує органолептичні властивості води;

4) озон, вступаючи у взаємодію із з'єднаннями, що містяться у воді, не викликає появи неприємних присмаків і запахів;

5) озон знебарвлює і дезодорує воду, що містить органічні речовини природного і промислового походження, що додають їй запах, присмак і забарвлення;

6) у порівнянні з хлором озон ефективніше знезаражує воду від спорових форм і вірусів;

7) процес озонування в меншій мірі піддається впливу змінних факторів (pH, температури і т. д.), що полегшує технологічну експлуатацію водоочисних споруд, а контроль за ефективністю не складніше, ніж при хлоруванні води;

8) озонування води забезпечує безперебійність процесу обробки води, відпадає необхідність перевезення і зберігання небезпечного хлору;

9) при озонуванні утворюється значно менше нових токсичних речовин, ніж при хлоруванні.

Переважно це альдегіди (наприклад, формальдегід) і кетони, які утворюються в порівняно невеликих кількостях;

10) озонування води дає можливість комплексної обробки води, при якій може одночасно досягатися знезараження та поліпшення органолептичних властивостей (кольоровість, запах і присмак) [23].