» članak Ozon za tretman vode. Gdje ćemo govoriti o korištenju ovog plina za stvaranje čistije vode.
Ozon za tretman vode je tehnologija testirana vremenom. Više od jednog stoljeća evropske zemlje koriste ozoniranje kao poželjnu metodu prečišćavanja vode. Francuska je bila prva zemlja koja je koristila ozon u tretmanu vode.
Glavna razlika između ozona kao reagensa u tretmanu vode u odnosu na druge tvari je u tome što se proizvodi iz okolnog zraka bez potrebe za kupnjom zamjenskih elemenata, reagensa itd.
Ozon je aktivno hemijsko jedinjenje koje se sastoji od tri atoma kiseonika. Ovo jedinjenje je stabilno, treći dodatni atom kiseonika se lako odvaja i superaktivno reaguje sa okolnim jedinjenjima. Tehnologija ozoniranja vode zasnovana je na ovom fenomenu.
Ozon, zbog svoje povećane reaktivnosti, oksidira organske nečistoće, čini ih nerastvorljivim, pospješuje njihovo grublje i na taj način povećava efikasnost narednih faza prečišćavanja vode, gdje se ova jedinjenja filtriraju.
Ozon oksidira željezo, mangan, teške metale otopljene u vodi, pretvara ih u nerastvorljivo stanje i olakšava njihovo dalje uklanjanje.
Nema neugodnih ili štetnih mirisa. Ako su u vodi prisutni sumporovodik i amonijak, onda ozoniranje vode potpuno eliminira ove tvari.
Ozon djeluje djelomično protiv kamenca. Ozoniranje vode usporava stvaranje kalcijevih soli na zidovima vrućeg cjevovoda i djelomično uklanja postojeće naslage krede.
Moderne ozonske tehnologije postaju sve jeftinije zbog upotrebe poluvodiča. S obzirom na to da je efekat ozoniranja kompleksan, prilikom pročišćavanja vode za cijelu kuću u velikom broju slučajeva, posebno "teške" vode, moguće je predvidjeti uključivanje ove tehnologije.
Primjer organizacije prečišćavanja vode korištenjem ozona.
Ovo nije recept za sve bolesti, to je pokušaj da se na primjeru pokaže kako se ozoniranje može koristiti u tretmanu vode.
Pretpostavimo situaciju: izvorska voda sadrži 2,5 mg/l rastvorenog gvožđa, oksidabilnost 12 mgO2/l, zamućenost 5 mg/l, boja 30 stepeni. Odnosno, voda je mutna, zelena, puno organske materije i gvožđa. Nije najgora situacija, jednostavan alat za uklanjanje gvožđa to može da reši. Ali recimo da ćemo koristiti jeftinije ozoniranje.
Postoji pravilo da je doza ozona za tretman vode za uklanjanje gvožđa 0,14*, odnosno 0,14 puta veća od koncentracije gvožđa. Nažalost, ne sjećam se izvora. U našem slučaju, doza ozona će biti 0,35 mg/l. Budući da je oksidabilnost kompleksan pokazatelj, a zapravo se ne zna šta je tu, moguće je precizno izračunati dozu ozona samo u praksi. Otprilike ozon u našem primjeru treba 2 mg/l. Prema tome, potrebno je 2000 miligrama ozona, odnosno 2 grama na 1000 litara. 1000 litara je količina vode koja je potrebna porodici od 3-4 osobe dnevno.
Ozonizatori se dijele prema produktivnosti: 1 g/sat, 2 g/sat, 4 g/sat, itd. Što više grama na sat, to je skuplje. Pretpostavimo da smo odabrali ozonator za 1 g/sat. Dakle, prema našem primjeru, za obradu vode bit će potrebno 2 sata. Kako ćemo isporučiti ozon? Vrlo je jednostavno - klokotati kompresorom u spremniku. Mjehurići zraka zasićeni ozonom prolaze kroz vodu, oksidiraju sve što se može oksidirati i pucaju na površinu vode. Neiskorišteni ozon se mora ukloniti, jer je ozon prilično toksičan. Da biste to učinili, na izlazu iz spremnika instalira se filter s aktivnim ugljenom, koji razgrađuje ozon. Sve ovo treba da bude u dobro provetrenom prostoru.
Voda se taloži, gvožđe i organske materije su grube i već se mogu filtrirati u sledećoj fazi prečišćavanja vode korišćenjem konvencionalnih mehaničkih filtera tipa patrona. Neće biti suvišno imati filter s aktivnim ugljem i mrežasti filter za povratno ispiranje. Ali to već treba sagledati u smislu novca.
Dakle, trebamo: ozonator kapaciteta 1 g / sat, spremnik za skladištenje od 1000 litara, kompresor za dovod smjese ozona i zraka u rezervoar, sistem za dovod ozona u rezervoar, grubi filter, pumpu stanica, mehanički filteri za prečišćavanje vode.
Šematski će to izgledati ovako:
Dakle, voda dolazi iz bunara, sakuplja se u rezervoar. Nivo vode se kontroliše plovkom iz potopljene pumpe i elektromagnetnim ventilom. Sve zajedno je povezano sa tajmerom, koji omogućava punjenje vode samo noću. Drugi mjerač vremena uključuje ozonator i kompresor za dovod mješavine zraka i ozona u vodu. Tajmer je programiran za 2 sata rada. Nakon 2 sata isključuje ozonator i kompresor.
Tokom ova 2 sata, ozon sa vazduhom ulazi u rezervoar kroz crevo sa rupama za ravnomerno snabdevanje ozona kroz čitavu zapreminu rezervoara. Gvožđe se oksidira, organske tvari oksidiraju, postaju krupnije i talože.
Tada stanovnici kuće ustaju, otvaraju slavinu - i crpna stanica već pročišćenu vodu opskrbljuje kroz niz filtera (na primjer, mreža od 100 mikrona, patrona od 30 mikrona valovita, patrona od 5 mikrona i filter s aktivnim ugljem) u kuća.
Kao rezultat toga, voda ne sadrži željezo i ima mnogo manje organske tvari.
Kako bi uklanjanje nečistoća bilo potpunije, vrijeme ozoniranja se jednostavno povećava. Redoslijed eksperimenta je jednostavan - sipali su vodu u rezervoar, propuštali ozon 2 sata, sat, 3 sata, 4 sata i upoređivali izgled vode.
Treba imati na umu da se u zagađenoj vodi ozon gotovo potpuno razgrađuje i postaje siguran za ljude za 20, a sigurno za 30 minuta. Odnosno, vodu možete piti tek nakon ovog vremena.
Brojimo vrijeme: početak punjenja rezervoara u jedan ujutro. Punjenje rezervoara 2 sata - 3 sata ujutro. Vrijeme uništavanja ozona u vodi je 30 minuta. 3:30 ujutro Voda je spremna za upotrebu.
Trošak projekta je minimalan, od zamjenjivih elemenata - samo patrone za mehaničko čišćenje ugljične filtracije, koje bi bile prisutne u bilo kojoj shemi tretmana vode - i sa i bez ozona. Nema drugih zamjenjivih elemenata i potrošnog materijala - nema zamjene katalitičkog opterećenja, nema troškova za kalijev permanganat ili sol.
Gdje se nabavljaju generatori ozona? Uglavnom od onih firmi koje se bave bazenima. Oni će zatražiti i pokazati, a možda i instalirati.
Dakle, ozoniranje, uz pravilan pristup, predstavlja složen tretman vode.
Na osnovu materijala http://voda.blox.ua/2008/10/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-34.html
Za razliku od hloriranja i fluoriranja vode, ozoniranje ne unosi ništa strano u vodu (ozon se brzo razgrađuje). Istovremeno, mineralni sastav i pH ostaju nepromijenjeni.
Ozon ima najveće dezinfekciono svojstvo protiv patogena.
Organske materije u vodi se uništavaju, čime se sprečava dalji razvoj mikroorganizama.
Bez stvaranja štetnih jedinjenja, većina hemikalija se uništava. To uključuje pesticide, herbicide, naftne derivate, deterdžente, natrijumove soli, jedinjenja sumpora, azota i hlora, koji su kancerogeni. Smanjuje se koncentracija azbesta i teških metala. Metali se oksidiraju u neaktivna jedinjenja, uključujući gvožđe, mangan, aluminijum, itd. Oksidi se talože i lako se filtriraju.
Brzo se raspada, ozon se pretvara u kiseonik, poboljšavajući ukus i lekovita svojstva vode.
Voda tretirana ozonom je bakteriološki i hemijski bezbedna.
78. Šta određuje potrebno vrijeme za tretman vode?
Sposobnost ozona da se otapa u vodi zavisi od temperature vode i površine kontakta gasova sa vodom. Što je voda hladnija i što je manji difuzor, to će se manje ozona otopiti. Što je temperatura vode viša, to se ozon brže razlaže u kiseonik i gubi isparavanjem.
Potrebne su veće ili manje koncentracije ozona u zavisnosti od stepena zagađenja vode. Na primjer, u Rusiji je potrebna doza od 2,5 mg ozona po litri vode za pročišćavanje površinskih voda u srednjim i sjevernim regijama. Za južne regije potrebno je 8 mg po litri.
79. Kako ozon utiče na gvožđe i mangan?
Otopljeno željezo se često nalazi u prirodnim vodama. Njegove koloidne čestice (do 0,1 - 9,01 mikrona) ne mogu se osigurati uobičajenom metodom. Potrebno ih je prethodno oksidirati. Mangan obično prati gvožđe. Lako se oksidiraju ozonom u netopiva jedinjenja, formirajući velike pahuljice koje se lako filtriraju.
Organska jedinjenja koja sadrže željezo i mangan prvo se razgrađuju ozonom, a zatim oksidiraju. Ovo je najefikasnija metoda prečišćavanja vode od takvih spojeva.
80. Da li je potrebno dodatno filtriranje vode nakon ozoniranja?
Ako je voda sadržavala veliku količinu složenih spojeva, tada kao rezultat tretmana ozonom u njoj ispadaju razne oborine. Ovu vodu treba dodatno filtrirati. Za ovo filtriranje možete koristiti najjednostavnije i najjeftinije filtere. Istovremeno, njihov vijek trajanja će biti značajno produžen.
81. Da li treba da se plašim dugotrajnog tretmana vode ozonom?
Tretman vode sa viškom ozona nema štetne posljedice. Plin se brzo pretvara u kisik, što samo poboljšava kvalitetu vode.
82. Koliki je indeks kiselosti vode koja je podvrgnuta ozoniranju?
Voda ima blago alkalnu reakciju PH = 7,5 - 9,0. Ova voda se preporučuje za piće.
83. Koliko se povećava sadržaj kiseonika u vodi nakon ozoniranja?
Sadržaj kiseonika u vodi se povećava 14-15 puta.
84. Koliko brzo se ozon raspada u vazduhu, u vodi?
U vazduhu nakon 10 minuta. koncentracija ozona se smanjuje za polovicu, stvarajući kisik i vodu.
U hladnoj vodi nakon 15-20 minuta. ozon se dijeli na pola, formirajući hidroksilnu grupu i vodu.
85. Šta određuje koncentraciju ozona i kiseonika u vodi?
Koncentracija ozona i kiseonika zavisi od nečistoća, temperature, kiselosti vode, materijala i geometrije posude.
86. Zašto se koristi molekul O3, a ne O2?
Ozon je oko 10 puta rastvorljiviji u vodi od kiseonika. Što je niža temperatura vode, to je duže vrijeme skladištenja.
87. Zašto je dobro piti vodu sa kiseonikom?
Povećava se potrošnja glukoze u tkivima i organima, povećava se zasićenost krvne plazme kisikom, smanjuje se stupanj gladovanja kisikom, poboljšava se mikrocirkulacija krvi. Pozitivno djeluje na metabolizam jetre i bubrega. Podržava se rad srčanog mišića. Brzina disanja se smanjuje, a dišni volumen se povećava.
88. Koliko je vremena potrebno za ozonizaciju vode?
Što je voda zasićenija nečistoćama, to je duže vrijeme obrade. Tako, na primjer, ozoniranje 3 litre vode iz slavine traje 10 - 15 minuta. Istu količinu vode koja se uzima iz akumulacije, u zavisnosti od godišnjeg doba i stepena zagađenja, treba izvoditi tri do četiri puta duže.
89. Koji je najbolji način za ozoniziranje vode u posudi ili tegli?
Bolje je odabrati stakleno posuđe sa suženim grlom (tegla) kako bi se stvorila veća koncentracija ozona u ograničenom volumenu.
90. Kada je bolje preraditi vodu za čaj, prije ili poslije ključanja?
91. Da li je moguće ozonizirati mineralnu vodu?
U takvoj vodi se čuvaju svi minerali, postaje sigurna i oksigenizirana.
92. Zašto ozonizirati hranu?
Ozon uklanja organske i anorganske štetne tvari, viruse, plijesan i jajašca crva iz prehrambenih proizvoda.
Piletina, govedina, svinjetina, riba, uzgojeni u industrijskim uslovima, hranjeni su antibioticima i anabolicima. Biljke se gnoje i prskaju proizvodima koji ubrzavaju rast i štite ih od štetočina i bolesti. Ove supstance, ulazeći u organizam sa hranom, izvori su metaboličkih poremećaja ili, drugim rečima, štete našem zdravlju.
Ozoniranje prehrambenih proizvoda je ekološki prihvatljiv način za njihovo čišćenje od raznih zagađivača, što povećava njihova potrošačka svojstva.
93. Da li je potrebno ozonizirati žitarice?
Da, moraš.
94. Kako preraditi meso?
Meso ne sme biti zamrznuto.
Prethodno narežite na komade od oko 2 cm i umočite u vodu na 10 minuta. Proces 15 do 25 min.
95. Da li trebam prerađivati proizvode namijenjene skladištenju?
Po mogućstvu. Tretman ozonom produžava rok trajanja.
96. Da li ozon uništava hranljive materije sadržane u povrću, mesu, voću?
Svi nutrijenti su očuvani.
97. Da li jaja treba prerađivati?
Tretiranje jaja ozonom produžava rok trajanja i sprječava mogućnost kontaminacije salmonelom.
98. Kako postupati sa alkoholnim pićima?
Votku i vino tretirajte na isti način kao i vodu, tj. 10 - 15 min.
99. Da li možete dezinfikovati posuđe ozonom?
Da! Dobro je dezinficirati dječje posuđe, posuđe za konzerviranje itd. Da biste to učinili, stavite posuđe u posudu s vodom, spustite zračni kanal s razdjelnikom. Obradite 10 - 15 minuta.
100. Koji materijali treba da budu pribor za ozoniranje?
Staklo, keramika, drvo, plastika, emajlirani (bez strugotina ili pukotina). Nemojte koristiti metalne, uključujući aluminijumske i bakrene posude. Guma ne podnosi kontakt sa ozonom.
101. Obrada cipela. Da li je moguće riješiti se trajnog mirisa?
Da! Stavite cipele u plastičnu vrećicu. Uklonite difuzni kamen iz zračnog kanala. Usmjerite mlaz u vrh čizme. Zaveži paket. Obradite 10 - 15 minuta.
102. Kako ukloniti neprijatan miris u kućnim aparatima?
Izlazni vazdušni kanal ozonatora bez mlaznice stavlja se u frižider ili mašinu za pranje veša i uključuje ozonator na 10-15 minuta radi potpune dezodoracije sa zatvorenim vratima frižidera ili mašine za pranje veša.
103. Kako tretirati donji veš i posteljinu ozonom?
Stavite donje rublje ili posteljinu u plastičnu vrećicu, gdje ćete postaviti kanal za zrak ozonatora bez mlaznice. Zavežite vrh vrećice bez štipanja vazdušnog kanala, i dezinfikujte 10-15 minuta.Ova metoda je veoma pogodna za obradu bebine odeće i pelena, jer. eliminiše potrebu za peglanjem.
104. Može li ozon degradirati boju materijala?
Upotreba ozonirane vode pri pranju odjeće daje proizvodima svjetlinu, kontrast, svježinu, a također ih dezinficira.
105. Da li je upotreba ozoniranja vazduha efikasna za uklanjanje mirisa zadimljenih prostorija i prostorija nakon popravke (mirisi boje, lakova)?
Da, efikasan je. Obrada se može izvršiti nekoliko puta.
106. Da li je potrebno ozonizirati vazduh u klimatizovanim prostorijama?
Nakon što zrak prođe kroz klima-uređaje i uređaje za grijanje, sadržaj kisika u zraku se smanjuje, a nivo toksičnih komponenti zraka ne smanjuje. Osim toga, sami stari klima uređaji su izvor zagađenja i infekcija i dovode do „sindroma zatvorene sobe“, koji se manifestuje glavoboljom, umorom i čestim respiratornim oboljenjima. Ozoniranje takvih prostorija jednostavno je neophodno.
107. Može li se klima uređaj dezinfikovati ozonom?
Da, možete i treba.
108. Može li se ozonizirana voda koristiti za biljke?
Da, ozonirana voda se može koristiti za zalijevanje sobnih biljaka i tretiranje sjemena njome.
109. Princip rada ozonizatora.
Ozon se dobija iz vazduha koji ulazi u uređaj usled rada pumpe. Pod utjecajem električnog pražnjenja, molekule kisika u zraku se pobuđuju i raspadaju na atome. Oslobođeni atomi se na neko vrijeme vezuju za molekule kisika, stvarajući ozon.
110. Rok upotrebe ozonatora.
Garantni period servisa - 1 godina. Rok upotrebe ozonizatora je od 5 do 10 godina, pod uslovom da radi ne više od 6 sati dnevno. Vreme neprekidnog rada ne bi trebalo da prelazi 30 minuta. Pauza između uključivanja je najmanje 10 minuta.
111. Kako odabrati mjesto rada ozonizatora?
Najbolje ga je okačiti na zid. Treba imati na umu da je ozon teži od zraka, pa je preporučljivo postaviti uređaj dovoljno visoko. Prilikom obrade vode, kako bi se izbjegao povratni tok, ozonator mora biti smješten iznad posude s vodom.
112. Koja je uloga difuznog kamena? Unosi li elemente zagađenja?
Difuzni kamen se koristi u ozoniranju vode i igra ulogu razdjelnika ozonskog mlaza, stvarajući veliko područje za reakciju molekula ozona s vodom. Ne reaguje sa samim ozonom. Budući da je stalno u okruženju ozona, on nije izvor zagađenja. Difuzni kamen treba samo uroniti u vodu. U gustim tečnostima dolazi do začepljenja disekcijskih tubula kamena. Guste tekućine (mlijeko, biljne masti) treba ozonirati pomoću cijevi bez nastavka za difuzor.
Ako je potrebno, možete kupiti slično difuzno kamenje u trgovini za kućne ljubimce.
113. Kako provjeriti rad ozonizatora?
Znakovi neispravnog ozonizatora:
nema mirisa ozona;
nema zvuka iz generatora ili ventilatora koji radi;
previše bučan rad uređaja.
Ako, uz vanjske znakove normalnog rada ozonatora, ne osjetite miris ozona, kapnite nekoliko kapi plave tinte u čašu vode. Spustite zračni kanal sa difuznim difuzorom u vodu. Znak ispravnog rada je promjena boje vode.
114. Može li se ozonator koristiti kontinuirano?
Za racionalnu upotrebu, uređaj se mora isključiti na 10-15 minuta svakih 30 minuta rada.
Anionski ozonator američke korporacije Green World pomoći će vam ne samo da održite, već i značajno poboljšate svoje zdravlje. Imate priliku da koristite nezamjenjiv uređaj u svom domu - anionski ozonizator, koji objedinjuje sve kvalitete i funkcionalnost i ionizatora zraka i ozonizatora (multifunkcionalnog...
Ozonator za automobil je opremljen rasvjetom i aromatizerom. Načini ozoniranja i jonizacije mogu se uključiti istovremeno. Ovi načini se također mogu omogućiti pojedinačno. Ovaj ozonizator je neophodan za duga putovanja, kada se umor vozača povećava, vid i pamćenje pogoršavaju. Ozonizator ublažava pospanost, daje snagu zbog priliva...
Molimo uporedite karakteristike ozona i kiseonika prema ovim kriterijumima! i dobio najbolji odgovor
Odgovor od Irine Ruderfer[guru]
1. Hemijski element koji tvori supstancu - kiseonik, hem. simbol O, za oba
2. Molekularna hemijska formula: kiseonik O2, ozon O3
3. Agregatno stanje, boja, miris, rastvorljivost u vodi
Kiseonik je u normalnim uslovima gas bez boje, ukusa i mirisa, slabo rastvorljiv u vodi (4,9 ml/100 g na 0 °C, 2,09 ml/100 g na 50 °C)
Ozon u normalnim uslovima je plavi gas sa specifičnim mirisom. Rastvorljivost u vodi na 0°C - 0,394 kg/cu. m; (0,494 l/kg), 10 puta je veći od kiseonika.
4. Reaktivnost
Obje modifikacije su oksidanti, ali ozon je mnogo jači
U pravilu, reakcija oksidacije teče oslobađanjem topline i ubrzava se s povećanjem temperature. Ozon je moćno oksidaciono sredstvo, mnogo reaktivnije od dvoatomskog kiseonika. Oksidira gotovo sve metale (osim zlata, platine i iridija) do njihovih najviših oksidacijskih stanja. Oksidira mnoge nemetale.
5. Biti u prirodi
Kiseonik je najčešći element na Zemlji, njegov udio (kao dio različitih spojeva, uglavnom silikata) čini oko 47,4% mase čvrste zemljine kore. Morske i slatke vode sadrže ogromnu količinu vezanog kiseonika - 88,8% (masenih), u atmosferi je sadržaj slobodnog kiseonika 20,95% zapremine i 23,12% masenog. Više od 1500 jedinjenja zemljine kore sadrži kiseonik u svom sastavu.
Ozon nastaje u mnogim procesima praćenim oslobađanjem atomskog kisika, na primjer, prilikom razgradnje peroksida, oksidacije fosfora itd.
Kada se zrak ozrači jakim ultraljubičastim zračenjem, nastaje ozon. Isti proces odvija se iu gornjim slojevima atmosfere, gdje se ozonski omotač formira i održava pod utjecajem sunčevog zračenja.
Atmosferski ozon igra važnu ulogu za sav život na planeti. Formirajući ozonski omotač u stratosferi, štiti biljke i životinje od oštrog ultraljubičastog zračenja. Stoga je problem stvaranja ozonskih rupa od posebnog značaja. Međutim, troposferski ozon je zagađivač koji može ugroziti zdravlje ljudi i životinja i oštetiti biljke.
6. Značenje
Kiseonik - pogledajte Wikipediju
Upotreba ozona je zbog njegovih svojstava:
jako oksidaciono sredstvo:
o za sterilizaciju medicinskih sredstava
o pri dobijanju mnogih supstanci u laboratorijskoj i industrijskoj praksi
o za papir za izbjeljivanje
o za ulja za čišćenje
jako dezinfekciono sredstvo:
o za pročišćavanje vode i zraka od mikroorganizama (ozoniranje)
o za dezinfekciju prostorija i odjeće
Odgovor od 2 odgovora[guru]
Zdravo! Evo izbora tema sa odgovorima na vaše pitanje: Molimo uporedite karakteristike ozona i kiseonika prema ovim kriterijumima!
Interakcija zagađivača sa ozonom nastaje usled direktne reakcije sa molekulima ozona ili sa radikalima koji se pojavljuju tokom njegovog raspadanja. Ozon djeluje aktivnije s anionima nego s neutralnim i kationskim tvarima.
Ozon, kao aktivno oksidaciono sredstvo, stupa u interakciju s mnogim organskim i neorganskim tvarima. Od halogena, fluor ne reagira s ozonom, a hlor praktički ne reagira. Brom se oksidira ozonom prvo u hipobromit, a zatim u bromatne spojeve. U tom slučaju nastali bromid može paralelno komunicirati sa supstancama organskog porijekla i amonijakom. Jod se vrlo brzo oksidira ozonom sa stvaranjem jodata i jodaste kiseline. Soli halogeniranih kiselina više nisu podložne oksidaciji ozona. Gotovo neutralni prema ozonu su dušik i njegovi spojevi, uključujući amonijak i amonijeve ione, kao i nitrati, s izuzetkom amina, koji dobro djeluju s hidroksilnim radikalima. Toksični cijanidi se lako oksidiraju uz pomoć ozona u cijanate, čija se daljnja oksidacija odvija vrlo sporo i ubrzava se samo u prisustvu jona bakra, usporavajući u prisustvu iona željeza u otopini. Sumpor i sulfit, u interakciji s ozonom, oksidiraju se u sulfate. Što se tiče reakcija s metalima, ozon prilično aktivno oksidira željezo i mangan, kobalt i nikal, formirajući okside i hidrokside koji se uklanjaju iz otopine tijekom flokulacije ili filtracije. Krom je praktično pasivan u odnosu na ozon, iako pod određenim uvjetima može biti oksidiran njime do maksimalnog oksidacijskog stanja, heksavalentnog hroma.
1.1 Uvod
Ozon je otkrio 1840. švicarski hemičar Christian Schombein, nakon eksperimenata na elektrolizi kiselina. Vrlo brzo, kao rezultat brojnih istraživanja, pokazalo se da je ozon troatomski kisik, plin u standardnim uvjetima, čija su karakteristična svojstva sposobnost da oksidira mnoge tvari i dezinficira mikrofloru. Ova svojstva su vrlo brzo upotrijebljena u industriji tretmana vode za piće. Na samom kraju 90-ih godina 19. vijeka u Holandiji i Njemačkoj pokušavaju se dezinficirati voda za piće pomoću ozona. Općepriznatim datumom rođenja tehnologije za prečišćavanje vode ozonom smatra se 1906. godina, kada je u francuskom gradu Nici počelo sa radom postrojenje za prečišćavanje vode, koje nosi simbolični naziv "Dobar put" ("bon voyage") kapaciteta vode od 22,5 m³ / dan. Stanica je uspješno radila do 1970. godine, kada je modernizirana. Ova praksa je od tada postala široko rasprostranjena, o čemu svjedoče sljedeći podaci: Od 30 do 300, au SAD od 1954. do 1997. od 10 do 5500, respektivno.
U Rusiji je djelotvornost ozoniranja za tretman vode procjenjivana gotovo u isto vrijeme kao iu inostranstvu. 1901. godine, 5. vodni kongres saslušao je izvještaj inženjera N.P. Zimin o ozoniranju vode; potonji je okarakterisao „ozoniranje vode kao sredstvo za otklanjanje nedostataka njene filtracije u gradskim vodovodnim sistemima“.
Godine 1905. pušteno je u rad eksperimentalno postrojenje za ozoniranje vode u bolnici Petra i Pavla u Sankt Peterburgu. Utvrđeno je da je broj bakterija smanjen u prosjeku za 98,8%, poboljšan je okus i nije bilo boje u pročišćenoj vodi. 1911. godine u Sankt Peterburgu je počela sa radom najveća stanica za ozonizaciju vode na svetu u to vreme. Kada je otvoren, kapacitet je bio 44,5 hiljada m³/dan prečišćene vode.
Pregled ideja o ozonu, njegovoj proizvodnji i primeni u raznim oblastima na početku 20. veka dat je u knjizi ruskog inženjera V.V. Karaff-Korbutt "Ozon i njegova primjena u industriji i sanitaciji", objavljen 1912.
Jedna od prvih sovjetskih monografija na ovu temu je knjiga V.F. Kožinova i I.V. Kožinov "Ozoniranje vode". Ova djela pripadaju prošlom vijeku. Nedavno je postignut značajan napredak u proizvodnji ozona i otvorene su vrlo obećavajuće nove upotrebe ozona.
1.2 Ozon, njegova svojstva i osnovne reakcije sa raznim supstancama.
1.2.1 Fizička i hemijska svojstva ozona.
U normalnim uslovima, ozon je gasovita, bezbojna supstanca oštrog mirisa. Vjeruje se da je miris ozona miris svježeg zraka nakon grmljavine. To je tačno, ali samo ako je njegova koncentracija vrlo niska i predstavlja djelić maksimalno dopuštenih koncentracija (MPC). Detaljan opis fizičko-hemijskih svojstava ozona razmatra se u brojnim radovima, posebno. Neka osnovna fizička i hemijska svojstva ozona data su u tabeli 1.1 .
Tabela 1.1.Osnovna fizička i hemijska svojstva ozona.
Čisti ozon je eksplozivan. Nije stabilan i brzo se raspada. Na razgradnju ozona utiču mnogi faktori: temperatura, pH, prisustvo supstanci koje treba oksidirati itd.
1.2.2 Rastvorljivost ozona u vodi
Kada se ozon otopi u vodi, njegova koncentracija se postepeno povećava i dostiže granične vrijednosti za ove uvjete.
Rastvorljivost ozona u vodi može se izraziti ili u obliku takozvanog Bunzea koeficijenta - β, koji pokazuje odnos zapremine rastvorenog ozona redukovanog na normalne uslove prema zapremini vode (Voz/Vv), ili u apsolutne vrijednosti otopljenog ozona (g/l). Pretpostavlja se da se proces rastvaranja povinuje Henrijevom zakonu, prema kojem je količina rastvorenog ozona proporcionalna pritisku gasovitog ozona nad rastvorom. Ovaj zakon se može napisati kao:
C statički = β
C statistika- rastvorljivost ozona, g/l;
β je Bunsenov koeficijent;
M– gustina ozona = 2,14 g/l;
Pγ je parcijalni pritisak ozona u razmatranom gasovitom mediju.
Treba napomenuti da je topljivost ozona mnogo veća od glavnih atmosferskih plinova - dušika i kisika, ali slabija od takvih oksidirajućih sredstava kao što su klor i klor dioksid. Rastvorljivost ozona raste sa smanjenjem temperature vode. Istovremeno, postoji veliki rasipanje eksperimentalnih podataka različitih autora, prikazanih u tabeli 1.2 .
Tabela 1.2 Rastvorljivost ozona u vodi.
|
T, °S |
Prema |
Prema |
Prema |
||||
|
Β (l O3/l H2O) |
Rastvorljivost, g/l |
Β (l O3/l H2O) |
Rastvorljivost, g/l |
Β (l O3/l H2O) |
Rastvorljivost, g/l |
||
1.2.3 Razgradnja ozona u vodi
Istovremeno sa otapanjem ozona u vodi dolazi do njegovog raspadanja. Istovremeno, brzina njenog propadanja, kao i recipročna vrijednost “životnog vijeka”, ovisi o temperaturi vode i, uglavnom, o sastavu vode. Prije svega, od prisustva raznih nečistoća u vodi, posebno nekih organskih spojeva i metalnih jona.
Životni vek u jednodestilovanoj vodi je 20 minuta, au običnoj vodi nekoliko minuta.
1.3 Reakcije ozona sa neorganskim supstancama.
Ozon može reagovati sa različitim supstancama u vodi pomoću dva različita mehanizma - direktno kao ozon (u molekularnom obliku) i u obliku OH* radikala, koji nastaje kada se ozon razgrađuje u vodi. Vjeruje se da su u neutralnoj vodi ova 2 reakcijska kanala podjednako raspoređena. U kiseloj sredini preovlađuje molekularni mehanizam, dok je u alkalnoj sredini radikalan.
Budući da ozon djeluje kao oksidacijski agens u kemijskim reakcijama, o njegovoj oksidacijskoj sposobnosti može se suditi prema takozvanoj vrijednosti oksidacionog potencijala. Vrijednosti vrijednosti oksidacijskih potencijala različitih supstanci - oksidacijskih sredstava date su u tabeli 1.3 .
Tabela 1.3. Redox potencijali raznih supstanci.
Sa stola 1.3. Iz toga slijedi da je ozon vrlo jak oksidacijski agens. Od stabilnih supstanci odmah iza fluora I nadmašuje hlor za jedan i po puta.
1.3.1 Reakcija ozona sa metalima.
Kao jako oksidaciono sredstvo, ozon u gasnoj fazi oksidira većinu metala sa izuzetkom zlata i nekih metala platinske grupe, oksida viših oksidacionih stanja, ali ove reakcije obično zahtevaju prisustvo tragova vlage. Alkalni i zemnoalkalni metali oksidiraju se ozonom na isti način kao i kisikom, samo bržom brzinom. Zanimljivo je da ploče od zlata i platine (i, u manjoj mjeri, srebra i bakra) dobijaju negativan električni naboj u atmosferi suhog ozona.
Metalno srebro je dobro oksidirano ozonom, kako u vlažnom tako iu suhom plinu u temperaturnom rasponu od sobne temperature do 1000C sa stvaranjem smeđeg oksida Ag2O. Potonji je dobar katalizator za razgradnju ozona.
Metalna živa, poput srebra, oksidira se ozonom već na sobnoj temperaturi, dok površina gubi svoju inherentnu pokretljivost, lijepi se za staklo, a živin meniskus postaje ravniji. Otopljeni kalaj na 5000C u prisustvu 1% ozona prekriven je oksidnim filmom. Ozon u prisustvu vode oksidira olovo i nastaje hidroksid. U nedostatku vlage, glavni proizvod ove reakcije je tamnosmeđi olovni dioksid.Površine za poliranje bakra, cinka, željeza, raznih čelika u atmosferi vlažnog ozona prekrivene su labavim oksidnim filmovima, kao kod uobičajene atmosferske korozije. U suhoj atmosferi, ove površine su pasivizirane ozonom, stvarajući zaštitne filmove. Slična slika je uočena za bakar i cink.
Interakcija metala sa ozonom u rastvorima je raznovrsnija. Dakle, ako ozon u plinskoj fazi ne utječe na zlato, tada njegovi mali dodaci doprinose rastvaranju zlata u otopinama kalijevog cijanida za 1,5-2 puta i srebra za 3 puta.
Predlaže se da se jaka oksidaciona svojstva ozona koriste za selektivnu oksidaciju minerala u vodenom mediju. Tako su dobijeni barijum i stroncijum sulfati. Sulfidi teških metala su vrijedne metalurške sirovine, pa je njihovo pretvaranje u sulfate (ili okside) rastvorljive u vodi jako dugo privlačilo pažnju. Trenutno je o ovom pitanju sakupljen veliki laboratorijski ili poluindustrijski niz eksperimentalnih podataka. Govorimo o stvaranju zasnovanom na ispiranju metala ozonom iz kiselih suspenzijskih sulfida. Ova hidrometalurška tehnologija ima niz prednosti u odnosu na pirometalurgiju koja se trenutno koristi.
1.3.2 Reakcije ozona sa nemetalima.
Nemetali reagiraju s ozonom na različite načine. Suvi fosfor, i bijeli i crveni, oksidira se ozonom u P2O5. Arsen, kao i fosfor, sumpor, selen, telur, u suvoj atmosferi se oksiduje u okside, a u prisustvu vode nastaju odgovarajuće kiseline, a u alkalnoj vodi soli.
Azot ne reaguje sa ozonom, ali azotni oksidi (neki od njih) reaguju vrlo lako, što ih omogućava da se eliminišu iz gasnih emisija brojnih preduzeća. Drugi gadni sastojak mnogih gasovitih emisija, sumpor dioksid, ne reaguje sa ozonom u gasnoj fazi, već reaguje u rastvoru. Cijanidi (cijanidni joni) lako reaguju sa ozonom u vodenom rastvoru, a ovi procesi, kao i eliminacija gvožđa i mangana iz vode, detaljno su razmotreni u nastavku.
Ozon oksidira sve halogene, osim fluora, a povećanjem atomskog broja elementa povećava se i lakoća oksidacije. Ovi procesi su ukratko razmotreni u odeljku o tretmanu vode u bazenima.
1.4. Reakcije ozona sa organskim jedinjenjima.
Prilično je teško okarakterisati reakcije svih osnovnih organskih supstanci sa ozonom. Moguće je samo uočiti neke opšte tačke kada se razmatraju direktni efekti ozona.
Zasićena alkilna jedinjenja veoma sporo reaguju sa ozonom. Većina kloriranih ugljovodonika, pa čak i nezasićenih ugljikovodika ne reagiraju direktno s ozonom. U ovom slučaju je neophodna indirektna interakcija sa ozonom preko OH* radikala. Benzen se oksidira ozonom vrlo sporo, a policiklički ugljovodonici su brži. Vrijeme reakcije ozona sa fenolnim jedinjenjima je nekoliko sekundi.
Karboksilne kiseline, keto kiseline i niz sličnih spojeva su konačni stabilni produkti procesa oksidacije organskih tvari ozonom.
Amini na neutralnim pH vrijednostima vrlo sporo reagiraju s ozonom, pri pH > 8 oksidacijske reakcije su brže. Međutim, općenito, oksidacijske reakcije amina odvijaju se preko OH radikala. Kvaternarni amini (aromatični amini) brže reagiraju s ozonom.
Alkoholi mogu stupiti u interakciju s ozonom, stvarajući hidroperokside kao međuprodukte. Istovremeno se oksidiraju u karboksilne kiseline, dok se sekundarni alkoholi oksidiraju u ketone. Karboksilne kiseline s ozonom reagiraju slabo ili uopće ne reagiraju.
Merkaptani se oksidiraju ozonom u sulfonske kiseline. Bisulfiti i sulfonska jedinjenja su međuprodukti. Aminokiseline koje sadrže sumpor (cistein, cestin i metionin) reaguju brzo.
Aminokiseline (komponenta proteina) reaguju elektrofilnim mehanizmom.
Među pesticidima koji sadrže estre fosforne kiseline najpoznatiji je paration. Ozoniranjem ovog spoja nastaje paraokson, koji je toksičniji od parationa. Daljnjom ozonizacijom paraokson se pretvara u manje toksične tvari (na primjer, u nitrofenol, koji se zatim oksidira do krajnjih proizvoda - nitrata i CO2).
1.5. Ozon kao inaktivator mikroflore.
Kao što je već spomenuto, ozon ima snažno baktericidno i virulentno (inaktiviranje virusa) djelovanje.
Naučna literatura (posebno popularna) često tvrdi da ozon inaktivira bakterije i viruse više od hlora (a to će biti ilustrovano u nastavku), ali se ova korist mora kvantifikovati uz određene rezerve.
Trenutno, kada se ocjenjuje djelotvornost dezinficijensa, tzv SHT kriterijum, tj. proizvod koncentracije reagensa i trajanja djelovanja.
Može se reći da:
IZLOŽENOST (INAKTIVACIJA) = Koncentracija * Vrijeme ekspozicije.
Table 2.1. predstavljeno za uporedne vrijednosti SHT kriterijumi za različite mikroorganizme - dezinfekciona sredstva.
Tabela 2.1. Značenje SHT kriterij za različite mikroorganizme (99% inaktivacije na 5-25 °C. SHT kriterij (Mg/l*min)
Jasno je da je ozon superiorniji od dezinficijensa kao što su hlor, hloramin i hlor dioksid, ali na različite načine za različite patogene. Za patogene kao što je Escherichia coli (E-coli), ozon je efikasniji od hlora, ali ne mnogo. Istovremeno, za kriptosporidijum, omjer SHT kriterijumi za ova dezinfekciona sredstva približavaju se 1000. U principu, ozon se može takmičiti sa dezinfekcionim sredstvima kao što su hlor, brom, jod, hlor dioksid i srebro.
Molekularni plinoviti hlor, rastvarajući se u vodi, razgrađuje se, stvarajući hlorovodoničnu kiselinu HOCl, koja se zauzvrat u vodi raspada na anjon SlO- i kation N+. Stepen ove disocijacije određen je kiselošću medija. Utvrđeno je da pri pH = 8 koncentracija nedisocirane kiseline iznosi ≈ 20%, a pri pH = 7 koncentracija HClO iznosi ≈80%. Budući da upravo HClO ima snažno baktericidno djelovanje, pri korištenju hlora (čak i u obliku hipohlorita) potrebno je održavati optimalnu pH vrijednost.
Jod se kao dezinfekciono sredstvo koristi za inaktivaciju mikroflore u malim sistemima za prečišćavanje vode, a ponekad i u malim bazenima. U pogledu svojih dezinfekcionih svojstava, jod je slabiji od hlora, a posebno ozona, ali je pogodniji za transport.
Brom se, u principu, može koristiti u svrhu dezinfekcije, međutim, u prisustvu drugih oksidirajućih sredstava, stvara bromate, derivate kiseline HBrO3, koji su vrlo štetni i imaju nisku MAC vrijednost. Ovaj problem – nastanak bromata prilikom ozoniranja voda koje sadrže brom – je prilično ozbiljan, a na njemu ćemo se zadržati u dijelu „Upotreba ozona za pripremu vode za piće“. Srebro je egzotično, ali vrlo slabo dezinfekcijsko sredstvo i rijetko se koristi.
Osim toga, u posljednje vrijeme domaća i strana industrija nudi niz organskih tvari sa snažnim dezinfekcijskim djelovanjem. Međutim, svi oni imaju određene nedostatke i još uvijek nisu u širokoj upotrebi.
Dakle, samo hlor može biti pravi konkurent ozonu. Nažalost, hlor ima značajne nedostatke:
Dugo vremena se koristio tečni hlor iz boca pod pritiskom, što je predstavljalo veliki problem u pogledu sigurnosti. Trenutno se dobija hlor ili se koristi hipohlorit, koji otapanjem u vodi stvara potrebnu koncentraciju slobodnog hlora. Treba napomenuti da se izraz "slobodni hlor" odnosi na koncentraciju hipohlorne kiseline HClO. Upotreba hipohlorita zahteva skladištenje zalihe reagensa, ali se hipohlorit razgrađuje tokom skladištenja, a sadržaj slobodnog hlora opada.
Jedno od glavnih neugodnih svojstava hlora je da kada reaguje sa većinom organskih jedinjenja, nastaje čitav niz derivata organoklornih derivata, od kojih je većina veoma toksična. Klorfenoli, a posebno poliklorofenoli, neki od ovih potonjih, tzv. dioksini, spadaju među najjače organske otrove koji se danas poznaju, a djelovanje ovih toksina je uništavanje imunološkog sistema čovjeka, tako da kada se govori o dioksinima, termin " ponekad se koristi hemijska AIDS.
Hlor vrlo lako reaguje sa amonijakom i formira hloramine. Ove supstance imaju vrlo slabo dezinfekciono dejstvo, ali su izuzetno iritantne za sluzokožu očiju i nazofarinksa. Hloramini se često nazivaju "kombinovani hlor". Ovaj kombinovani hlor je 5-10 puta iritantniji od slobodnog hlora.
Ozon također može formirati intermedijarne spojeve (nusproizvode) tokom ozoniranja plinovitih i kondenziranih medija. Teoretski, može se pretpostaviti da su oni nastali od proizvoda toksičniji od ozona.
Ovaj problem je bio predmet istraživanja mnogih naučnika širom svijeta. Koncentracije i sastav međuproizvoda koji nastaju tokom ozoniranja u velikoj mjeri zavise od toga da li se ozonira voda za piće ili otpadna voda. Naravno, u prvom slučaju nastaje mnogo manje nusproizvoda i njihov sastav je očigledniji. O svim ovim pitanjima će se raspravljati u relevantnim dijelovima pregleda. Prilično konzistentni rezultati višegodišnjih istraživanja mogu se sažeti na sljedeći način:
U velikoj većini slučajeva, međuproizvodi oksidacije zagađivača ozona su MANJE TOKSIČNI od originalnih sastojaka.
Direktno poređenje međuproizvoda nastalih tokom uporednih eksperimenata hloriranja i ozoniranja pokazalo je da u prvom slučaju nastaju mnogo nepoželjniji nusproizvodi.
Direktno poređenje hlora i ozona kao dezinficijensa mikroflore napravljeno je u brojnim eksperimentalnim studijama iu pogonima za prečišćavanje vode. Evo samo nekoliko dobro poznatih radova:
M. Kane i Gleckner proučavali su učinak ozona i hlora na ciste (guste ljuske koje se formiraju oko jednoćelijskih organizama) Endamoeba hystolica i na bakterije koje prate ove kulture. Utvrđeno je da je potrebno vrijeme za uništavanje ovih organizama pri rezidualnoj koncentraciji ozona od 0,3 mg/l 2-7,5 minuta, a za klor (zaostala koncentracija od 0,5-1 mg/l) znatno duže - 15 -20 minuta.
Tokom 1940-ih i 1960-ih, virusolozi u Sjedinjenim Državama i Njemačkoj proveli su niz studija sa suspenzijama poliovirusa kako bi ga inaktivirali hlorom, ozonom i hlor dioksidom.
Zaključci ovih studija mogu se sažeti na sljedeći način:
Inaktivacija virusa poliomijelitisa hlorom postiže se dozom od 0,1 mg/l pri temperaturi vode od 18 ºS, a pri temperaturi vode od 7 ºS doza hlora treba da bude najmanje 0,25 mg/l.
Inaktivacija virusa ozonom postiže se dozom od 0,1 mg/l pri temperaturi vode od 18 ºS, za hladnu vodu 7 ºS dozu treba povećati na 0,15 mg/l.
Kada se koristi hlor dioksid, mora se koristiti doza od 0,6 mg/l (18 ºC). Za vodu sa temperaturom od 7 ºS, doza hlor dioksida treba da bude 1 mg/l.
Prema Naumannu, uzročnike poliomijelitisa ozon uništava za 2 minute u koncentraciji od 0,45 mg/l, dok kod hloriranja u dozi od 1 mg/l to traje 3 sata.
Prema nekim autorima, ozon uspješno eliminira mikroalge i protozoe aktivnije od hlora. Tako ozon u koncentraciji od 15 mg/l za 3 minute uništava vrste protozoa, koje zadržavaju svoju aktivnost kada se voda tretira dozom hlora od 250 mg/l duže vrijeme.
Larve dagnje zebre uginule su 90% pri dozi ozona od 0,9-1,0 mg/l, 98% pri dozi od 2 mg/l, a potpuno pri dozi od 3 mg/l. Odrasli oblici mekušaca uginuli su nakon dužeg tretmana ozoniziranom vodom (do 30 min).
Istina, na cvjetanje algi, koje obično uspijevaju u otvorenim bazenima na sunčevoj svjetlosti, ozon malo utiče. Ovdje se koriste udarne doze hlora. Ovaj tretman se obično provodi noću tokom preventivnog čišćenja takvih bazena.
Ridenor i Ingalls iz SAD tretirali su suspenzije e-coli u destilovanoj vodi hlorom i ozonom na Hp = 6,8 i temperaturi od 1°C. U ovim uslovima, baktericidne doze koje su izazvale smrt 99% kolonija e-coli bile su 0,25-0,3 mg/l tokom 16 minuta za hlor i 0,5 mg/l tokom 1 min za ozon.
Duga istorija upotrebe ova dva dezinficijensa u velikim postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda sadrži obilje činjeničnog materijala koji omogućava procenu njihovih prednosti i mana. U već spomenutoj knjizi "Ozoniranje vode" navodi se niz zanimljivih primjera.
Tako, tokom dugogodišnjeg rada stanice u Nici, nikada nije otkrivena pojava bakterije Escherichia coli i Clostridium pertringers u ozoniranoj vodi.
Na Filtracionoj stanici Belmont u Filadelfiji (SAD), ozoniranje vode pokazalo je rezultate u eliminaciji e-coli uspješnije od rezultata postignutih kloriranjem.
U Istočnom vodovodu u Moskvi sprovedena su istraživanja ozoniranja vode. Efekat dezinfekcije vode ozonom kada je ukupan broj bakterija u 1 ml 800-1200 jedinica. iznosi: pri dozi ozona od 1 ml/l 60-65%, pri dozi od 2 ml/l - 85%, pri dozi od 3 ml/l - 90-95%. Prihvatljivom dozom ozona treba smatrati 3-4 ml/l.
U vodovodu Rublevskaja (Moskva) izvršeno je ozoniranje vode reke Moskve. Ukupan broj bakterija u 1 ml vode nakon unošenja ozona smanjio se za 92-99% u vremenskom periodu od 1-25 minuta. Germicidna doza ozona odgovara onoj nakon tretmana, koji nije mogao otkriti e-coli u 500 ml. vode. Povećanje zamućenosti sa 6,8 na 12 mg/l i boje sa 3,2 na 18 stepeni. zahtijevalo je povećanje baktericidne doze ozona sa 3,2 na 4,1 mg/L.
Tako, upoređujući rad francuske stanice za prečišćavanje vode u Saint-Maur i stanice u Čikagu (SAD), V.F. Kozhinov napominje da su u prvom slučaju bolesti „vodenog porijekla“ registrovane samo u 1 slučaju na 100 hiljada stanovnika, iako koncentracija rezidualnog ozona u vodi nije prelazila 0,05 mg/l.
Istovremeno, u Čikagu je bilo izbijanja gastrointestinalnih bolesti uprkos veoma visokom sadržaju hlora u vodi iz slavine.
Jedan od najvećih higijeničara prošlog veka Votson je na međunarodnom kongresu o vodosnabdevanju u Stokholmu (jul 1964.) izneo sledeće mišljenje: hlor. Eksperimenti provedeni u Ashtonu (Engleska) pokazali su da voda dekontaminirana ozonom, koja cirkulira u ispravnoj vodovodnoj mreži cjevovoda, ne pogoršava svoj kvalitet. Kontrolni uzorci ozonizirane vode uzeti iz mreže bili su potpuno ekvivalentni uzorcima koji sadrže rezidualni hlor u vodi uzetim iz drugih izvora. Također je utvrđeno da male količine zaostalog hlora prisutne u cjevovodima ne mogu imati nikakav dezinfekcijski učinak na zagađenje uzrokovano oštećenjem komunikacija. One. prisutnost zaostalog hlora u cjevovodima još ne znači neizostavnu bakterijsku čistoću vode, iako se često smatra da je to upravo to.
Jedan od autora ovog pregleda razgovarao je o ovom problemu sa čelnicima vodovoda u Cirihu i oni su potvrdili Watsonovo mišljenje da kada se koriste čiste cijevi u vodovodnim mrežama, ne dolazi do ponovne kontaminacije ozonirane vode.
Čak i iz ovog kratkog poređenja ozona s drugim oksidirajućim dezinficijensima, prednosti ozona su neosporne.
Sumirajući neke rezultate izuzetno kratkog poređenja ozona, hlora i hlor dioksida kao sredstva za čišćenje i dezinfekciju vode, napominjemo da je ovaj spor u izvesnom smislu razrešio sam život. Zaista, iskustvo postrojenja za prečišćavanje vode koja koriste ozon i hlor u potpunosti svjedoči u prilog ozona.
1.6 Ostale prednosti ozona.
Zbog kratkoće pregleda, ovdje se ne zadržavamo na tako pozitivnim svojstvima ozona kao što su poboljšanje procesa koagulacije-flokulacije, djelotvoran utjecaj na proces mikroflokulacije, neuporedivo veći kvalitet vode u bazenima koji koriste ozon umjesto hlora i broj drugih.
Konačno, tu je i pitanje troškova. Postoji mišljenje da je ozoniranje mnogo skuplje od hloriranja. Međutim, nije. U procesu hlorisanja postaje neophodno ukloniti višak hlora iz vode, da se izvrši tzv. dehlorisanje. To se obično radi pomoću posebnih reagensa. Uzimajući u obzir ovaj faktor, kao i trend kontinuiranog sniženja cijena opreme za ozoniranje i povećanja cijena hlora i hlornih proizvoda, cijena ovih procesa je trenutno gotovo uporediva.
Međutim, kloriranje, ako govorimo o našoj zemlji, koristi se češće od ozoniranja. Zašto? Postoji nekoliko razloga.
Rad sa hlorom, posebno kada su u pitanju boce tečnog hlora, relativno je jednostavan. Dovoljno je odvrnuti ventil cilindra ili sipati kantu hipohlorita u bazen i, kao prvi aproksimacijski, svi problemi sa dezinfekcijom su riješeni. To je svakako lakše nego pratiti koncentraciju ozona koji izlazi iz ozonatora, s obzirom da je ozonizator relativno složen aparat i treba biti siguran da se ne isključuje naglo.
Tu nastaje drugi (a možda i prvi) razlog za nisku rasprostranjenost ozona. Do nedavno, pouzdanost opreme za ozoniranje ostavljala je mnogo da se poželi, a nizak nivo automatizacije zahtijevao je korištenje relativno visoko kvalificiranog servisnog osoblja.
U odeljku „Proizvodnja ozona“ ćemo se detaljnije zadržati na razmatranju ovog problema i kritički ispitati postojeće dizajne upravo iz ugla pouzdanosti i jednostavnosti opreme. Samo najnovija generacija Positron ozonizatora omogućava, zbog visoke automatizacije i pouzdanosti dizajna, da se održavanje opreme za ozoniranje svede na minimum, tačnije na pritisak na jedno dugme.
1.7 Toksikologija ozona
Toksična svojstva ozona su predmet brojnih studija od 1940-ih. U to vrijeme u Los Angelesu (SAD), a potom i u mnogim drugim gradovima, uočena je pojava takozvanog fotohemijskog smoga. Pod utjecajem sunčevog zračenja, automobilske emisije (ugljovodonici i dušikov oksid) transformirane su kao rezultat složenog lanca fotokemijskih reakcija u ozon i organske perokside, uključujući benzopiren, vrlo jak kancerogen. Istovremeno je u nekim slučajevima koncentracija ozona dostigla 10 MPC (≈ 1 mg/m³). Uočena je iritacija očiju i sluzokože respiratornog trakta kod ljudi izloženih fotohemijskom dimu. Nakon određenog vremena boravka na otvorenom, neugodni simptomi su nestali.
Tehnološki napredak, a posebno korištenje katalitičkih pretvarača za automobilske emisije, gotovo su u potpunosti eliminirali uzroke fotokemijskog smoga. Pažljive eksperimentalne studije na ljudima i životinjama u potpunosti su razjasnile pitanje toksičnosti ozona. Može se reći (po našem mišljenju) da su strahovi o toksičnosti ozona u određenom smislu mit. Da, ozon je klasifikovan kao supstanca prve klase opasnosti. Njegov MAC je niži od onih supstanci kao što su hlor i cijanovodonik (MAC za hlor = 1 mg/m³, MAC za cijanovodonik = 0,3 mg/m³). Činjenica je da se prilikom utvrđivanja MPC vrijednosti uzima u obzir ne samo smrtonosna doza, već i pritisak pare date supstance. Pošto je ozon izuzetno isparljiv gas (Tº bp = -111 ºS), vrednost toksičnosti je visoka. Ali, mora se naglasiti da je za vek i po poznanstva čovečanstva sa ozonom, nepoznato niko slučaju smrtnog trovanja ozonom. Da, i uopšte nije primećeno niko slučaj teškog trovanja ozonom koje bi zahtijevalo boravak u bolnici. Ozon ima najveći uticaj na respiratorni sistem. Promene brzine disanja, zapremine udahnutog vazduha, vitalnog i rezidualnog kapaciteta pluća. Ali u knjizi mađarskog specijaliste za ozon M. Horvath opisan je eksperiment u kojem je 5 ljudi stavljeno u posebnu komoru s maksimalnom izloženošću od 6 ppm ozonu na 1 sat (6 ppm ≈ 120 MAC) i minimalno 1,2 ppm (≈ 24 MAC) tokom 2,5 sata. Čulo ukusa, krvni pritisak, puls nisu detektovani. Utvrđeno je da je osjet mirisa smanjen, međutim nije jasno da li ozon utječe na nervni sistem ili "nadjača" miris senzorske supstance. Također nije bilo promjene u sastavu krvi.
Eksperimenti provedeni na malim životinjama pokazali su da tijelo postaje ovisno o ozonu, nakon čega može podnijeti smrtonosne doze. Međutim, potrebno je dati važnu napomenu o smrtonosnim dozama ozona.
Jedan od autora ovog pregleda je pri radu sa ozonom, zbog nepredviđenih okolnosti, udahnuo ozon u koncentraciji od 20-40 g/m³, što odgovara (10-30) - 10³ ppm, i leži znatno iznad smrtonosne krive 4. Osjećaj je bio vrlo neprijatan, ali boravak na otvorenom potpuno je povratio normalno disanje. Čak i ako osoba ima curenje iz nosa i ne osjeća miris ozona, sada na tržištu postoje jednostavne i pouzdane “ozonske sonde” koje vam omogućavaju da brzo pronađete bilo kakvo curenje ozona.
1.8 Zaključak
Ozon, kao jedinstveni oksidant-dezinfekciono sredstvo, ima široku primenu u svetu, prvenstveno u oblasti tretmana vode za piće. U Francuskoj, na primjer, postoji nekoliko hiljada postrojenja za prečišćavanje vode koja koriste ozon. Fizičko-hemijska svojstva ozona su vrlo neobična. Dobro se rastvara u vodi, ali se u njoj brzo raspada, posebno ako ima nečistoća zagađivača. Stoga, vijek trajanja, posebno sa neutralnim pH, može varirati od sati (ultračista voda) do sekundi (alkalne otopine, organske nečistoće).
Kao jako oksidaciono sredstvo (njegov oksidacioni potencijal je inferioran, među stabilnim supstancama, samo u odnosu na fluor), ozon oksidira gotovo sve metale, osim zlata. S mnogim supstancama ozon reagira eksplozivno. Ozon reaguje sa rastvorima hlora u vodi, što je neophodno kada se ove supstance koriste za tretman vode u bazenima. Reakcije sa organskim supstancama zavise prvenstveno od prirode organskih supstanci. Jedinjenja sa nezasićenim vezama vrlo brzo oksidiraju. Druge supstance, poput organskih kiselina (oksalna, sirćetna, itd.), kao i alkoholi i ketoni, reaguju veoma sporo. Brzine reakcija sa ozonom u rastvoru jako zavise od pH sredine, jer u kiseloj sredini ostvaruje se molekularni mehanizam oksidacije gde deluje sam ozon, a u alkalnoj sredini OH* radikal.
Ništa manje, a možda i vrednije svojstvo ozona je njegova izuzetno efikasna sposobnost da eliminiše mikrofloru. Ovdje nadmašuje ostale uobičajene dezinficijense (prvenstveno klor) za 3-1000 puta, ovisno o vrsti patogene mikroflore. Štetan je i učinak ozona na mikroorganizme kao što su gljive i alge, iako u ovom slučaju mnogo ovisi o uvjetima obrade.
Uprkos ovim očiglednim prednostima, u brojnim industrijama (prvenstveno u tretmanu vode), hlor i njegova jedinjenja često se koriste umesto ozona. To je zbog brojnih predrasuda. Smatra se da je upotreba ozona mnogo skuplja od upotrebe hlora. U nizu kvalifikovanih poređenja pokazatelja troškova tretmana ozonom i hlorom, kada je uzet u obzir trošak završnog procesa dehloracije, pokazalo se da su ukupni troškovi gotovo isti, au nekim slučajevima kada je transport hemijskih reagensa je teško ili vrlo skupo, upotreba ozona je isplativija od drugih oksidatora-dezinfekcionih sredstava.
Istina, sama proizvodnja ozona je tehnički složeniji proces od proizvodnje hlora. Ranije su se često javljale pritužbe na složenost održavanja i pouzdanost opreme za ozoniranje. Sada se ova situacija promijenila na bolje. Najnovija dostignuća koju nudi VIRIL GROUP karakteriše visok stepen automatizacije. Da biste uključili ozonizator i njegov dalji rad, samo pritisnite jedno dugme.
Konačno, postoji unaprijed stvoreno mišljenje o izuzetno visokoj toksičnosti plina ozona. Zaista, za ozon postoji vrlo niska vrijednost maksimalno dozvoljene koncentracije MPC = 0,1 mg/l. ALI to je prvenstveno zbog njegove vrlo velike isparljivosti (ozon se ukapljuje na -1110 C) U svakom slučaju, u 100 godina postojanja ozona nije poznat niti jedan ozbiljan slučaj trovanja ozonom, a da ne spominjemo smrtonosno trovanje
1.9 Reference
Draginski V.L., Alekseeva L.P., Samojlovič V.G. "Ozoniranje u procesima prečišćavanja vode" M. Delhi print. 2007
inž. V.V. Karaffa-Korbutt "Ozon i njegova primjena u industriji i sanitaciji" Ed. "Obrazovanje" SpP. 1912
V.F. Kožinov, I.V. Kožinov "Ozoniranje vode" M. Stroyizdat 1973
V.V. Lunin, M.P. Popović, S.N. Tkachenko "Fizička hemija ozona" Ed. Moskovski državni univerzitet 1998
Manley T.S., Negowski S.J. "Ozon" u Enciklopediji hemijske tehnologije. Second Ed. Vol 14. N.J. 1967.
Chudnov A.F. Reakcija ozona sa neorganskim supstancama. Zbornik radova Kuzbasskog politehničkog instituta. G. Kemerovo. 1979
HozvatsM.L. BilitzkilandHutter. Ozoneed. AkademiaKiado. Budimpešta.1985
Kogan B.F. i dr. Priručnik o rastvorljivosti. T1 knjiga 1 m.1961
Manchot E. Kampsihulte Berichte b.40 2891.1907
Tamo. B.43.750.1910
Andreev N.I. Radovi Politehničkog instituta S-P 1908. v.9 №19 str.447
RonrebertE. DazOzone. Huttart 1916.
Krylova L.N. Fizička i hemijska svojstva kombinovane tehnologije prerade mešanih ruda bakra sa nalazišta Udokan. Sažetak za zvanje kandidata tehničkih nauka. Moskva 2008
Krylova L.N. i dr. „Primjena ozona u hidrometalurgiji. Zbornik radova prve sveruske konferencije "Ozon i drugi ekološki prihvatljivi oksidanti". 2005 Moskva, Moskovski državni univerzitet, zgrada 155
Akopyan S.Z. i dr. Kinetika oksidacije disulfida ozonom. Materijali Druge svesavezne konferencije o ozonu. Moskva, 1977, str.6
Babayan G.G. i dr. Smanjenje elektrolitičke šljake bakrohemijske proizvodnje uz pomoć ozona. str.153.
Chtyan G.S. i dr. Mehanizam procesa prerade bakar-elektrolitskih šljaka ozonom. Materijali skupa "Hemija i tehnologija retkih elemenata" Jerevan. 1978 Od 122.
Semachev V.Yu. Semachev V.Yu. Razvoj ozonske metode za čišćenje dimnih plinova iz termoelektrana. Sažetak disertacije za zvanje kandidata tehničkih nauka. Moskva 1987
Novoselov S.S. i dr. „Ozonska metoda za čišćenje dimnih gasova.“ Termoenergetika, 1986. br. 9.
Razumovsky S.D. Zamkov D.E. Ozon i njegove reakcije sa organskim jedinjenjima. M. 1974
DojbidoJ. Etol. "Formiranje međuproizvoda u procesu ozoniranja i hloriranja" Wat. Res. 1999. 33. br. 4 str.3111-3118.
