» Artikel Ozon zur Wasseraufbereitung. Wo werden wir über die Verwendung dieses Gases zur Herstellung saubereren Wassers sprechen?
Ozon zur Wasseraufbereitung ist eine bewährte Technologie. Seit mehr als einem Jahrhundert nutzen europäische Länder die Ozonierung als bevorzugte Methode zur Wasserreinigung. Frankreich war das erste Land, das Ozon zur Wasseraufbereitung einsetzte.
Der Hauptunterschied zwischen Ozon als Reagenz in der Wasseraufbereitung und anderen Substanzen besteht darin, dass es aus der Umgebungsluft hergestellt wird, ohne dass Ersatzelemente, Reagenzien usw. gekauft werden müssen.
Ozon ist eine aktive chemische Verbindung, die aus drei Sauerstoffatomen besteht. Diese Verbindung ist stabil, das dritte zusätzliche Sauerstoffatom lässt sich leicht abspalten und interagiert superaktiv mit den umgebenden Verbindungen. Auf diesem Phänomen basiert die Technologie der Wasserozonierung.
Ozon oxidiert aufgrund seiner erhöhten Reaktivität organische Verunreinigungen, macht sie unlöslich, fördert ihre Vergröberung und erhöht so die Effizienz der nächsten Stufen der Wasserreinigung, in denen diese Verbindungen herausgefiltert werden.
Ozon oxidiert im Wasser gelöstes Eisen, Mangan und Schwermetalle, überführt sie in einen unlöslichen Zustand und erleichtert deren weitere Entfernung.
Keine unangenehmen oder schädlichen Gerüche. Wenn im Wasser Schwefelwasserstoff und Ammoniak vorhanden sind, werden diese Stoffe durch die Ozonierung des Wassers vollständig eliminiert.
Ozon hat eine teilweise Antikalkwirkung. Durch die Wasserozonierung wird die Bildung von Kalziumsalzen an den Wänden einer heißen Rohrleitung verlangsamt und vorhandene Kalkablagerungen teilweise entfernt.
Moderne Ozontechnologien werden durch den Einsatz von Halbleitern immer kostengünstiger. Da die Wirkung der Ozonung komplex ist, kann bei der Wasseraufbereitung für das ganze Haus, insbesondere bei „schwerem“ Wasser, in vielen Fällen der Einsatz dieser Technologie vorgesehen werden.
Ein Beispiel für die Organisation der Wasserreinigung mit Ozon.
Dies ist kein Rezept für alle Übel, sondern ein Versuch, anhand eines Beispiels zu zeigen, wie Ozonierung bei der Wasseraufbereitung eingesetzt werden kann.
Nehmen Sie die Situation an: Quellwasser enthält 2,5 mg/l gelöstes Eisen, Oxidationsfähigkeit 12 mgO2/l, Trübung 5 mg/l, Farbe 30 Grad. Das heißt, das Wasser ist trüb, grün, enthält viele organische Stoffe und Eisen. Nicht die schlimmste Situation, ein einfacher Eisenentferner kann damit umgehen. Aber nehmen wir an, wir werden eine kostengünstigere Ozonung verwenden.
Als Faustregel gilt, dass die Ozondosis zur Wasseraufbereitung zur Eisenentfernung 0,14* beträgt, also das 0,14-fache der Eisenkonzentration. Leider erinnere ich mich nicht an die Quelle. In unserem Fall beträgt die Ozondosis 0,35 mg/l. Da die Oxidationsfähigkeit ein komplexer Indikator ist und tatsächlich nicht bekannt ist, was vorhanden ist, ist eine genaue Berechnung der Ozondosis nur in der Praxis möglich. In unserem Beispiel benötigt Ozon etwa 2 mg/l. Demnach werden pro 1000 Liter 2000 Milligramm Ozon, also 2 Gramm, benötigt. 1000 Liter ist die Wassermenge, die eine Familie mit 3-4 Personen pro Tag benötigt.
Ozonisatoren werden nach Produktivität unterteilt: 1 g/Stunde, 2 g/Stunde, 4 g/Stunde usw. Je mehr Gramm pro Stunde, desto teurer. Nehmen wir an, wir haben einen Ozonator für 1 g/Stunde gewählt. Nach unserem Beispiel dauert die Wasseraufbereitung also 2 Stunden. Wie werden wir Ozon bereitstellen? Es ist ganz einfach – mit einem Kompressor in einem Vorratstank zu gurgeln. Mit Ozon gesättigte Luftblasen strömen durch das Wasser, oxidieren alles, was oxidiert werden kann, und platzen an der Wasseroberfläche. Ungenutztes Ozon muss entfernt werden, da Ozon sehr giftig ist. Dazu wird am Ausgang des Tanks ein Aktivkohlefilter installiert, der Ozon zersetzt. All dies sollte in einem gut belüfteten Bereich erfolgen.
Wasser setzt sich ab, Eisen und organische Stoffe werden vergröbert und können bereits in der nächsten Stufe der Wasserreinigung mit herkömmlichen mechanischen Filtern vom Patronentyp gefiltert werden. Es wird nicht überflüssig sein, einen Aktivkohlefilter und einen Netzrückspülfilter zu haben. Aber es muss bereits in finanzieller Hinsicht betrachtet werden.
Wir brauchen also: einen Ozonator mit einer Kapazität von 1 g/Stunde, einen Lagertank von 1000 Litern, einen Kompressor zur Versorgung des Tanks mit einem Ozon-Luft-Gemisch, ein Ozonversorgungssystem zum Tank, einen Grobfilter, eine Pumpe Station, mechanische Wasserreinigungsfilter.
Schematisch sieht es so aus:
Wasser kommt also aus einem Brunnen und wird in einem Tank gesammelt. Der Wasserstand wird über einen Schwimmer einer Tauchpumpe und ein Magnetventil gesteuert. Alles zusammen ist mit einer Zeitschaltuhr verbunden, die es ermöglicht, Wasser nur nachts einzufüllen. Ein weiterer Timer umfasst einen Ozonator und einen Kompressor, um dem Wasser ein Luft-Ozon-Gemisch zuzuführen. Der Timer ist auf 2 Stunden Betrieb programmiert. Nach 2 Stunden schaltet es den Ozonisator und den Kompressor ab.
Während dieser 2 Stunden gelangt Ozon mit Luft über einen Schlauch mit Löchern in den Tank, um eine gleichmäßige Ozonversorgung über das gesamte Tankvolumen zu gewährleisten. Eisen wird oxidiert, organische Stoffe werden oxidiert, sie werden größer und fallen aus.
Dann stehen die Bewohner des Hauses auf, öffnen den Wasserhahn – und die Pumpstation fördert das bereits gereinigte Wasser durch eine Reihe von Filtern (z. B. 100 Mikron Mesh, 30 Mikron Kartusche gewellt, 5 Mikron Kartusche und Aktivkohlefilter) ins Haus Haus.
Dadurch enthält Wasser kein Eisen und weist viel weniger organische Stoffe auf.
Um eine vollständigere Entfernung der Verunreinigungen zu erreichen, wird einfach die Ozonungszeit verlängert. Der Ablauf des Experiments ist einfach: Sie gossen Wasser in den Tank, ließen 2 Stunden, eine Stunde, 3 Stunden, 4 Stunden lang Ozon durch und verglichen das Aussehen des Wassers.
Es muss daran erinnert werden, dass sich Ozon in verschmutztem Wasser innerhalb von 20, und zwar in 30 Minuten, fast vollständig zersetzt und für den Menschen ungefährlich wird. Das heißt, Sie können erst nach dieser Zeit Wasser trinken.
Wir zählen die Zeit: Beginn des Tankens um ein Uhr morgens. Füllen des Tanks 2 Stunden - 3 Uhr morgens. Die Zeit für die Zerstörung von Ozon im Wasser beträgt 30 Minuten. 3:30 Uhr. Wasser ist gebrauchsfertig.
Die Kosten des Projekts sind minimal, da es sich bei den austauschbaren Elementen lediglich um Kartuschen zur mechanischen Reinigung der Kohlefiltration handelt, die in jedem Wasseraufbereitungssystem vorhanden wären – sowohl mit als auch ohne Ozon. Es gibt keine weiteren austauschbaren Elemente und Verbrauchsmaterialien – kein Austausch der katalytischen Ladung, keine Kosten für Kaliumpermanganat oder Salz.
Wo bekommt man Ozongeneratoren? Meistens von den Unternehmen, die sich mit Schwimmbädern befassen. Sie werden aufgefordert und angezeigt und möglicherweise installiert.
Somit ist die Ozonung mit dem richtigen Ansatz eine komplexe Wasseraufbereitung.
Basierend auf Materialien http://voda.blox.ua/2008/10/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-34.html
Im Gegensatz zur Chlorierung und Fluorierung von Wasser gelangen bei der Ozonierung keine Fremdstoffe in das Wasser (Ozon zersetzt sich schnell). Gleichzeitig bleiben die Mineralstoffzusammensetzung und der pH-Wert unverändert.
Ozon hat die größte desinfizierende Wirkung gegen Krankheitserreger.
Organische Stoffe im Wasser werden zerstört und so die weitere Entwicklung von Mikroorganismen verhindert.
Ohne die Bildung schädlicher Verbindungen werden die meisten Chemikalien zerstört. Dazu gehören Pestizide, Herbizide, Erdölprodukte, Reinigungsmittel, Natriumsalze, Schwefel-, Stickstoff- und Chlorverbindungen, die krebserregend sind. Die Konzentration von Asbest und Schwermetallen wird reduziert. Metalle werden zu inaktiven Verbindungen oxidiert, darunter Eisen, Mangan, Aluminium usw. Die Oxide fallen aus und lassen sich leicht filtern.
Ozon zerfällt schnell und verwandelt sich in Sauerstoff, wodurch der Geschmack und die heilenden Eigenschaften des Wassers verbessert werden.
Mit Ozon behandeltes Wasser ist bakteriologisch und chemisch unbedenklich.
78. Was bestimmt die erforderliche Zeit für die Wasseraufbereitung?
Die Fähigkeit von Ozon, sich in Wasser aufzulösen, hängt von der Temperatur des Wassers und der Kontaktfläche von Gasen mit Wasser ab. Je kälter das Wasser und je kleiner der Diffusor, desto weniger Ozon wird gelöst. Je höher die Temperatur des Wassers ist, desto schneller zerfällt das Ozon in Sauerstoff und geht durch Verdunstung verloren.
Je nach Grad der Wasserverschmutzung sind größere oder geringere Ozonkonzentrationen erforderlich. In Russland ist beispielsweise eine Dosis von 2,5 mg Ozon pro Liter Wasser erforderlich, um Oberflächenwasser in den mittleren und nördlichen Regionen zu reinigen. Für die südlichen Regionen werden 8 mg pro Liter benötigt.
79. Wie wirkt sich Ozon auf Eisen und Mangan aus?
In natürlichen Gewässern kommt häufig gelöstes Eisen vor. Seine kolloidalen Partikel (bis zu 0,1 – 9,01 Mikrometer) können mit der üblichen Methode nicht gesichert werden. Sie müssen voroxidiert werden. Mangan begleitet normalerweise Eisen. Sie werden durch Ozon leicht zu unlöslichen Verbindungen oxidiert und bilden große Flocken, die sich leicht filtern lassen.
Organische Verbindungen, die Eisen und Mangan enthalten, werden durch Ozon zunächst zersetzt und anschließend oxidiert. Dies ist die effektivste Methode, Wasser von solchen Verbindungen zu reinigen.
80. Ist nach der Ozonierung eine zusätzliche Wasserfiltration erforderlich?
Wenn das Wasser eine große Menge komplexer Verbindungen enthielt, fallen durch die Ozonbehandlung verschiedene Niederschläge darin aus. Dieses Wasser muss weiter gefiltert werden. Für diese Filterung können Sie die einfachsten und günstigsten Filter verwenden. Gleichzeitig wird ihre Lebensdauer deutlich verlängert.
81. Muss ich Angst vor einer langen Wasseraufbereitung mit Ozon haben?
Die Behandlung von Wasser mit einer übermäßigen Menge Ozon hat keine schädlichen Auswirkungen. Das Gas verwandelt sich schnell in Sauerstoff, was die Wasserqualität nur verbessert.
82. Wie hoch ist der Säureindex von Wasser, das ozonisiert wurde?
Wasser reagiert leicht alkalisch (PH = 7,5 - 9,0). Dieses Wasser wird zum Trinken empfohlen.
83. Um wie viel erhöht sich der Sauerstoffgehalt im Wasser nach der Ozonung?
Der Sauerstoffgehalt im Wasser erhöht sich um das 14- bis 15-fache.
84. Wie schnell zerfällt Ozon in der Luft, im Wasser?
Nach 10 Minuten in der Luft. die Ozonkonzentration wird um die Hälfte reduziert, es entstehen Sauerstoff und Wasser.
Nach 15-20 Minuten in kaltem Wasser einweichen. Ozon spaltet sich in zwei Hälften und bildet eine Hydroxylgruppe und Wasser.
85. Was bestimmt die Konzentration von Ozon und Sauerstoff im Wasser?
Die Konzentration von Ozon und Sauerstoff hängt von Verunreinigungen, Temperatur, Wassersäuregehalt, Material und Behältergeometrie ab.
86. Warum wird das O 3 -Molekül verwendet und nicht O 2 ?
Ozon ist in Wasser etwa zehnmal löslicher als Sauerstoff. Je niedriger die Wassertemperatur, desto länger die Lagerzeit.
87. Warum ist es gut, sauerstoffhaltiges Wasser zu trinken?
Der Glukoseverbrauch durch Gewebe und Organe steigt, die Sauerstoffsättigung des Blutplasmas steigt, der Grad des Sauerstoffmangels nimmt ab und die Mikrozirkulation des Blutes verbessert sich. Es wirkt sich positiv auf den Stoffwechsel von Leber und Nieren aus. Die Arbeit des Herzmuskels wird unterstützt. Die Atemfrequenz nimmt ab und das Atemzugvolumen nimmt zu.
88. Wie lange dauert die Ozonisierung von Wasser?
Je stärker das Wasser mit Verunreinigungen gesättigt ist, desto länger ist die Verarbeitungszeit. So dauert beispielsweise die Ozonung von 3 Liter Leitungswasser 10 – 15 Minuten. Die gleiche Wassermenge, die einem Stausee entnommen wird, sollte je nach Jahreszeit und Verschmutzungsgrad drei- bis viermal länger durchgeführt werden.
89. Wie ozonisiert man Wasser in einer Schüssel oder einem Glas am besten?
Es ist besser, Glaswaren mit einem sich verjüngenden Hals (Glas) zu wählen, um eine höhere Ozonkonzentration in einem begrenzten Volumen zu erzeugen.
90. Wann ist es besser, Wasser für Tee aufzubereiten, vor oder nach dem Kochen?
91. Ist es möglich, Mineralwasser zu ozonisieren?
Alle Mineralien bleiben in diesem Wasser erhalten, es wird sicher und mit Sauerstoff angereichert.
92. Warum Lebensmittel ozonisieren?
Ozon entfernt organische und anorganische Schadstoffe, Viren, Schimmel und Wurmeier aus Lebensmitteln.
Hühner, Rinder, Schweine und Fische, die unter industriellen Bedingungen gezüchtet werden, werden mit Antibiotika und Anabolika gefüttert. Pflanzen werden gedüngt und mit Produkten besprüht, die das Wachstum beschleunigen und sie vor Schädlingen und Krankheiten schützen. Diese Stoffe, die mit der Nahrung in den Körper gelangen, verursachen Stoffwechselstörungen oder schädigen mit anderen Worten unsere Gesundheit.
Die Ozonung von Lebensmitteln ist eine umweltfreundliche Methode, um sie von verschiedenen Verunreinigungen zu reinigen und so ihre Verbrauchereigenschaften zu verbessern.
93. Ist es notwendig, Getreide zu ozonisieren?
Ja, das musst du.
94. Wie verarbeitet man Fleisch?
Das Fleisch darf nicht eingefroren sein.
In ca. 2 cm große Stücke vorschneiden und 10 Minuten in Wasser tauchen. 15 bis 25 Minuten verarbeiten.
95. Muss ich Produkte verarbeiten, die zur Lagerung bestimmt sind?
Vorzugsweise. Eine Ozonbehandlung erhöht die Haltbarkeit.
96. Zerstört Ozon die in Gemüse, Fleisch und Obst enthaltenen Nährstoffe?
Alle Nährstoffe bleiben erhalten.
97. Sollten Eier verarbeitet werden?
Die Behandlung der Eier mit Ozon verlängert die Haltbarkeit und verhindert die Möglichkeit einer Salmonellenkontamination.
98. Wie gehe ich mit alkoholischen Getränken um?
Behandeln Sie Wodka und Wein wie Wasser, d. h. 10 - 15 Min.
99. Kann man Geschirr mit Ozon desinfizieren?
Ja! Es ist gut, Kindergeschirr, Einmachgeschirr usw. zu desinfizieren. Stellen Sie dazu das Geschirr in einen Behälter mit Wasser und senken Sie den Luftkanal mit einer Trennwand ab. 10 – 15 Minuten einwirken lassen.
100. Aus welchen Materialien sollten Utensilien zur Ozonierung bestehen?
Glas, Keramik, Holz, Kunststoff, emailliert (keine Chips oder Risse). Verwenden Sie keine Utensilien aus Metall, einschließlich Aluminium und Kupfer. Gummi hält dem Kontakt mit Ozon nicht stand.
101. Schuhverarbeitung. Ist es möglich, hartnäckigen Geruch loszuwerden?
Ja! Legen Sie Schuhe in eine Plastiktüte. Entfernen Sie den diffusen Stein aus dem Luftkanal. Richten Sie den Strahl auf die Schuhspitze. Verschnüre das Paket. 10 – 15 Minuten einwirken lassen.
102. Wie kann ein unangenehmer Geruch in Haushaltsgeräten beseitigt werden?
Der Abluftkanal des Ozonators ohne Düse wird in den Kühlschrank oder die Waschmaschine gestellt und der Ozonator wird zur vollständigen Desodorierung bei geschlossenen Türen des Kühlschranks oder der Waschmaschine 10-15 Minuten lang eingeschaltet.
103. Wie behandelt man Unterwäsche und Bettwäsche mit Ozon?
Legen Sie Unterwäsche oder Bettwäsche in eine Plastiktüte, wo Sie den Ozonator-Luftkanal ohne Düse platzieren können. Binden Sie die Oberseite des Beutels zusammen, ohne den Luftkanal einzuklemmen, und desinfizieren Sie ihn 10 bis 15 Minuten lang. Diese Methode ist sehr praktisch für die Verarbeitung von Babykleidung und Windeln, weil. macht das Bügeln überflüssig.
104. Kann Ozon die Farbe eines Materials beeinträchtigen?
Die Verwendung von ozonisiertem Wasser beim Waschen von Kleidung verleiht den Produkten Helligkeit, Kontrast und Frische und desinfiziert sie außerdem.
105. Ist der Einsatz der Luftozonierung wirksam, um Gerüche aus verrauchten Räumen und Räumen nach der Reparatur (Farb-, Lackgerüche) zu beseitigen?
Ja, es ist effektiv. Die Bearbeitung kann mehrfach erfolgen.
106. Ist eine Ozonisierung der Luft in klimatisierten Räumen erforderlich?
Nachdem die Luft Klimaanlagen und Heizgeräte passiert hat, nimmt der Sauerstoffgehalt in der Luft ab und der Gehalt an toxischen Bestandteilen der Luft nimmt nicht ab. Darüber hinaus sind alte Klimaanlagen selbst eine Quelle von Verschmutzung und Infektionen und führen zum „Closed-Room-Syndrom“, das sich in Kopfschmerzen, Müdigkeit und häufigen Atemwegserkrankungen äußert. Die Ozonierung solcher Räumlichkeiten ist einfach notwendig.
107. Kann eine Klimaanlage mit Ozon desinfiziert werden?
Ja, das können und sollten Sie.
108. Kann ozonisiertes Wasser für Pflanzen verwendet werden?
Ja, ozonisiertes Wasser kann zur Bewässerung von Zimmerpflanzen und zur Behandlung von Samen damit verwendet werden.
109. Das Funktionsprinzip des Ozonisators.
Durch den Betrieb der Pumpe wird Ozon aus der in das Gerät eintretenden Luft gewonnen. Unter dem Einfluss einer elektrischen Entladung werden Sauerstoffmoleküle in der Luft angeregt und zerfallen in Atome. Die freigesetzten Atome lagern sich für eine Weile an Sauerstoffmoleküle an und bilden Ozon.
110. Die Nutzungsdauer des Ozonators.
Garantiezeit für den Service - 1 Jahr. Die Nutzungsdauer des Ozonisators beträgt 5 bis 10 Jahre, sofern er nicht mehr als 6 Stunden am Tag arbeitet. Die Dauer des Dauerbetriebs sollte 30 Minuten nicht überschreiten. Die Einschaltpause beträgt mindestens 10 Minuten.
111. Wie wählt man den Einsatzort des Ozonisators aus?
Am besten hängen Sie es an die Wand. Bedenken Sie, dass Ozon schwerer als Luft ist, daher ist es ratsam, das Gerät hoch genug zu platzieren. Um bei der Wasseraufbereitung einen Rückfluss zu vermeiden, muss der Ozonator über dem Gefäß mit Wasser angebracht werden.
112. Welche Rolle spielt diffuser Stein? Führt es zu Verschmutzungselementen?
Ein diffuser Stein wird bei der Wasserozonierung verwendet und übernimmt die Rolle eines Ozonstrahlteilers, der eine große Fläche für die Reaktion von Ozonmolekülen mit Wasser schafft. Es reagiert nicht mit Ozon selbst. Da es sich ständig in der Ozonumgebung befindet, stellt es keine Verschmutzungsquelle dar. Der diffuse Stein sollte nur in Wasser eingetaucht werden. Bei dickflüssigen Flüssigkeiten kommt es zu einer Verstopfung der Dissektionskanälchen des Steins. Dickflüssige Flüssigkeiten (Milch, pflanzliche Fette) sollten mit einem Schlauch ohne Diffusoraufsatz ozonisiert werden.
Bei Bedarf können Sie ähnliche diffuse Steine in einem Zoofachgeschäft kaufen.
113. Wie kann man die Leistung des Ozonators überprüfen?
Anzeichen einer Fehlfunktion des Ozongenerators:
kein Ozongeruch;
kein Ton von einem laufenden Generator oder Ventilator;
zu lauter Betrieb des Gerätes.
Wenn Sie bei äußerlichen Anzeichen eines normalen Betriebs des Ozongenerators keinen Ozongeruch wahrnehmen, geben Sie ein paar Tropfen blaue Tinte in ein Glas Wasser. Senken Sie den Luftkanal mit dem Diffusor ins Wasser. Ein Zeichen für ordnungsgemäßen Betrieb ist die Verfärbung des Wassers.
114. Kann ein Ozonator dauerhaft verwendet werden?
Für eine rationelle Nutzung muss das Gerät alle 30 Betriebsminuten für 10-15 Minuten ausgeschaltet werden.
Der anionische Ozonator des amerikanischen Konzerns Green World hilft Ihnen, Ihre Gesundheit nicht nur zu erhalten, sondern auch deutlich zu verbessern. Sie haben die Möglichkeit, ein unverzichtbares Gerät in Ihrem Zuhause zu nutzen – einen Anionen-Ozonisator, der alle Qualitäten und Funktionalitäten eines Luftionisators und eines Ozonisators (multifunktionales Gerät) vereint.
Der Ozonator für das Auto wird mit Beleuchtung und Aromatisierung geliefert. Die Modi Ozonierung und Ionisierung können gleichzeitig eingeschaltet werden. Diese Modi können auch einzeln aktiviert werden. Dieser Ozonisator ist für lange Fahrten unverzichtbar, wenn die Ermüdung des Fahrers zunimmt und sich das Sehvermögen und das Gedächtnis verschlechtern. Der Ozonisator lindert Schläfrigkeit und verleiht durch den Zufluss von ... Kraft.
Bitte vergleichen Sie die Eigenschaften von Ozon und Sauerstoff anhand dieser Kriterien! und bekam die beste Antwort
Antwort von Irina Ruderfer[Guru]
1. Ein chemisches Element, das eine Substanz bildet – Sauerstoff, chem. Symbol O, für beides
2. Molekulare chemische Formel: Sauerstoff O2, Ozon O3
3. Aggregatzustand, Farbe, Geruch, Löslichkeit in Wasser
Sauerstoff ist unter normalen Bedingungen ein farbloses, geschmacks- und geruchloses Gas, das in Wasser schwer löslich ist (4,9 ml/100 g bei 0 °C, 2,09 ml/100 g bei 50 °C).
Unter normalen Bedingungen ist Ozon ein blaues Gas mit einem spezifischen Geruch. Löslichkeit in Wasser bei 0 °C – 0,394 kg/cu. M; (0,494 l/kg) ist es 10-mal höher als Sauerstoff.
4. Reaktivität
Beide Modifikationen sind Oxidationsmittel, Ozon ist jedoch viel stärker
Die Oxidationsreaktion verläuft in der Regel unter Wärmeabgabe und beschleunigt sich mit steigender Temperatur. Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel, das viel reaktiver ist als zweiatomiger Sauerstoff. Oxidiert fast alle Metalle (mit Ausnahme von Gold, Platin und Iridium) zu ihren höchsten Oxidationsstufen. Oxidiert viele Nichtmetalle.
5. In der Natur sein
Sauerstoff ist das häufigste Element auf der Erde, sein Anteil (als Teil verschiedener Verbindungen, hauptsächlich Silikate) macht etwa 47,4 % der Masse der festen Erdkruste aus. Meer- und Süßwasser enthalten eine große Menge an gebundenem Sauerstoff – 88,8 % (Massenanteil), in der Atmosphäre beträgt der Gehalt an freiem Sauerstoff 20,95 Volumenprozent und 23,12 Massenprozent. Mehr als 1500 Verbindungen der Erdkruste enthalten in ihrer Zusammensetzung Sauerstoff.
Ozon entsteht bei vielen Prozessen unter Freisetzung von atomarem Sauerstoff, beispielsweise bei der Zersetzung von Peroxiden, der Oxidation von Phosphor usw.
Wenn Luft mit harter ultravioletter Strahlung bestrahlt wird, entsteht Ozon. Der gleiche Prozess findet in den oberen Schichten der Atmosphäre statt, wo die Ozonschicht unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung gebildet und aufrechterhalten wird.
Atmosphärisches Ozon spielt eine wichtige Rolle für alles Leben auf dem Planeten. Es bildet eine Ozonschicht in der Stratosphäre und schützt Pflanzen und Tiere vor starker ultravioletter Strahlung. Daher kommt dem Problem der Entstehung von Ozonlöchern eine besondere Bedeutung zu. Allerdings ist troposphärisches Ozon ein Schadstoff, der die Gesundheit von Mensch und Tier gefährden und Pflanzen schädigen kann.
6. Bedeutung
Sauerstoff – siehe Wikipedia
Die Verwendung von Ozon beruht auf seinen Eigenschaften:
starkes Oxidationsmittel:
o zur Sterilisation von Medizinprodukten
o bei der Aufnahme vieler Substanzen in der Labor- und Industriepraxis
o für Bleichpapier
o zum Reinigen von Ölen
starkes Desinfektionsmittel:
o zur Reinigung von Wasser und Luft von Mikroorganismen (Ozonierung)
o zur Desinfektion von Räumen und Kleidung
Antwort von 2 Antworten[Guru]
Hallo! Hier finden Sie eine Themenauswahl mit Antworten auf Ihre Frage: Bitte vergleichen Sie die Eigenschaften von Ozon und Sauerstoff nach diesen Kriterien!
Die Wechselwirkung von Schadstoffen mit Ozon erfolgt durch eine direkte Reaktion mit Ozonmolekülen oder mit Radikalen, die bei seinem Zerfall entstehen. Ozon interagiert aktiver mit Anionen als mit neutralen und kationischen Substanzen.
Als aktives Oxidationsmittel interagiert Ozon mit vielen organischen und anorganischen Substanzen. Von den Halogenen reagiert Fluor nicht mit Ozon und Chlor interagiert praktisch nicht. Brom wird durch Ozon zunächst zu Hypobromit und dann zu Bromatverbindungen oxidiert. Dabei kann das entstehende Bromid parallel mit Stoffen organischen Ursprungs und Ammoniak interagieren. Jod wird durch Ozon sehr schnell unter Bildung von Jodaten und Jodsäure oxidiert. Salze halogenierter Säuren sind nicht mehr anfällig für Ozonoxidation. Nahezu neutral gegenüber Ozon sind Stickstoff und seine Verbindungen, darunter Ammoniak und Ammoniumionen, sowie Nitrate, mit Ausnahme von Aminen, die gut mit Hydroxylradikalen interagieren. Giftige Cyanide werden durch Ozon leicht zu Cyanaten oxidiert, deren weitere Oxidation sehr langsam erfolgt und nur in Gegenwart von Kupferionen beschleunigt wird, während sie sich in Gegenwart von Eisenionen in Lösung verlangsamt. Schwefel und Sulfit werden bei Wechselwirkung mit Ozon zu Sulfaten oxidiert. Bei Reaktionen mit Metallen oxidiert Ozon eher aktiv Eisen und Mangan, Kobalt und Nickel und bildet Oxide und Hydroxide, die während der Flockung oder Filtration aus der Lösung entfernt werden. Chrom verhält sich gegenüber Ozon praktisch passiv, kann jedoch unter bestimmten Bedingungen dadurch zur maximalen Oxidationsstufe, sechswertiges Chrom, oxidiert werden.
1.1 Einleitung
Ozon wurde 1840 vom Schweizer Chemiker Christian Schombein nach Experimenten zur Elektrolyse von Säuren entdeckt. Als Ergebnis einer Reihe von Studien wurde sehr bald gezeigt, dass Ozon dreiatomiger Sauerstoff ist, ein Gas unter Standardbedingungen, dessen charakteristische Eigenschaften seine Fähigkeit sind, viele Substanzen zu oxidieren und die Mikroflora zu desinfizieren. Diese Eigenschaften wurden sehr bald in der Tgenutzt. Ende der 90er Jahre des 19. Jahrhunderts wurde in den Niederlanden und in Deutschland versucht, Trinkwasser mit Ozon zu desinfizieren. Als allgemein anerkanntes Geburtsdatum der Ozon-Wasseraufbereitungstechnologie gilt das Jahr 1906, als in der französischen Stadt Nizza eine Wasseraufbereitungsanlage mit dem symbolischen Namen „Good Way“ („Gute Reise“) mit einer Wasserkapazität von 1,50 m in Betrieb ging 22,5 m³ / Tag. Der Bahnhof war bis 1970 erfolgreich in Betrieb und wurde dann modernisiert. Diese Praxis hat sich inzwischen weit verbreitet, wie die folgenden Daten belegen: Von 30 auf 300 bzw. in den USA von 1954 bis 1997 von 10 auf 5500.
In Russland wurde die Wirksamkeit der Ozonung zur Wasseraufbereitung fast zeitgleich mit dem Ausland bewertet. Im Jahr 1901 hörte der 5. Wasserkongress einen Bericht des Ingenieurs N.P. Zimin zur Wasserozonierung; Letzterer charakterisierte „die Ozonierung von Wasser als Mittel zur Beseitigung der Mängel seiner Filterung in städtischen Wasserversorgungssystemen“.
Im Jahr 1905 wurde am Peter-und-Paul-Krankenhaus in St. Petersburg eine Versuchsanlage zur Wasserozonierung in Betrieb genommen. Es wurde festgestellt, dass die Anzahl der Bakterien um durchschnittlich 98,8 % reduziert wurde, der Geschmack verbessert wurde und das gereinigte Wasser keine Farbe mehr aufwies. 1911 nahm in St. Petersburg die damals größte Wasserozonierungsanlage der Welt ihren Betrieb auf. Bei der Eröffnung betrug die Kapazität 44,5 Tausend m³/Tag aufbereitetes Wasser.
Einen Überblick über Ideen über Ozon, seine Produktion und Anwendung in verschiedenen Bereichen zu Beginn des 20. Jahrhunderts gibt das Buch des russischen Ingenieurs V.V. Karaff-Korbutt „Ozon und seine Anwendung in Industrie und Sanitär“, veröffentlicht 1912.
Eine der ersten sowjetischen Monographien zu diesem Thema ist das Buch von V.F. Kozhinova und I.V. Kozhinov „Ozonierung von Wasser“. Diese Werke stammen aus dem letzten Jahrhundert. Bei der Herstellung von Ozon wurden in jüngster Zeit erhebliche Fortschritte erzielt und vielversprechende neue Einsatzmöglichkeiten für Ozon eröffnet.
1.2 Ozon, seine Eigenschaften und Grundreaktionen mit verschiedenen Stoffen.
1.2.1 Physikalische und chemische Eigenschaften von Ozon.
Unter normalen Bedingungen ist Ozon eine gasförmige, farblose Substanz mit einem stechenden Geruch. Es wird angenommen, dass der Geruch von Ozon der Geruch frischer Luft nach einem Gewitter ist. Dies gilt jedoch nur, wenn die Konzentration sehr gering ist und einen Bruchteil der maximal zulässigen Konzentrationen (MPC) ausmacht. Eine detaillierte Beschreibung der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Ozon wird insbesondere in zahlreichen Werken behandelt. Einige grundlegende physikalische und chemische Eigenschaften von Ozon sind in der Tabelle aufgeführt 1.1 .
Tabelle 1.1.Grundlegende physikalische und chemische Eigenschaften von Ozon.
Reines Ozon ist explosiv. Es ist nicht stabil und zersetzt sich schnell. Der Ozonabbau wird von vielen Faktoren beeinflusst: Temperatur, pH-Wert, Vorhandensein von zu oxidierenden Stoffen usw.
1.2.2 Löslichkeit von Ozon in Wasser
Wenn sich Ozon in Wasser löst, steigt seine Konzentration allmählich an und erreicht die Grenzwerte für diese Bedingungen.
Die Löslichkeit von Ozon in Wasser kann entweder in Form des sogenannten Bunzea-Koeffizienten – β, der das Verhältnis des Volumens des auf normale Bedingungen reduzierten gelösten Ozons zum Wasservolumen (Voz/Vv) angibt, oder in ausgedrückt werden absolute Werte des gelösten Ozons (g/l). Es wird angenommen, dass der Auflösungsprozess dem Henryschen Gesetz folgt, wonach die Menge an gelöstem Ozon proportional zum Druck des gasförmigen Ozons über der Lösung ist. Dieses Gesetz kann wie folgt geschrieben werden:
C statisch = β
C-Statistiken- Ozonlöslichkeit, g/l;
β ist der Bunsen-Koeffizient;
M– Ozondichte = 2,14 g/l;
Pγ ist der Partialdruck von Ozon im betrachteten gasförmigen Medium.
Es ist zu beachten, dass die Löslichkeit von Ozon viel höher ist als die der wichtigsten atmosphärischen Gase – Stickstoff und Sauerstoff, aber schwächer als die von Oxidationsmitteln wie Chlor und Chlordioxid. Die Löslichkeit von Ozon nimmt mit sinkender Wassertemperatur zu. Gleichzeitig weisen die in der Tabelle dargestellten experimentellen Daten verschiedener Autoren eine große Streuung auf 1.2 .
Tabelle 1.2 Löslichkeit von Ozon in Wasser.
|
T, °С |
Entsprechend |
Entsprechend |
Entsprechend |
||||
|
Β (l O3/l H2O) |
Löslichkeit, g/l |
Β (l O3/l H2O) |
Löslichkeit, g/l |
Β (l O3/l H2O) |
Löslichkeit, g/l |
||
1.2.3 Zersetzung von Ozon im Wasser
Gleichzeitig mit der Auflösung von Ozon in Wasser findet dessen Zersetzung statt. Gleichzeitig hängt die Geschwindigkeit seines Zerfalls sowie der Kehrwert „Lebensdauer“ von der Temperatur des Wassers und vor allem von der Zusammensetzung des Wassers ab. Erstens durch das Vorhandensein verschiedener Verunreinigungen im Wasser, insbesondere einiger organischer Verbindungen und Metallionen.
Die Lebensdauer beträgt in einfach destilliertem Wasser 20 Minuten, in normalem Wasser einige Minuten.
1.3 Reaktionen von Ozon mit anorganischen Stoffen.
Ozon kann mit verschiedenen Substanzen im Wasser über zwei unterschiedliche Mechanismen reagieren – direkt als Ozon (in molekularer Form) und in Form des OH*-Radikals, das entsteht, wenn Ozon im Wasser zerfällt. Es wird angenommen, dass diese beiden Reaktionskanäle in neutralem Wasser gleichmäßig verteilt sind. Im sauren Milieu überwiegt der molekulare Mechanismus, im alkalischen Milieu dagegen ein radikalischer.
Da Ozon bei chemischen Reaktionen als Oxidationsmittel wirkt, kann man seine Oxidationsfähigkeit anhand des sogenannten Oxidationspotentialwerts beurteilen. Die Werte der Oxidationspotentiale verschiedener Stoffe – Oxidationsmittel – sind in der Tabelle angegeben 1.3 .
Tabelle 1.3. Redoxpotentiale verschiedener Stoffe.
Vom Tisch 1.3. Daraus folgt, dass Ozon ein sehr starkes Oxidationsmittel ist. Von den stabilen Substanzen an zweiter Stelle nach Fluor Und übertrifft Chlor um das Eineinhalbfache.
1.3.1 Reaktion von Ozon mit Metallen.
Als starkes Oxidationsmittel oxidiert Ozon in der Gasphase die meisten Metalle mit Ausnahme von Gold und einigen Metallen der Platingruppe, Oxide mit höheren Oxidationsstufen. Diese Reaktionen erfordern jedoch normalerweise die Anwesenheit von Spuren von Feuchtigkeit. Alkali- und Erdalkalimetalle werden durch Ozon auf die gleiche Weise wie durch Sauerstoff oxidiert, nur schneller. Interessanterweise erhalten Platten aus Gold und Platin (und in geringerem Maße auch aus Silber und Kupfer) in einer Atmosphäre aus trockenem Ozon eine negative elektrische Ladung.
Metallisches Silber wird durch Ozon gut oxidiert, sowohl in nassem als auch trockenem Gas im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 1000 °C unter Bildung des braunen Oxids Ag2O. Letzteres ist ein guter Katalysator für den Ozonabbau.
Metallisches Quecksilber wird wie Silber bereits bei Raumtemperatur durch Ozon oxidiert, dabei verliert die Oberfläche ihre Eigenbeweglichkeit, klebt am Glas fest und der Quecksilbermeniskus wird flacher. Geschmolzenes Zinn bei 500 °C in Gegenwart von 1 % Ozon wird mit einem Oxidfilm bedeckt. Ozon oxidiert Blei in Gegenwart von Wasser und bildet Hydroxid. In Abwesenheit von Feuchtigkeit ist das Hauptprodukt dieser Reaktion dunkelbraunes Bleidioxid. Polieroberflächen aus Kupfer, Zink, Eisen und verschiedenen Stählen sind in einer Atmosphäre aus feuchtem Ozon mit losen Oxidfilmen bedeckt, wie bei gewöhnlicher atmosphärischer Korrosion. In trockener Atmosphäre werden diese Oberflächen durch Ozon passiviert und bilden Schutzfilme. Ein ähnliches Bild ist für Kupfer und Zink zu beobachten.
Die Wechselwirkung von Metallen mit Ozon in Lösungen ist vielfältiger. Wenn also Ozon in der Gasphase Gold nicht beeinflusst, tragen seine kleinen Zusätze zur Auflösung von Gold in Lösungen von Kaliumcyanid um das 1,5- bis 2-fache und von Silber um das 3-fache bei.
Es wird vorgeschlagen, die stark oxidierenden Eigenschaften von Ozon zur selektiven Oxidation von Mineralien in einem wässrigen Medium zu nutzen. Auf diese Weise wurden Barium- und Strontiumsulfate gewonnen. Schwermetallsulfide sind wertvolle metallurgische Rohstoffe, weshalb ihre Umwandlung in wasserlösliche Sulfate (oder Oxide) schon seit langem Beachtung findet. Derzeit liegen zu diesem Thema umfangreiche Labor- oder halbindustrielle Versuchsdaten vor. Wir sprechen über die Entstehung, die auf der Auswaschung von Metallen durch Ozon aus Säureschlammsulfiden basiert. Diese hydrometallurgische Technologie hat gegenüber der derzeit verwendeten Pyrometallurgie eine Reihe von Vorteilen.
1.3.2 Reaktionen von Ozon mit Nichtmetallen.
Nichtmetalle reagieren auf unterschiedliche Weise mit Ozon. Trockener Phosphor, sowohl weißer als auch roter, wird durch Ozon zu P2O5 oxidiert. Arsen wird wie Phosphor, Schwefel, Selen und Tellur in trockener Atmosphäre zu Oxiden oxidiert, und in Gegenwart von Wasser entstehen die entsprechenden Säuren und in alkalischem Wasser Salze.
Stickstoff reagiert nicht mit Ozon, Stickoxide (einige davon) reagieren jedoch sehr leicht, sodass sie aus den Gasemissionen einer Reihe von Unternehmen eliminiert werden können. Der zweite schädliche Bestandteil vieler gasförmiger Emissionen, Schwefeldioxid, reagiert nicht mit Ozon in der Gasphase, sondern in Lösung. Cyanide (Cyanidionen) reagieren in wässriger Lösung leicht mit Ozon. Diese Prozesse sowie die Eliminierung von Eisen und Mangan aus Wasser werden im Folgenden ausführlich besprochen.
Ozon oxidiert alle Halogene mit Ausnahme von Fluor, und mit zunehmender Ordnungszahl des Elements nimmt die Oxidationsfreundlichkeit zu. Auf diese Prozesse wird im Abschnitt zur Wasseraufbereitung in Schwimmbädern kurz eingegangen.
1.4. Reaktionen von Ozon mit organischen Verbindungen.
Es ist ziemlich schwierig, die Reaktionen aller organischen Grundstoffe mit Ozon zu charakterisieren. Bei der Betrachtung der direkten Auswirkungen von Ozon können nur einige allgemeine Punkte beachtet werden.
Gesättigte Alkylverbindungen reagieren sehr langsam mit Ozon. Die meisten chlorierten Kohlenwasserstoffe und sogar ungesättigte Kohlenwasserstoffe reagieren nicht direkt mit Ozon. In diesem Fall ist eine indirekte Wechselwirkung mit Ozon über das OH*-Radikal notwendig. Benzol wird durch Ozon sehr langsam oxidiert, polyzyklische Kohlenwasserstoffe schneller. Die Reaktionszeit von Ozon mit phenolischen Verbindungen beträgt einige Sekunden.
Carbonsäuren, Ketosäuren und eine Reihe ähnlicher Verbindungen sind die stabilen Endprodukte des Prozesses der Oxidation organischer Substanzen mit Ozon.
Amine reagieren bei neutralen pH-Werten sehr langsam mit Ozon, bei pH > 8 laufen Oxidationsreaktionen schneller ab. Im Allgemeinen laufen die Oxidationsreaktionen von Aminen jedoch über OH-Radikale ab. Quartäre Amine (aromatische Amine) reagieren schneller mit Ozon.
Alkohole können mit Ozon interagieren und als Zwischenprodukte Hydroperoxide bilden. Gleichzeitig werden sie zu Carbonsäuren oxidiert, während sekundäre Alkohole zu Ketonen oxidiert werden. Carbonsäuren reagieren mit Ozon schwach oder gar nicht.
Mercaptane werden mit Ozon zu Sulfonsäuren oxidiert. Bisulfite und Sulfonsäureverbindungen sind Zwischenprodukte. Schwefelhaltige Aminosäuren (Cystein, Cestin und Methionin) reagieren schnell.
Aminosäuren (ein Bestandteil von Proteinen) reagieren durch einen elektrophilen Mechanismus.
Unter den Pestiziden, die Ester der Phosphorsäure enthalten, ist Parathion das bekannteste. Durch die Ozonung dieser Verbindung entsteht Paraoxon, das giftiger als Parathion ist. Durch weitere Ozonierung wird Paraoxon in weniger giftige Substanzen umgewandelt (z. B. in Nitrophenol, das dann zu Endprodukten – Nitraten und CO2) oxidiert wird.
1.5. Ozon als Inaktivator der Mikroflora.
Wie oben erwähnt, hat Ozon eine starke bakterizide und virulente (Viren inaktivierende) Wirkung.
In der wissenschaftlichen Literatur (insbesondere in der populären) wird häufig behauptet, dass Ozon Bakterien und Viren stärker inaktiviert als Chlor (und dies wird weiter unten erläutert), dieser Nutzen muss jedoch mit gewissen Vorbehalten quantifiziert werden.
Derzeit wird bei der Beurteilung der Wirksamkeit eines Desinfektionsmittels das sogenannte SHT Kriterium, d.h. das Produkt aus der Konzentration des Reagenzes und der Dauer der Wirkung.
Man kann sagen:
EXPOSITION (INAKTIVIERUNG) = Konzentration * Belichtungszeit.
Tisch 2.1. als Vergleichswerte dargestellt SHT Kriterien für verschiedene Mikroorganismen - Desinfektionsmittel.
Tabelle 2.1. Bedeutung SHT Kriterium für verschiedene Mikroorganismen (99 % Inaktivierung bei 5-25 °C). SHT Kriterium (Mg/l*min)
Offensichtlich ist Ozon Desinfektionsmitteln wie Chlor, Chloramin und Chlordioxid überlegen, allerdings in unterschiedlicher Weise für unterschiedliche Krankheitserreger. Bei Krankheitserregern wie Escherichia coli (E-coli) ist Ozon wirksamer als Chlor, aber nicht viel. Gleichzeitig gilt für Kryptosporidium das Verhältnis SHT Die Kriterien für diese Desinfektionsmittel nähern sich 1000. Prinzipiell kann Ozon mit Desinfektionsmitteln wie Chlor, Brom, Jod, Chlordioxid und Silber konkurrieren.
Molekulares gasförmiges Chlor, das sich in Wasser auflöst, zersetzt sich und erzeugt Salzsäure HOCl, die wiederum in Wasser in das Anion СlО- und das Kation Н+ dissoziiert. Der Grad dieser Dissoziation wird durch den Säuregehalt des Mediums bestimmt. Es wurde festgestellt, dass bei pH = 8 die Konzentration der nicht dissoziierten Säure ≈ 20 % beträgt und bei pH = 7 die Konzentration von HClO ≈ 80 % beträgt. Da HClO eine starke bakterizide Wirkung hat, ist es bei der Verwendung von Chlor (auch in Form von Hypochlorit) notwendig, den optimalen pH-Wert einzuhalten.
Jod wird als Desinfektionsmittel zur Inaktivierung der Mikroflora in kleinen Wasseraufbereitungssystemen und manchmal in kleinen Schwimmbädern verwendet. In seiner desinfizierenden Wirkung ist Jod schwächer als Chlor und insbesondere Ozon, lässt sich aber bequemer transportieren.
Brom kann grundsätzlich zu Desinfektionszwecken eingesetzt werden, bildet jedoch in Gegenwart anderer Oxidationsmittel Bromate, Derivate der Säure HBrO3, die sehr schädlich sind und einen niedrigen MAC-Wert haben. Dieses Problem – die Bildung von Bromaten bei der Ozonierung bromhaltiger Wässer – ist recht gravierend und wir werden im Abschnitt „Einsatz von Ozon zur Trinkwasseraufbereitung“ näher darauf eingehen. Silber ist ein exotisches, aber sehr schwaches Desinfektionsmittel und wird selten verwendet.
Darüber hinaus bietet die in- und ausländische Industrie in letzter Zeit eine Reihe organischer Substanzen mit starker desinfizierender Wirkung an. Allerdings haben sie alle gewisse Nachteile und sind noch nicht weit verbreitet.
Daher kann nur Chlor ein echter Konkurrent von Ozon sein. Leider hat Chlor erhebliche Nachteile:
Lange Zeit wurde flüssiges Chlor aus Druckflaschen verwendet, was sicherheitstechnisch ein großes Problem darstellte. Derzeit wird Chlor gewonnen oder Hypochlorit verwendet, das durch Auflösen in Wasser die erforderliche Konzentration an freiem Chlor erzeugt. Es ist zu beachten, dass sich der Begriff „freies Chlor“ auf die Konzentration der unterchlorigen Säure HClO bezieht. Die Verwendung von Hypochlorit erfordert die Bevorratung eines Reagenzvorrats, aber Hypochlorit zersetzt sich während der Lagerung und der Gehalt an freiem Chlor sinkt.
Eine der unangenehmsten Eigenschaften von Chlor besteht darin, dass bei der Reaktion mit den meisten organischen Verbindungen eine ganze Reihe chlororganischer Derivate entsteht, von denen die meisten hochgiftig sind. Chlorphenole und insbesondere Polychlorphenole, einige davon die sogenannten Dioxine, gehören zu den stärksten derzeit bekannten organischen Giften und zerstören das menschliche Immunsystem, so dass bei Dioxinen der Begriff „ Manchmal wird „chemisches AIDS“ eingesetzt.
Chlor reagiert sehr leicht mit Ammoniak unter Bildung von Chloraminen. Diese Stoffe haben eine sehr schwache desinfizierende Wirkung, wirken jedoch stark reizend auf die Schleimhäute der Augen und des Nasen-Rachenraums. Chloramine werden oft als „gebundenes Chlor“ bezeichnet. Dieses gebundene Chlor ist 5–10 Mal reizender als freies Chlor.
Bei der Ozonierung gasförmiger und kondensierter Medien kann Ozon auch Zwischenverbindungen (Nebenprodukte) bilden. Theoretisch kann man davon ausgehen, dass die dabei entstehenden Produkte giftiger sind als Ozon.
Dieses Problem war Gegenstand der Forschung vieler Wissenschaftler auf der ganzen Welt. Die Konzentrationen und Zusammensetzung der bei der Ozonierung entstehenden Zwischenprodukte hängen stark davon ab, ob Trinkwasser oder Abwasser ozonisiert wird. Natürlich entstehen im ersten Fall viel weniger Nebenprodukte und ihre Zusammensetzung ist offensichtlicher. Alle diese Fragen werden in den entsprechenden Abschnitten der Rezension erörtert. Die recht konsistenten Ergebnisse jahrelanger Forschung lassen sich wie folgt zusammenfassen:
In den allermeisten Fällen sind die Zwischenprodukte der Ozonoxidation von Schadstoffen WENIGER GIFTIG als die ursprünglichen Inhaltsstoffe.
Ein direkter Vergleich der bei Vergleichsversuchen zur Chlorierung und Ozonierung gebildeten Zwischenprodukte zeigte, dass im ersten Fall deutlich mehr unerwünschte Nebenprodukte entstehen.
In zahlreichen experimentellen Studien und in laufenden Wasseraufbereitungsanlagen wurde ein direkter Vergleich von Chlor und Ozon als Mikroflora-Desinfektionsmittel durchgeführt. Hier nur einige der bekannten Werke:
M. Kane und Gleckner untersuchten die Wirkung von Ozon und Chlor auf Zysten (dichte Hüllen, die sich um einzellige Organismen bilden) von Endamoeba hystolica und auf die Bakterien, die diese Kulturen begleiten. Es wurde festgestellt, dass die für die Zerstörung dieser Organismen erforderliche Zeit bei einer Restozonkonzentration von 0,3 mg/l 2 bis 7,5 Minuten beträgt und bei Chlor (Restkonzentration von 0,5 bis 1 mg/l) viel länger – 15 Minuten -20 Minuten.
In den 1940er und 1960er Jahren führten Virologen in den USA und Deutschland eine Reihe von Studien mit Suspensionen des Poliovirus durch, um es mit Chlor, Ozon und Chlordioxid zu inaktivieren.
Die Schlussfolgerungen dieser Studien lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Die Inaktivierung des Poliomyelitis-Virus mit Chlor wird mit einer Dosis von 0,1 mg/l bei einer Wassertemperatur von 18 °C erreicht; bei einer Wassertemperatur von 7 °C sollte die Chlordosis mindestens 0,25 mg/l betragen.
Die Virusinaktivierung mit Ozon wird mit einer Dosis von 0,1 mg/l bei einer Wassertemperatur von 18 °C erreicht, bei kaltem Wasser 7 °C sollte die Dosis auf 0,15 mg/l erhöht werden.
Bei der Verwendung von Chlordioxid muss eine Dosis von 0,6 mg/l (18 ºC) verwendet werden. Bei Wasser mit einer Temperatur von 7 °C sollte die Chlordioxiddosis 1 mg/l betragen.
Laut Naumann werden Poliomyelitis-Erreger durch Ozon bei einer Konzentration von 0,45 mg/l in 2 Minuten abgetötet, bei einer Chlorierung mit einer Dosis von 1 mg/l dauert dies 3 Stunden.
Nach Ansicht einiger Autoren beseitigt Ozon Mikroalgen und Protozoen aktiver als Chlor. So zerstört Ozon in einer Konzentration von 15 mg/l in 3 Minuten die Protozoenarten, die ihre Aktivität behalten, wenn Wasser über einen längeren Zeitraum mit einer Chlordosis von 250 mg/l behandelt wird.
Larven der Zebramuschel starben bei einer Ozondosis von 0,9-1,0 mg/l zu 90 %, bei einer Dosis von 2 mg/l zu 98 % und bei einer Dosis von 3 mg/l vollständig ab. Erwachsene Formen der Molluske starben nach einer längeren Behandlung mit ozonisiertem Wasser (bis zu 30 Minuten) ab.
Zwar werden Algenblüten, die normalerweise in offenen Becken im Sonnenlicht gedeihen, durch Ozon leicht beeinträchtigt. Hier werden Schockdosen von Chlor eingesetzt. Diese Behandlung wird üblicherweise nachts im Rahmen der vorbeugenden Reinigung solcher Becken durchgeführt.
Ridenor und Ingalls aus den USA behandelten E-Coli-Suspensionen in destilliertem Wasser mit Chlor und Ozon bei Hp = 6,8 und einer Temperatur von 1°C. Unter diesen Bedingungen betrugen die bakteriziden Dosen, die zum Tod von 99 % der E-Coli-Kolonien führten, 0,25–0,3 mg/l für 16 Minuten für Chlor und 0,5 mg/l für 1 Minute für Ozon.
Die lange Geschichte des Einsatzes dieser beiden Desinfektionsmittel in großen Kläranlagen enthält eine Fülle von Faktenmaterial, das eine Beurteilung ihrer Vor- und Nachteile ermöglicht. In dem bereits erwähnten Buch „Ozonierung des Wassers“ werden einige interessante Beispiele aufgeführt.
So wurde während des Langzeitbetriebs der Station in Nizza nie das Auftreten der Bakterien Escherichia coli und Clostridium pertringers im ozonisierten Wasser festgestellt.
In der Belmont Filtration Station in Philadelphia (USA) hat die Ozonierung von Wasser bei der Eliminierung von E-Coli bessere Ergebnisse gezeigt als die Chlorierung.
Studien zur Wasserozonierung wurden im Ostwasserwerk in Moskau durchgeführt. Die Wirkung der Wasserdesinfektion mit Ozon beträgt, wenn die Gesamtzahl der Bakterien in 1 ml 800-1200 Einheiten beträgt. beträgt: bei einer Ozondosis von 1 ml/l 60-65 %, bei einer Dosis von 2 ml/l - 85 %, bei einer Dosis von 3 ml/l - 90-95 %. Eine akzeptable Ozondosis sollte bei 3–4 ml/l liegen.
Im Wasserwerk Rublevskaya (Moskau) wurde eine Ozonung des Wassers der Moskwa durchgeführt. Die Gesamtzahl der Bakterien in 1 ml Wasser sank nach der Einleitung von Ozon innerhalb eines Zeitraums von 1–25 Minuten um 92–99 %. Die keimtötende Ozondosis entsprach der nach der Behandlung, bei der in 500 ml keine E-Coli nachgewiesen werden konnten. Wasser. Anstieg der Trübung von 6,8 auf 12 mg/l und der Farbe von 3,2 auf 18 Grad. erforderte eine Erhöhung der bakteriziden Ozondosis von 3,2 auf 4,1 mg/l.
So stellt V.F. Kozhinov beim Vergleich der Arbeit der französischen Wasseraufbereitungsstation in Saint-Maur und der Station in Chicago (USA) fest, dass im ersten Fall Krankheiten „wasserbedingten Ursprungs“ nur in einem Fall pro 100.000 Einwohner registriert wurden. obwohl die Restozonkonzentration im Wasser 0,05 mg/l nicht überstieg.
Gleichzeitig kam es in Chicago trotz des sehr hohen Chlorgehalts im Leitungswasser zu Ausbrüchen von Magen-Darm-Erkrankungen.
Einer der größten Hygieniker des letzten Jahrhunderts, Watson, äußerte auf dem internationalen Kongress zur Wasserversorgung in Stockholm (Juli 1964) folgende Meinung: Chlor. In Ashton (England) durchgeführte Experimente haben gezeigt, dass durch Ozon dekontaminiertes Wasser, das in einem funktionierenden Wasserversorgungsnetz aus Pipelines zirkuliert, seine Qualität nicht verschlechtert. Kontrollproben von ozonisiertem Wasser aus dem Netzwerk waren völlig gleichwertig mit Proben, die restliches Chlor in Wasser aus anderen Quellen enthielten. Es wurde auch festgestellt, dass geringe Mengen an Restchlor in Rohrleitungen keine desinfizierende Wirkung auf die durch Kommunikationsschäden verursachte Verschmutzung haben können. Diese. Das Vorhandensein von Restchlor in Rohrleitungen bedeutet noch nicht die unbedingte bakterielle Reinheit des Wassers, obwohl dies oft als solche angesehen wird.
Einer der Autoren dieser Rezension diskutierte dieses Problem mit den Zürcher Sanitärleitern und sie bestätigten Watsons Meinung, dass es bei der Verwendung sauberer Rohre in Wassernetzen nicht zu einer erneuten Kontamination von ozonisiertem Wasser kommt.
Selbst bei diesem kurzen Vergleich von Ozon mit anderen oxidierenden Desinfektionsmitteln sind die Vorteile von Ozon unbestreitbar.
Wenn wir einige Ergebnisse eines äußerst kurzen Vergleichs von Ozon, Chlor und Chlordioxid als Mittel zur Reinigung und Desinfektion von Wasser zusammenfassen, stellen wir fest, dass dieser Streit in gewisser Weise durch das Leben selbst gelöst wurde. Tatsächlich sprechen die Erfahrungen mit Wasseraufbereitungsanlagen, die Ozon und Chlor verwenden, voll und ganz für Ozon.
1.6 Weitere Vorteile von Ozon.
Aufgrund der Kürze des Berichts gehen wir hier nicht auf so positive Eigenschaften von Ozon ein, wie die Verbesserung der Koagulations-Flockungsprozesse, die wirksame Beeinflussung des Mikroflockungsprozesses, die unvergleichlich höhere Wasserqualität in Schwimmbädern, bei denen Ozon anstelle von Chlor verwendet wird, und a Anzahl anderer.
Schließlich ist da noch die Frage der Kosten. Es gibt die Meinung, dass die Ozonierung viel teurer ist als die Chlorierung. Dies ist jedoch nicht der Fall. Bei der Chlorierung ist es notwendig, überschüssiges Chlor aus dem Wasser zu entfernen, die sogenannte Entchlorung durchzuführen. Dies geschieht in der Regel mit speziellen Reagenzien. Unter Berücksichtigung dieses Faktors sowie des Trends zu kontinuierlichen Preissenkungen für Ozonierungsanlagen und Preiserhöhungen für Chlor und Chlorprodukte sind die Kosten dieser Prozesse derzeit nahezu vergleichbar.
Wenn wir jedoch über unser Land sprechen, wird die Chlorierung häufiger eingesetzt als die Ozonierung. Warum? Es gibt verschiedene Gründe.
Die Arbeit mit Chlor, insbesondere wenn es sich um Flaschen mit flüssigem Chlor handelt, ist relativ einfach. Es reicht aus, das Flaschenventil abzuschrauben oder einen Eimer Hypochlorit in das Becken zu gießen, und in erster Näherung sind alle Probleme mit der Desinfektion gelöst. Dies ist sicherlich einfacher als die Überwachung der aus dem Ozongenerator austretenden Ozonkonzentration, da der Ozonisator ein relativ komplexes Gerät ist und man sicherstellen muss, dass er sich nicht plötzlich abschaltet.
Hier liegt der zweite (und möglicherweise erste) Grund für die geringe Ozonprävalenz. Bis vor Kurzem ließ die Zuverlässigkeit von Ozonierungsgeräten zu wünschen übrig und der geringe Automatisierungsgrad erforderte den Einsatz relativ hochqualifizierten Servicepersonals.
Im Abschnitt „Ozonerzeugung“ werden wir näher auf die Betrachtung dieses Problems eingehen und bestehende Konstruktionen genau unter dem Gesichtspunkt der Zuverlässigkeit und Einfachheit der Ausrüstung kritisch untersuchen. Nur die neueste Generation von Positron-Ozonisatoren ermöglicht aufgrund der hohen Automatisierung und Konstruktionszuverlässigkeit, die Wartung von Ozonierungsgeräten auf ein Minimum, genauer gesagt auf das Drücken einer Taste, zu reduzieren.
1.7 Ozontoxikologie
Die toxischen Eigenschaften von Ozon sind seit den 1940er Jahren Gegenstand zahlreicher Studien. Zu dieser Zeit wurde in Los Angeles (USA) und dann in vielen anderen Städten das Auftreten des sogenannten photochemischen Smogs beobachtet. Unter dem Einfluss der Sonneneinstrahlung wurden Autoabgase (Kohlenwasserstoffe und Stickoxide) durch eine komplexe Kette photochemischer Reaktionen in Ozon und organische Peroxide umgewandelt, darunter Benzopyren, ein sehr starkes Karzinogen. Gleichzeitig erreichte die Ozonkonzentration teilweise 10 MPC (≈ 1 mg/m³). Bei Personen, die photochemischem Rauch ausgesetzt waren, wurden Reizungen der Augen und der Schleimhäute der Atemwege beobachtet. Nach einer gewissen Zeit an der frischen Luft verschwanden die unangenehmen Symptome.
Technologische Fortschritte und insbesondere der Einsatz von Katalysatoren zur Abgasreinigung von Kraftfahrzeugen haben die Ursachen des photochemischen Smogs nahezu vollständig beseitigt. Sorgfältige experimentelle Studien an Menschen und Tieren haben die Frage der Ozontoxizität vollständig geklärt. Man kann (unserer Meinung nach) sagen, dass die Ängste vor der Ozontoxizität in gewissem Sinne ein Mythos sind. Ja, Ozon wird als Stoff der ersten Gefahrenklasse eingestuft. Sein MAC ist niedriger als der von Stoffen wie Chlor und Blausäure (MAC für Chlor = 1 mg/m³, MAC für Blausäure = 0,3 mg/m³). Tatsache ist, dass bei der Ermittlung des MPC-Wertes nicht nur die tödliche Dosis, sondern auch der Dampfdruck eines bestimmten Stoffes berücksichtigt wird. Da Ozon ein extrem flüchtiges Gas ist (Tº bp = -111 ºС), ist der Toxizitätswert hoch. Es muss jedoch betont werden, dass Ozon seit anderthalb Jahrhunderten, seit die Menschheit es kennt, unbekannt ist keiner Fall einer tödlichen Ozonvergiftung. Ja, und es wurde überhaupt nicht beobachtet keiner ein Fall einer schweren Ozonvergiftung, die einen Krankenhausaufenthalt erforderlich machen würde. Ozon hat die größte Wirkung auf die Atemwege. Veränderungen der Atemfrequenz, des eingeatmeten Luftvolumens, der lebenswichtigen und verbleibenden Lungenkapazität. Aber im Buch des ungarischen Ozonspezialisten M. Horvath wird ein Experiment beschrieben, bei dem 5 Personen in einer speziellen Kammer mit einer maximalen Exposition von 6 ppm Ozon für 1 Stunde (6 ppm ≈ 120 MAC) und einem Minimum von 1,2 platziert wurden ppm (≈ 24 MAC) für 2,5 Stunden. Geschmackssinn, Blutdruck, Pulsfrequenz wurden nicht erfasst. Es wurde festgestellt, dass die Geruchsempfindung verringert war. Es ist jedoch nicht klar, ob Ozon das Nervensystem beeinflusst oder den Geruch der Sensorsubstanz „überlagert“. Auch die Zusammensetzung des Blutes veränderte sich nicht.
Experimente an Kleintieren haben gezeigt, dass der Körper von Ozon abhängig wird und dann tödliche Dosen tolerieren kann. Es ist jedoch notwendig, eine wichtige Bemerkung zu den tödlichen Ozondosen zu machen.
Einer der Autoren dieser Rezension atmete bei der Arbeit mit Ozon aufgrund unvorhergesehener Umstände Ozon in einer Konzentration von 20-40 g/m³ ein, was (10-30) - 10³ ppm entspricht und deutlich über der tödlichen Kurve liegt 4. Das Gefühl war sehr unangenehm, aber der Aufenthalt an der frischen Luft stellte die normale Atmung vollständig wieder her. Selbst wenn eine Person eine laufende Nase hat und kein Ozon riecht, gibt es auf dem Markt mittlerweile einfache und zuverlässige „Ozonsonden“, mit denen Sie jedes Ozonleck schnell finden können.
1.8 Fazit
Ozon wird als einzigartiges Oxidations- und Desinfektionsmittel weltweit häufig verwendet, vor allem im Bereich der Trinkwasseraufbereitung. In Frankreich beispielsweise gibt es mehrere tausend Wasseraufbereitungsanlagen, die Ozon nutzen. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Ozon sind sehr eigenartig. Es löst sich gut in Wasser, zersetzt sich darin jedoch schnell, insbesondere wenn Verunreinigungen mit Schadstoffen vorhanden sind. Daher kann die Lebensdauer, insbesondere bei neutralem pH-Wert, von Stunden (reines Wasser) bis zu Sekunden (alkalische Lösungen, organische Verunreinigungen) variieren.
Als starkes Oxidationsmittel (sein Oxidationspotential ist unter den stabilen Substanzen nur Fluor unterlegen) oxidiert Ozon fast alle Metalle außer Gold. Ozon reagiert mit vielen Stoffen explosionsartig. Ozon reagiert mit Chlorlösungen im Wasser, was wichtig ist, wenn diese Stoffe zur Wasseraufbereitung in Schwimmbädern verwendet werden. Reaktionen mit organischen Stoffen hängen in erster Linie von der Art der organischen Stoffe ab. Verbindungen mit ungesättigten Bindungen oxidieren sehr schnell. Andere Substanzen wie organische Säuren (Oxalsäure, Essigsäure usw.) sowie Alkohole und Ketone reagieren sehr langsam. Die Reaktionsgeschwindigkeiten mit Ozon in Lösung hängen sehr stark vom pH-Wert des Mediums ab In einer sauren Umgebung wird der molekulare Mechanismus der Oxidation verwirklicht, bei dem Ozon selbst wirkt, und in einer alkalischen Umgebung das OH*-Radikal.
Eine nicht weniger und vielleicht noch wertvollere Eigenschaft von Ozon ist seine äußerst wirksame Fähigkeit, Mikroflora zu eliminieren. Hier übertrifft es andere gängige Desinfektionsmittel (hauptsächlich Chlor) um das 3- bis 1000-fache, je nach Art der pathogenen Mikroflora. Auch die Wirkung von Ozon auf Mikroorganismen wie Pilze und Algen ist schädlich, wobei in diesem Fall viel von den Verarbeitungsbedingungen abhängt.
Trotz dieser offensichtlichen Vorteile werden in einer Reihe von Branchen (hauptsächlich in der Wasseraufbereitung) häufig Chlor und seine Verbindungen anstelle von Ozon verwendet. Dies ist auf eine Reihe von Vorurteilen zurückzuführen. Man geht davon aus, dass der Einsatz von Ozon deutlich teurer ist als der Einsatz von Chlor. In einer Reihe qualifizierter Vergleiche der Kostenindikatoren der Ozon- und Chlorbehandlung zeigte sich unter Berücksichtigung der Kosten des abschließenden Entchlorungsprozesses, dass die Gesamtkosten nahezu gleich sind, und in einigen Fällen auch, wenn der Transport von Chemische Reagenzien sind schwierig oder sehr teuer, die Verwendung von Ozon ist rentabler als andere Oxidations- und Desinfektionsmittel.
Zwar ist die Herstellung von Ozon selbst ein technisch komplexerer Prozess als die Herstellung von Chlor. Bisher gab es häufig Beschwerden über die Komplexität der Wartung und Zuverlässigkeit von Ozonierungsgeräten. Nun hat sich diese Situation zum Besseren gewendet. Die neuesten Entwicklungen der VIRIL GROUP zeichnen sich durch einen hohen Automatisierungsgrad aus. Um den Ozonisator und seinen weiteren Betrieb einzuschalten, drücken Sie einfach eine Taste.
Schließlich gibt es eine vorgefasste Meinung über die extrem hohe Toxizität von Ozongas. Tatsächlich gibt es für Ozon einen sehr niedrigen Wert der maximal zulässigen Konzentration MPC = 0,1 mg/l. ABER das liegt vor allem an seiner sehr hohen Flüchtigkeit (Ozon verflüssigt sich bei -1110 °C). Auf jeden Fall ist in den 100 Jahren seit der Existenz von Ozon kein einziger schwerer Fall einer Ozonvergiftung bekannt, geschweige denn eine tödliche Vergiftung
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