Озонирование воды применяется для обеззараживания, обесцвечивания, устранения привкуса и запаха питьевой воды. За счет высокой окисляющей способности озона, его все чаще используют для окисления железа и марганца.
Впервые озонирование, как способ обеззараживания воды, было опробовано в 1886 г. во Франции. С 1905 г. в России начала действовать экспериментальная станция очистки воды озоном при Петропавловской больнице. В мире, на сегодняшний день, компании занимающиеся очисткой воды, часто включают озонирование в системы водоподготовки, в основном в Северной Америке и Европе.
Озон (О3) - газ голубоватого или бледно-фиолетового цвета, самопроизвольно диссоциирующий на воздухе и в водном растворе, превращаясь в кислород. Интенсивность разложения озона в воде зависит от температуры и водородного показателя (рН) среды. Графики показывают, что скорость распада озона увеличивается в щелочной среде (рис 1) и с ростом температуры (рис.2).
Рис.1. Разложение озона в воде при различных значениях рН
Рис.2. Разложение озона в воде при различных температурах
Озон получают путем пропускания воздуха или кислорода через генератор озона (озонатор), где происходит электрический высоковольтный разряд (5000-25000 В). Так как озон - газ токсичный (ПДК в воздухе - 0,0001г/мл), система водоочистки озонированием предусматривает его полное использование. А для разложения остаточного озона до безопасного кислорода используется дегазатор (деструктор) озона.
Озон применяют если железо или марганец содержатся в воде в виде органических соединений или коллоидных частиц. В процессе окисления железо и марганец переходят в нерастворимые формы, поэтому необходимо последующее фильтрование воды для улавливания выпадающего осадка.
С гигиенической точки зрения, озонирование воды - один из лучших способов обеззараживания питьевой воды. Обеззараживание воды озоном происходит в 15-20 раз быстрее, чем хлором. При повышенном бактериальном загрязнении источника воды или при наличии в нем патогенных микроорганизмов, цист лямблий и энтеровирусов, устойчивых к действию традиционного хлорирования, озон особенно эффективен. И не смотря на то, что механизм действия озона на бактерии полностью пока не выяснен, его широко применяют в водоочистных комплексах.
Присутствие в природных водах соединений минерального и органического происхождения, находящихся в растворенном или коллоидном состоянии, вызывает непритные привкус и запах. Благодаря высокой окислительной способности озон способен воздействовать на соединения, не поддающиеся действию других химических реагентов. Окисление этих соединений приводит к их расщеплению и сопроваждается исчезновением привкуса и запаха.
В случае, когда железо и марганец содержатся в воде в виде органических соединений или коллоидных частиц, обычные способы обезжелезивания (аэрация, известкование или катионирование) уступают озонированию. В процессе окисления озоном соединения железа и марганца переходят в нерастворимые формы, поэтому необходимо последующее фильтрование воды для освобождения ее от выпадающих осадков.
Примесь болотных вод в природных источниках свидетельствует о повышенной цветности воды. А содержащиеся в воде гумусовые вещества придают ей желтоватый оттенок. Увеличение значения рН и понижение температуры (в пределах от 40 до 5 оС) воды увеличивает эффект обесцвечивания озоном.
При использовании данного метода для очистки природных вод необходимо учитывать и некоторые особенности озонирования, а именно: быстрое разрушение озона, возможное образование дополнительных осадков (у высокоцветных вод и вод с большим содержанием «органики»), побочные продукты озонирования могут включать альдегиды, кетоны, органические кислоты, пероксиды и другие соединения. Стоит также помнить, что некоторые вещества стойки к действию озона.
