Как происходит очистка воды озоном
Перейти к содержимому

Как происходит очистка воды озоном

  • автор:

Обеззараживание воды озоном

Обеззараживание воды озоном

За последнее десятилетие на установки для обеззараживания воды озоном (озонирования) стабильно растет спрос. Однако высокая цена такого оборудования не позволяет применять его для частных угодий. Озонирование воды широко используется для водоподготовки в промышленных масштабах. Еще одна популярная сфера его применения — очистка воды в крупных бассейнах.

Озонирование используется на завершающей стадии водоочистки как более безопасная альтернатива хлорированию.

Но, в отличие от хлорирования, озонирование не может предотвратить повторное заражение воды представителями микромира. Кроме того, сам озон, как и хлор, довольно токсичен.

В воздухе после грозы содержится озон, приятный запах которого всем нам знаком еще с детства. В малых количествах в естественной среде озон полезен, однако концентрация этого газа выше 0,1мг/м3 воздуха может иметь негативные последствия.

После процесса озонирования лишний озон покидает воду, делая ее стерильной и безопасной. Именно это свойство озона и послужило к увеличению числа установок озонирования для водоподготовки больших объемов.

Современная станция озонирования воды полностью автоматизирована. Она отличается сложным набором аппаратуры в ее составе, потребляет много электроэнергии и нуждается в профессиональном высококвалифицированном обслуживании.

Установка стандартного вида включает в себя насос, поставляющий в нее воду, генераторы озона, контактную емкость, где озон смешивается с водой, эжектор, деструктор и сорбционный фильтр.

Работу станции по озонированию можно разделить на несколько этапов.

Подготовка воздуха

Воздух для выработки озона предварительно очищают, осушают и охлаждают, затем он поступает в озонатор.

Синтез озона

Озонаторы последнего поколения представляют собой множество ячеек, стенки которых образованы электродами. К одному из электродов такой ячейки подводится электрический ток высокого напряжения, в то время как другой электрод заземлен. Таким образом между электродами возникают электрические разряды, наподобие маленьких молний, которые превращают окружающий их воздух в озон.

Обеззараживание воды

Озон из озонатора следует в контактную емкость, где и смешивается с водой. Обеззараживание наступает в результате химической реакции. Молекула озона отдает один атом кислорода в воду, что вызывает сильное повышение окислительного потенциала воды. В такой воде микроорганизмы существовать не могут и погибают.

Фильтрация обеззараженной воды

После окисления озоном в воде могут образоваться примеси, возникшие в результате химической реакции. Поэтому после обеззараживания озоном вода проходит сорбционную очистку активированным углем. И только затем поступает к потребителям.

Деструкция озона

Озон, оставшийся в газовой фазе, отводится в специальное помещение — деструктр, где постепенно разлагается, образуя стандартные молекулы кислорода.

Так как озоновоздушная смесь неустойчива и взрывоопасна, для контроля за процессом деструктуризации озона в производственных помещениях устанавливаются газоанализаторы.

Вода, обеззараженная с помощью озона, приобретает приятный вкус и запах и безопасна для человека.

Закажите систему очистки воды или
задайте Ваш вопрос прямо сейчас!

телефон

email

Наша компания в социальных сетях:

Озонирование воды

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/дм 3 . Если она проходила стадию предфильтрации, то необходимо 1-3 мг/дм 3 , если добыта из подземных источников, то 0,75-1 мг/дм 3 . 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.

  • высокая эффективность;
  • отсутствие посторонних реагентов.
  • 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/м 3 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/дм 3 . Для борьбы с бактериями, вызывающими полиомиелит необходимо хлорировать воду в течение 3 часов, чтобы концентрация окислителя составляла 1 мг/дм 3 . Озон справляется с задачей за 2 минуты, и его нужно всего 0,45 мг/дм 3 .

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/дм 3 , 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/дм 3 . 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.

Хотите очистить питьевую воду? Можем предложить вам несколько десятков моделей фильтров под мойку. Всегда в наличии расходные материалы и комплектующие к водоочистному оборудованию. Работаем по всей Беларуси. Все вопросы по выбору и приобретению продукции можно задать в чате или по телефону.

Как происходит очистка воды озоном

Company

Company

Company

Company

Озонирование питьевой воды

Питьевая вода для птицы при использовании проточных поилок, как правило, содержит большое количество вредных веществ и микроорганизмов, а поэтому требует предварительной очистки. Применяемые для этой цели в настоящее время различные отстойники и фильтры не обеспечивают достижения требуемой степени обезвреживания и обеззараживания воды.

Заказать расчет

Питьевая вода для птицы при использовании проточных поилок, как правило, содержит большое количество вредных веществ и микроорганизмов, а поэтому требует предварительной очистки. Применяемые для этой цели в настоящее время различные отстойники и фильтры не обеспечивают достижения требуемой степени обезвреживания и обеззараживания воды.

Основной функцией озона при обработке воды является ее дезинфекция. Но это действие невозможно отделить от общего процесса санации воды, при котором одновременно происходит окисление органики, детоксикация вредных загрязнений и дезинфекция воды. Все эти процессы взаимосвязаны и протекают одновременно, что в определенной степени характеризует многообразие и неспецифичность действия озона, который одновременно дезинфицирует воду, уменьшает общую загрязненность воды, улучшает цветность, запах, вкус, снижает мутность, токсичность и т. п. Озон — прекрасный дезинфектант и дезодорант, не дает осадков, оказывает не специфическое действие, снижает потребность в хлоре, который также используют для обработки воды, и уменьшает возможность образования хлорированных соединений, улучшает коагуляционную способность воды и др.

Обработка озоном питьевой и сточной воды основана на общих технических решениях, реализация которых требует только различного расхода озона. Если в среднем для дезинфекции питьевой воды нужно 0,3 — 1,0 г озона на 1 м3 воды, то для дезинфекции сточных вод из-за их более сильной загрязненности — 100 -120 г озона на 1 м3 стоков. Естественно, это повышает соответственно и стоимость обработки.
Механизм дезинфицирующего действия озона в воде еще не совсем ясен. Имеются предположения об участии в этом процессе различных радикальных компонентов воды и образующихся озонидов, а также продуктов их распада. Сравнительные дезинфицирующие свойства озона и соединений хлора приведены в таблице ниже.
Действие озона и соединений хлора на микроорганизмы в воде при одинаковой концентрации — 1мг за 1 мин при 5°С.

Дезинфекция питьевой воды эффективна при воздействии остаточного озона 2- 3 мг/л в течение 5 — 10 мин.
Почти на 100% за 1 мин убивает озон микробов кишечной группы при концентрации 0,53 мг/л. В дистиллированной воде для уничтожения кишечной палочки и полио-вирусов достаточно 0,0008 мг/л озона. В речной воде 0,1 -0,22 мг/л озона убивают вегетативные формы бактерий за 8 мин контакта, в том числе колиформы за 53 мин, вегетативные формы бактерий — за 1 — 5 мин. Для уничтожения спор при тех же условиях требуется концентрация 1,6 3,2 мг/л озона.

Прозрачная и чистая ключевая вода и вода горных рек, мало загрязненная посторонними примесями, требует применения всего 0,5 мг/л озона. Вода, поступающая из открытых водоемов, может вызвать расход озона 2 мг/л даже после предварительного ее осветления и коагуляции. Средняя концентрация озона в таких случаях составляет 1 мг/л с колебаниями 0,6 — 1,5 мг/л.
При отсутствии в воде споровых форм бактерий концентрация остаточного озона 3 — 4 мг/л снижает общее число бактерий на 95%, а колииндекс — на 100%. При наличии споровых форм бактерий эта же концентрация остаточного озона снижала число бактерий на 30 — 40%. а колииндекс — на 70 — 80%. При высокой бактериальной обсемененности (по общему числу бактерий до 1000 и по колииндексу — до 2000 бактерий) концентрация озона 3 мг/л снижала число бактерий на 70%, колииндекс — на 90%. Концентрация остаточного озона 4- 5 мг/л бактерицидна. При озонировании воды, предварительно прошедшей очистку, коагулирование, хлорирование, отстаивание, фильтрацию, бактерицидной концентрацией остаточного озона была доза 1-2 мг/л. Время контакта воды с озоном во всех случаях — 10-12 мин.
Сохранность остаточного озона составила в дистиллированной воде 60 мин, в очищенной — 4 мин, в речной воде — 2 мин.
Таким образом, лимитирующим фактором для проявления дезинфицирующей активности озона является величина его остаточных количеств в воде, которая зависит от многих причин: цветности, присутствия органических и неорганических загрязнений, рН, температуры и других факторов.

Влиянне цветности воды на бактерицидную актив-ность озона можно видеть на данной таблице.
При хранении яиц в течение 15 суток в условиях яйцесклада периодическое и постоянное озонирование воздуха оказало положительное влияние: рост микрофлоры снизился в 1,5 — 2 раза, а вывод цыплят оказался выше по сравнению с выводом при обычном хранении яиц на 46%. Обогащение воздуха озоном при хранении инкубационных яиц в комнатных условиях (тем-пература 23+2,0°С, влажность 60‡5%) хотя и положительно сказывалась по сравнению с обычным хранением без озона, но выводимость яиц резко снижалась (до 50%).

При повышении цветности воды необходима дополнительная затрата озона. Озон более эффективен в чистой воде, а хлор — в мутной. С этим, видимо, связан тот факт, что озон более эффективно уничтожает аэро-бов, а хлор — кишечную палочку. Но с повышением бактериальной загрязненности относительная эффективность озона выше хлора.
Полное обеззараживание воды озоном достигается при снижении ее цветности до 8,6 — 10,4 град. Бактерицидное действие озона отчетливо проявляется при концентрациях остаточного озона в воде 0,6 мг/л. Однако для дезинфекции подземной воды с хорошими бактериальными показателями, низкой мутностью и минеральным составом достаточна концентрация озона 0,5 — 0,24 мг/л, для поверхностных вод с хорошим бактериальным составом после фильтрации 2 — 3 мг/л, для поверхностной воды, сильно загрязненной бактериями после фильтрации 2,5 — 5,0 мг/л при времени контакта 5 -10 мин. Остатки озона улетучиваются из воды за 30 мин, но запах озона в воде обнаруживается достаточно долго при содержании его в ней 0,02 — 0,05 мг/л.

Концентрация кальция и магния в воде 14 мг/л и трехвалентного железа 1 — 2 мг/л практически не влияли на дезинфицирующие свойства озона. Но при увеличении концентрации железа до 5 мг/л дезинфицрующая активность озона снижалась. Снижало актив-ность озона и двухвалентное железо уже при концентрации 1 мг/л. Так же неблагоприятно влиял и алюминий в концентрации 1 мг/л. Медь и серебро мало влияли, а кобальт уже в малых концентрациях снижал актив-ность озона.

Вода канала с обычной бактериальной обсемененностью (микробное число до 2000 и колииндекс до 100 000), цветностью до 20 град обеззараживалась на 99 — 100% концентрацией озона 1,5 мг/л, а при наличии остаточного озона в пределах 0,15 — 0,20 мг/л — на 95%. Таким образом, степень бактерицидной активности озона находится в обратной зависимости от бактериальной обсемененности воды. Так, при наличии в воде 1X10 патогенов достаточно остаточного озона 0,1 мг/л, а при 1X10% необходимо уже 0,2-0,3 мг/л остаточного озона.
Общая микробная обсемененность включается в об. щую мутность воды. Загрязнение ее частичками с моле. кулярным весом 150 -1800 требует значительно больших количеств озона, нежели при наличии частичек с молекулярным весом менее 150 и более 1800. Поэтому трудно заранее определить степень эффективности дезинфекции воды данного водоема без предварительного нахождения опытным путем эффективной концентрации остаточного озона.

Эффективность дезинфекции воды озоном зависит и от ее рН. Этот эффект связан с каталитической актив-ностью гидроксильного иона. Чем скорее распадается озон, тем скорее он окисляет органические вещества. Выживаемость микробов при высоком рН обусловливается низким уровнем остаточного озона в воде.
Таким образом, создается противоречивая ситуация.
С одной стороны, чем выше рН, тем скорее разрушается озон и тем самым проявляется его бактерицидный эф-фект, с другой — чем ниже рН, тем дольше сохраняется озон в воде и тем самым он дольше оказывает свой бактерицидный эффект.

Влияние температуры воды на эффективности бактерицидного действия озона показано в таблице «Мутности воды на бактерицидность озона».

Коэффициент использования озона при 4 — 6°C воды составляет 90,3%, при 18 — 21°С — 84,1, при 36 — 38°С —
67,5%. С увеличением рН воды этот коэффициент уменьшается. Увеличение времени контакта озона с микробами более 10 мин не повышает бактерицидного действия озона, которое в значительной степени зависит от цветности и мутности воды. Улучшение этих показателей воды в значительно большей степени влияет на конецный эффект дезинфекции, чем удлинение времени контакта озона с водой. Бактерицидный эффект озона проявляется за 1-2 мин, а все микробы группы кишечной палочки (исследовали 101 штамм кишечной палочки, 12 штаммов тифозной палочки. 3 штамма — паратифа, 21 штамм сальмонелл и 35 штаммов дезинтерии при содержании их в 1 мл воды) были одинаково чувствительны к озону.

В опытах в фосфатном буфере с дистиллированной водой озон в концентрации 0,01 мг/л инактивировал 103 клеток/мл бактерий энтерита за 30 с и фурункулеза за 10 с. В жесткой воде дезинфекция протекала хуже, тре-бовалось уже в 3 раза больше времени и озона. Повторного усиления роста бактерий не было. Но в ряде случаев в озонированной воде микробы хорошо размножаются вследствие улучшения доступности для них пищи и избытка кислорода, что осложняет работу по очистке воды озоном. Для дезинфекции мутной воды необходимы остаточные концентрации озона 5 — 30 мг/л, а время озонирования 20 — 60 мин. В связи с тем, что вегетативные формы бактерий в 20 — 25 раз чувствительнее к озону, нежели споры, для гарантий полной дезинфекции озонирование повторяют через соответствующие интервалы времени, обусловливаемые интенсивностью прорастания спор.

В целом для уничтожения бактерий в чистой питьевой воде достаточна концентрация остаточного озона 0,5 мг/л На основании выполненных исследований определено, что время, необходимое для уничтожения цист и сопутствующих бактерий остаточной величиной 0.3 -1 мг/л значительно меньше (2 — 7,5 мин) времени
(15 — 20 мин), необходимого для уничтожения цист и со-путствующих бактерий при использовании хлора с остаточной величиной 0,5 — 1 мг/л.
Озон активно действует на водоросли в воде. Причем хлор в данном отношении менее активен, чем озон.
Так, установлено в опыте, что при плотности клеток водоросли 7000 — 9000 мл концентрация озона 2 мг/л
убивала их на 25%. концентрация 3 мл/л — на 50, 4 мг/л — на 66, 5 мг/л — на 80, 6 мг/л — на 87, 9 мг/л на 95%. Оптимальными оказались концентрации остаточного озона 3—5 мг/л. Диатомовые водоросли были менее устойчивы к озону, чем зеленые в 5 раз.

Относительно устойчивы к озону дрожжи и споры грибов, хотя и здесь озон активнее хлора. Действующие концентрации остаточного озона в воде для достижения 80%-ного эффекта составляли 0,3 0,5 мг/л при времени действия 3 8 мин. В мутной воде эти величины повышаются в 2- 4 раза. Озон угнетал рост плесени, а также и токсинообразование.

Сотрудниками ВНИТИП и Дзержинского филиала НИИхиммаш была проведена работа по обезвреживанию и обеззараживанию воды озоном. Разработана соответствующая схема (рис.), которая включает в себя набор устройств для производства и подачи озоновоздушной смеси, контактных резервуаров, где происходит озонирование воды и дегазация остаточного озона. Такая очистка питьевой воды дает хорошие результаты.

Так, при обработке воды из поилок для птицы в течение 10 мин озоновоздушной смесью при концентрации озона 2,3 мг/л резко снизились мутность, цветность и бактериальная загрязненность воды, в несколько раз повысилось содержание растворенного кислорода в ней (табл. Показатели качества озонирования питьевой воды).

Очистка воды озоном: как это происходит

Очистка воды озоном — один из самых эффективных и применяемых в коммунальном быту методов. Его основная задача заключается в том, чтобы предотвратить заражение подготовленной среды всевозможными вредными и опасными элементами. Подавляющее число современных городских станций водоподготовки функционирует именно по этому принципу.

Очистка воды озоном: как это происходит

В процессе химической реакции происходит полная или частичная ликвидация загрязнителей, происхождение которых не имеет никакого значения. Активное воздействие озона на посторонние частицы в составе воды неизменно приводит их к состоянию нерастворимых соединений. Полученные таким способом новообразования являются абсолютно безопасными с экологической, эпидемиологической и санитарной точек зрения.

Озонирование воды — процесс, при котором воде возвращаются ее первозданные вкус и аромат. Учеными доказано, что именно аллотропная модификация кислорода является наиболее безопасным веществом для реализации химических методов водоподготовки. О его достоинствах и способах реализации поговорим ниже.

Преимущества озонирования воды

Если говорить о реальных положительных качествах такого способа очистки, то стоит начать с его полезных химических свойств. Молекулы озона легко разлагаются на чистый кислород. Троекратно увеличенная порция химически активного неметалла характеризуется повышенной скоростью реакции с другими веществами. После завершения процесса используемый элемент не оставляет в воде посторонних следов влияния.

Очистка воды озоном: как это происходит

Неоспоримые преимущества озона:

  • возможность его добычи непосредственно на месте проведения очистки;
  • сохранение/восстановление кислотно-щелочного баланса рабочей среды;
  • контроль за нормальным содержанием солей в подготовленной жидкости;
  • окисление растворенных в воде металлов с целью облегчения их последующего улавливания.

На основании перечисленных выше достоинств с уверенностью можно сказать, что озон действительно является одним из наиболее эффективных способов очистки. Главное условие его безопасного использования — соблюдать пропорции его подачи. Для этого существуют специальные установки озонирования воды.

Устройство промышленного озонатора

Водоподготовка с использованием промышленного озонатора воды предполагает глубокое очищение исходной жидкости от большинства видов неорганических примесей. Конструктивно оборудование состоит из нескольких рабочих узлов:

  • один или несколько циркуляционных насосов для подачи воды под давлением;
  • система фильтров для предварительной очистки воды от крупных механических примесей;
  • электромагнитный клапан для регулировки потока поступающей в систему жидкости;
  • генератор озона для выработки активного химического вещества прямо из воздуха;
  • деструктор для своевременного уничтожения не прореагировавшего озона
  • перед его поступлением в воду;
  • эжектор для качественного смешивания молекул озона с обрабатываемой средой;
  • контроллер для выставления точных настроек управления, наблюдения за правильной работой системы.

Для защищенного и безопасного протекания химической реакции используется специальный резервуар. Его объем определяется техническими характеристиками объекта, нуждающегося в обеспечении чистой водой.

Суть метода

Вода под напором движется по трубопроводу, к которому подключается генератор озона. Для создания активного элемента дополнительного сырья и материалов не требуется, озон генерируется непосредственно из окружающей среды. Разберем данный этап подробней.

Предварительно кислород проходит стадию охлаждения. Нормальная температура рабочей среды должна составлять +6 °С. Охлажденные молекулы газа попадают в специальный сосуд, где отдают часть своей влаги. После этого подготовленный воздух подается под напором в озоновый генератор. Внутри устройства на кислород воздействуют потоки мощных электрических разрядов, вследствие чего и образуется озон.

Полученный таким способом газ транспортируется по стеклянным трубкам в место подачи озоновой воздушной смеси, где перемешивается с водой при помощи встроенного эжектора. Подготовленная жидкость, насыщенная молекулами озона, поступает в специальный резервуар, в котором происходит основная химическая реакция. На выходе получается очищенная вода, пригодная для использования в промышленности и быту.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *