бесплатный звонок по России

8-800-500-48-35

пн-пт с 10:00 до 18:00 (8:00-16:00 по МСК)

Заказать звонок

Озонирование воды

Обзорная статья об озонировании воды. В статье рассмотрены общие преимущества использования озона по сравнению с другими окислителями. Приведены обзорные таблицы по влиянию озона на химические и бактериологические показатели воды. Статья содержит ссылки на материалы сайта, где детально рассматриваются различные способы и сферы применения озона.

Преимущества использования озона в обработке воды

Озон применяется в очистке и доочистке питьевой воды, подготовке воды для производства пива, безалкогольной и слабоалкогольной продукции, стерилизации стеклянных и пластиковых (ПЭТ) бутылок, озонирования воды в бассейнах и аквариумах, санации стоков, а также используется для дезинфекции водными растворами озона производственных и бытовых помещений, предметов и иных поверхностей.

Преимущества озонирования воды:

  1. Озон один из самых сильных окислителей. Он без труда уничтожает большинство органических загрязнителей (белки, жиры, фенолы, нефтепродукты, меркаптаны и т.д.). Озон окисляет многие неорганические загрязнители, такие как аммиак, нитриты (NO2), сероводород, комплексные соли железа и марганца.
  2. Озон уничтожает все бактерии и вирусы. Нет ни одной бактерии или, тем более, вируса, которые были бы устойчивы к действию озона. Озон химически «сжигает» их за счет того, что является одним из самых сильных окислителей.
  3. Озон вырабатывается непосредственно на предприятии. Это исключаются затраты на транспортировку, хранение и исходные реагенты. Озон производится по месту использования из кислорода содержащегося в атмосферном воздухе.
  4. При использовании озона в воду не попадают посторонние вещества. Неизрасходованный на реакцию озон очень неустойчив в воде, период полураспада 20-30 минут, с нагреванием этот процесс ускоряется. При распаде озона образуется обычный кислород О2.
  5. Высокая скорость обработки. Обработка воды озоном обычно занимает от нескольких минут до получаса.

Влияние озона на химические показатели воды

В таблице перечислены различные химические показатели воды и их влияние на организм человека, а также возможность и эффективность использования озона для нормализации показателей воды.

ПоказательОписание показателяВлияние озона на показатель
pHКонцентрация водородных ионов в растворе. Нейтральному состоянию раствора при температуре 22°С соответствует рН =7, понижение величины – кислотному, а повышение – щелочному. Рекомендовано: рН=6-7.Озон практически не изменяет рН воды, за исключением незначительного повышения щелочности.
ЦветностьПоказатель качества воды, характеризующий интенсивность окраски воды. Количество влияющих на цветность веществ зависит от геологических условий водоносных горизонтов, характера почв и т.д. Наименьшая цветность наблюдается у подземных вод. Снижение показателя зависит от дальнейшей очистки воды.Озон эффективно борется с цветностью, не создаёт хлорированных органических соединений. 1 мг озона на литр воды, может удалить 10 единиц цвета (CU). Озон удаляет цвета в процессе окисления, удаляет вкусовые продуцирующие агенты и широкий спектр органических веществ, все это делает воду прозрачной.
МутностьВызвана присутствием тонкодисперсных взвесей органического и неорганического происхождения. Мутность отрицательно влияет на внешний вид воды и защищает микроорганизмы при ультрафиолетовом обеззараживании и стимулирует рост бактерий. Уменьшение можно достичь при снижении жесткости, окислов железа и марганца. Повышение мутности воды может быть вызвано выделением карбонатов.Озон эффективно удаляет мутность. Мутность, вызванная наличием взвеси неорганического происхождения, должна быть предварительно отфильтрована механическими фильтрами.
ЗапахОтносится к органолептическим показателям воды. Запах обусловлен свойствами сырой воды и методами ее обработки. Запах воды характеризуется видами запаха и интенсивностью.
На запах воды оказывают влияние состав растворенных веществ, температура, значение рН. Интенсивность запаха воды определяют экспериментальным путем при 20°С и 60°С и измеряют в баллах, согласно требованиям ГОСТа.
Озон убирает все запахи, связанные с органическими веществами и бактериями, химически разрушая источники запаха.
ЖесткостьЖесткостью воды называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворенных солей кальция и магния. Общая жесткость – представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости. Карбонатная жесткость обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и некарбонатов (при рН>8,3) кальция и магния.
При нагревании гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.
Данный тип жесткости почти устраняется при кипячении и поэтому называется временной. Некарбонатная жесткость обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость).
Ионы кальция и магния присутствуют в состоянии наибольшей валентности. Сильный оксидант озон не может окислить эти ионы до более высокого уровня валентности.
Азот аммонийный (NH3, NH4)По данным ВОЗ норма 1,5мг/л. По данному показателю судят о загрязненности источника воды: очень чистые – 0,05 мг/дм³; чистые 0,1 мг/дм³; умеренно загрязненные 0,2 – 0,3 мг/дм³; загрязненные 0,4 – 1,0 мг/дм³; очень грязные > 3,0 мг/дм³;Озон удаляет до 80-90%, совместно с другими методами фильтрации. Исследования по удалению аммиака, нитритов и нитратов азота с помощью озонатора, фильтрации песком, биологического активированным углем показали, что все из испытанных процессы показали эффективность в удаления азота.
НитритыCоли азотистой кислоты. Нитрит-анионы являются промежуточными
продуктами биологического разложения азотсодержащих органических соединений. Благодаря способности превращаться в нитраты, нитриты, как правило, отсутствуют в поверхностных водах. ПДК нитритов (по NO2) в воде водоемов составляет 3,3 мг/л. Повышенное количество азота в природной воде свидетельствует о загрязнении источника сточными водами.
Озон удаляет до 80-90%.
НитратыСоли азотной кислоты. Возможности для нитратного загрязнения питьевой воды зависят от глубины, конструкции скважины, характеристики подземных вод формации, а также климатических условий. Во многих случаях, время необходимое для поступления нитрата через почву в грунтовые воды, трудно предсказать. Повышенные дозы потребления воды и продуктов питания, снижают способность крови к переносу кислорода.Озон удаляет до 80-90%.
Окисляемость перманганатнаяПозволяет оценить наличие в воде только легко растворимых веществ, таких как сульфиды, нитриты, железо двухвалентное, некоторые гуминовые вещества. Выражается количеством миллиграммов кислорода, необходимого для окисления в определенных условиях органических веществ, содержащихся в 1л воды. Для подземных вод это небольшая величина.Не применимо.
ХлоридыПрисутствуют практически во всех пресных поверхностных и грунтовых водах, а также в питьевой воде в виде солей металлов. В основном их присутствие в воде связано с вымыванием из горных пород хлорида натрия (поваренной соли). Именно по органолептическому показателю – вкусу и утвержден ПДК питьевой воды по хлоридам (350 мг/л).Для снижения хлоридов целесообразно использовать угольный фильтр.
СульфатыЕстественное содержание сульфатов в поверхностных и грунтовых водах обусловлено выветриванием пород и биохимическими процессами, происходящих в водоносных слоях земли. Ухудшение вкуса воды и ощущение привкуса сульфатов возникает при их концентрации 250 – 400 мг/л.Озон окисляет H2S в серу, которая затем осаждается в виде ярко-желтых частиц. Избыток серы может быть слит и утилизирован. Озон может также окислить последующие формы серы при достаточном времени контакта.
ФторФтор в виде фторидов может содержаться в природных и грунтовых водах. Концентрация фтора в питьевой воде должна быть не более 1,5 и не менее 0,5 мг/л., поэтому при избытке фтора в природной воде ее обесфторивают, а при недостатке – фторируют.Для удаления фторидов существуют специальные фильтры. Могут быть использованы до озонатора.
Железо (общее)Практически всегда присутствует в подземных водах, концентрация зависит от геологического строения и гидрогеологических условий бассейна. Соединения железа в воде присутствуют в растворенной, коллоидной и нерастворенной форме. Высокое содержание железа ухудшает вкус питьевой воды. По показаниям вредности для здоровья такой показатель не установлен. В присутствии окислителя, двухвалентное железо окисляется и переходит в трехвалентную форму, образуя малорастворимый гидроксид железа, выпадающий в осадок. Таким образом, для удаления окислов железа, необходим сильный окислитель и рН 8,5-9,0.Растворимое железо Fe (II) называется двухвалентным железом. Двухвалентного железо Fe (II) окисляется до трехвалентного железа Fe (III) с помощью озоном. Это трехвалентное железо Fe (III) затем гидролизуется образованием Fe (OH) 3, что может быть удалено стандартной фильтрацией. Реакция преобразования двухвалентного железа Fe (II) в трехвалентное железо Fe (II) потребляет 0,43 мг озона на мг Fe (II). Железо также может быть окислено кислородом. Окисление двухвалентного железа требует только электронного обмена, следовательно это быстрая реакция.
Марганец в чистом виде в природе не встречается. В рудах он присутствует в виде окислов, гидроокисей и карбонатов. В марганцевых рудах всегда присутствует железо. Он распространен не так сильно как железо, но очень похож на него по своим свойствам. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) с 1998г. установлены очень жесткие нормы предельного содержания марганца в водопроводной воде – 0,05 мг/л.Растворимый Марганец Mn (II) окисляется озоном с образованием диоксида марганца MnO2, который является частицей и может быть легко удален с помощью стандартной фильтрации. Этот процесс потребляет 0,88 мг озона на 1 мг марганца Mn (II). Тем не менее, в течение окисления марганца он может образовать растворимый перманганата MnO4. В то время как перманганат обычно возвращается к форме двуокиси марганца MnO2 в течение долгого времени (20 – 30 минут), лучше разработать систему удаления марганца с соответствующими дозами озона и интегрировать контроль для предотвращения избыточного окисления.
Цинксодержится в виде катионов или в виде комплексных анионов. Цинк может присутствовать и в нерастворимых в воде формах – в виде гидроокиси, карбоната, сульфида. Роль цинка в жизнедеятельности организма заключается в том, что он входит в состав более 40 важных ферментов. Цинк влияет на вкус и обоняние. Очистка воды от ионов цинка – комплексная, на основе процессов фильтрации и сорбции.99.5% и выше. Зависит от дозы и времени обработки.
МедьМожет присутствовать в различных формах: ионной, комплексной, коллоидной и при соприкосновении с воздухом изменять свое состояние. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 2мг/л за период 14 суток. Однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен. Ионы меди придают воде металлический вкус. У разных людей порог вкусового определения меди составляет 2-10мг/л.99.5 % и выше. Зависит от дозы и времени обработки.
СвинецПредельно допустимая концентрация свинца в водопроводной воде не должна превышать 0,01-0,03 мг/л. Вода с повышенным содержанием свинца может вызывать острые или хронические отравления у человека.99.5% и выше. Зависит от дозы и времени обработки.
КадмийТоксичное вещество содержание которых в питьевой воде строго лимитируется.99.5% и выше. Зависит от дозы и времени обработки. Для точного расчета обратитесь к специалисту.

Влияние озона на санитарно-бактериологические показатели воды

Процесс озонирования способен уничтожить все известные бактерии и вирусы. При озонировании воды, прежде всего, учитывают время контакта и концентрацию озона в воде. Озон является очень мощным дезинфицирующим средством.

В таблице сравниваются КВ-значения (концентрация * время) различных дезинфицирующих средств для дезактивации вирусов. Хлор подходит для дезактивации бактерий и вирусов, но не может быть использован, чтобы деактивировать простейших.

Дезинфицирующее средствоЕдиница измеренияОбеззараживание 2-logОбеззараживание 3-logОбеззараживание 4-log
Хлор*мг * мин/л347
Хлорамин**мг * мин/л64310671491
Диоксид хлора***мг * мин/л4,212,825,1
Озонмг * мин/л0,50,81,0
УльтрафиолетмВ * с/см²2136
*Данные получены при температуре 10°С, pH в диапазоне 6-9 и свободный хлор 0.2 – 0.5 мг/л; **Данные получены при температуре 10С и pH 8; ***Данные получены при температуре 10°С и pH 6-9.

В таблице показана скорость дезинфекции Giardia cyst. В этой таблице вы можете увидеть, что хлор и хлорамин имеют более низкие КВ-значения. Это означает, что озон является более мощным дезинфицирующим средством, чтобы дезактивировать этот микроорганизм. Простейшие Cryptosporidium практически не деактивируется хлором и хлорамином. КВ-значения для дезактивации хлора колеблются в пределах от 3000 до 4000 мг*мин/л для 1-лога дезактивации (= 90% деактивации).

Дезинфицирующее средствоОбеззараживание 0,5-logОбеззараживание 1-logОбеззараживание 1,5-logОбеззараживание 2-logОбеззараживание 2,5-logОбеззараживание 3-log
Хлор*1735526987104
Хлорамин**310615930123015401,850
Диоксид хлора***47,712151923
Озон0,230,480,720,951,21,43
Данные получены при температуре 10°С, pH 7 и свободный хлор равен или меньше 0.4 мг/л; **Данные получены при температуре 10°С и pH 6-9; ***Данные получены при температуре 10°С и pH 6-9.

Преимущество озона является то, что он минимально влияет на рН и температуру. Тем не менее, растворимость озона уменьшается при повышении температуры, уровень дезинфекции увеличивают при 10°C. В диапазоне 0 – 30°C, эти два фактора уменьшают друг друга. Скорость обеззараживание озоном почти не изменяется в диапазоне рН от 6 – 8,5.

Для некоторых резистентных микроорганизмов (таких как Giardia Muris), скорость дезинфекции увеличивается при более высоких значениях рН. Для других видов микроорганизмов, все наоборот.

Заказать звонок

Ваше имя

Телефон

Заполняя и отправляя форму, я даю своё согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с ФЗ «О персональных данных» (№152-ФЗ от 27.07.2006), на условиях и для целей, определенных Политикой конфиденциальности.