» artikkel Osoon vee töötlemiseks. Kus me räägime selle gaasi kasutamisest puhtama vee loomiseks.
Osoon vee puhastamiseks on ajaproovitud tehnoloogia. Euroopa riigid on enam kui sajandi kasutanud eelistatud veepuhastusmeetodina osoonimist. Esimene riik, kes kasutas osooni vee puhastamisel, oli Prantsusmaa.
Osooni kui veepuhastusreagendi peamine erinevus võrreldes teiste ainetega seisneb selles, et seda toodetakse välisõhust, ilma et oleks vaja osta asenduselemente, reaktiive jne.
Osoon on aktiivne keemiline ühend, mis koosneb kolmest hapnikuaatomist. See ühend on stabiilne; kolmas lisahapniku aatom on kergesti eraldatav ja suhtleb üliaktiivselt ümbritsevate ühenditega. Sellel nähtusel põhineb vee osoonimise tehnoloogia.
Osoon oksüdeerib oma suurenenud reaktsioonivõime tõttu orgaanilisi lisandeid, muudab need lahustumatuks, soodustab nende suurenemist ja suurendab seeläbi vee puhastamise järgmiste etappide efektiivsust, kus need ühendid filtreeritakse välja.
Osoon oksüdeerib vees lahustunud rauda, mangaani ja raskmetalle, muudab need lahustumatuks ja hõlbustab nende edasist eemaldamist.
Ei mingeid ebameeldivaid ega kahjulikke lõhnu. Kui vees on vesiniksulfiidi ja ammoniaaki, siis vee osoonimine kõrvaldab need ained täielikult.
Osoonil on osaline katlakivivastane toime. Vee osoneerimine aeglustab kaltsiumisoolade moodustumist kuuma torujuhtme seintel ja eemaldab osaliselt olemasolevad kriidiladestused.
Kaasaegsed osoonimistehnoloogiad muutuvad tänu pooljuhtide kasutamisele üha odavamaks. Kuna osoonimise mõju on keerukas, on kogu maja vee puhastamisel paljudel juhtudel, eriti "raske" veega, võimalik see tehnoloogia kaasata.
Näide vee puhastamise korraldamisest osooni abil.
See ei ole retsept kõigi hädade vastu, see on katse näidata oma eeskujuga, kuidas saab osoonimist veepuhastuses kasutada.
Oletame olukorda: lähtevesi sisaldab lahustunud rauda 2,5 mg/l, oksüdeeritavus 12 mgO2/l, hägusus 5 mg/l, värvus 30 kraadi. See tähendab, et vesi on hägune, roheline ja sisaldab palju orgaanilist ainet ja rauda. Pole just kõige hullem olukord, lihtne rauaeemaldaja saab sellega hakkama. Kuid oletame, et kasutame odavamat osoonimist.
Rusikareegel on see, et osoonidoos vee töötlemisel raua eemaldamiseks on 0,14* ehk 0,14 korda suurem raua kontsentratsioonist. Kahjuks allikat ei mäleta. Meie puhul on osoonidoos 0,35 mg/l. Kuna oksüdeeritavus on keeruline näitaja ja tegelikult pole teada, mis seal on, saab osoonidoosi täpselt välja arvutada vaid praktikas. Meie näites on vaja ligikaudu 2 mg/l osooni. Vastavalt sellele vajab 1000 liitrit 2000 milligrammi osooni ehk 2 grammi. 1000 liitrit on veekogus, mida 3-4-liikmeline pere ööpäevas vajab.
Osonisaatorid jagunevad tootlikkuse järgi: 1 g/tunnis, 2 g/tunnis, 4 g/tunnis jne. Mida rohkem gramme tunnis, seda kallim. Oletame, et valisime osonisaatori 1 g/tunnis. See tähendab, et meie näite kohaselt kulub vee töötlemiseks 2 tundi. Kuidas me osooni tarnime? See on väga lihtne – kasutage kompressorit, et see mahutisse mullitada. Osooniga küllastunud õhumullid läbivad vett, oksüdeerivad kõik oksüdeeruva ja lõhkevad vee pinnale. Kasutamata osoon tuleb eemaldada, kuna osoon on üsna mürgine. Selleks paigaldatakse paagi väljalaskeavale aktiivsöefilter, mis lagundab osooni. Kõik see peaks asuma hästi ventileeritavas kohas.
Vesi settib, raud ja orgaaniline aine muutuvad suuremaks ning neid saab järgmises veepuhastuse etapis tavaliste kassett-tüüpi mehaaniliste filtrite abil välja filtreerida. Aktiivsöefilter ja võrgupesufilter ei lähe valesti. Aga seda tuleb juba rahaliselt vaadata.
Niisiis vajate: osonaatorit võimsusega 1 g/h, 1000 liitrit mahutit, kompressorit osooni-õhu segu paaki varustamiseks, osooni etteandesüsteemi paaki, jämefiltrit, pumpamist. jaam, mehaanilised veepuhastusfiltrid.
Skemaatiliselt näeb see välja järgmine:
Niisiis, vesi tuleb kaevust ja kogutakse konteinerisse. Veetaset juhib sukelpumba ujuk ja solenoidklapp. Kõik on ühendatud taimeriga, mis võimaldab vett koguda ainult öösel. Teine taimer sisaldab osonisaatorit ja kompressorit õhu-osooni segu vette varustamiseks. Taimer on programmeeritud töötama 2 tundi. 2 tunni pärast lülitab ta välja osonaatori ja kompressori.
Nende 2 tunni jooksul sisenevad osoon ja õhk paaki läbi aukudega vooliku, et varustada osooni ühtlaselt kogu paagi mahu ulatuses. Raud oksüdeerub, orgaaniline aine oksüdeerub, need suurenevad ja sadestuvad.
Järgmisena tõusevad majaelanikud püsti, avavad kraani – ja pumbajaam juhib juba puhastatud vett läbi rea filtrite (näiteks 100 mikronise võrgusilmaga, 30 mikroni lainepapist, 5 mikronit padrunit ja aktiivsöefiltrit) maja.
Selle tulemusena ei sisalda vesi rauda ja selles on palju vähem orgaanilist ainet.
Selleks, et lisandite eemaldamine oleks täielikum, suurendatakse lihtsalt osoonimisaega. Katse protseduur on lihtne – valati paaki vett, lasti läbi osooni 2 tundi, tund, 3 tundi, 4 tundi ja võrreldi vee välimust.
Tuleb meeles pidada, et saastunud vees laguneb osoon peaaegu täielikult ja muutub inimestele ohutuks 20 minutiga ja kindlasti 30 minutiga. See tähendab, et vett saab juua alles pärast seda aega.
Loeme aega: paak hakkab täitma kell üks öösel. Paagi täitmine 2 tundi - 3 hommikul. Osooni lagunemise aeg vees on 30 minutit. 3.30 - vesi on kasutusvalmis.
Projekti kulud on minimaalsed, ainsad vahetatavad elemendid on süsinikfiltri mehaaniliseks puhastamiseks mõeldud padrunid, mis oleksid olemas igas veetöötlusskeemis - nii osooniga kui ka ilma. Muid vahetatavaid elemente ega kulumaterjale pole – katalüütilist laengut ei vahetata, kaaliumpermanganaadi või soola eest ei maksta.
Kust saab osonisaatoreid? Peamiselt nendelt firmadelt, kes tegelevad ujulatega. Nad ütlevad teile ja näitavad teile ja võib-olla isegi installivad selle.
Seega on osoonimine õige lähenemisviisiga terviklik veepuhastus.
Põhineb saidi http://voda.blox.ua/2008/10/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-34.html materjalidel
Erinevalt vee kloorimisest ja fluorimisest ei satu osoonimise käigus vette midagi võõrast (osoon laguneb kiiresti). Samal ajal jääb mineraalne koostis ja pH muutumatuks.
Osoonil on suurimad desinfitseerivad omadused haigustekitajate vastu.
Vees olevad orgaanilised ained hävivad, takistades seeläbi mikroorganismide edasist arengut.
Enamik kemikaale hävitatakse ilma kahjulike ühendite moodustumiseta. Nende hulka kuuluvad pestitsiidid, herbitsiidid, naftasaadused, detergendid, naatriumsoolad, väävli-, lämmastiku- ja klooriühendid, mis on kantserogeensed. Asbesti ja raskmetallide kontsentratsioon väheneb. Metallid, sh raud, mangaan, alumiinium jne, oksüdeeritakse mitteaktiivseteks ühenditeks.Oksiidid sadestuvad ja on kergesti filtreeritavad.
Kiiresti lagunedes muutub osoon hapnikuks, parandades vee maitset ja raviomadusi.
Osooniga töödeldud vesi on bakterioloogiliselt ja keemiliselt ohutu.
78. Mis määrab vajaliku veetöötluse aja?
Osooni vees lahustumisvõime sõltub vee temperatuurist ja gaaside kokkupuutealast veega. Mida külmem on vesi ja mida väiksem on jaotur, seda vähem osooni lahustub. Mida kõrgem on vee temperatuur, seda kiiremini laguneb osoon hapnikuks ja kaob aurustumisel.
Olenevalt vee saastatuse astmest on vaja suuremat või madalamat osooni kontsentratsiooni. Näiteks Venemaal on pinnavee puhastamiseks kesk- ja põhjapiirkondades vaja 2,5 mg osooni liitri vee kohta. Lõunapoolsetes piirkondades on vaja 8 mg liitri kohta.
79. Kuidas mõjutab osoon rauda ja mangaani?
Looduslikes vetes leidub rauda sageli lahustunud olekus. Selle kolloidosakesi (kuni 0,1 - 9,01 mikronit) ei saa tavapärase meetodiga kaitsta. Nende esialgne oksüdeerimine on vajalik. Mangaan on tavaliselt rauaga kaasas. Need oksüdeeritakse osooni toimel kergesti lahustumatuteks ühenditeks, moodustades suuri helbeid, mis on kergesti filtreeritavad.
Rauda ja mangaani sisaldavad orgaanilised ühendid lagundatakse esmalt osooni toimel ja seejärel oksüdeeritakse. See on kõige tõhusam meetod vee puhastamiseks sellistest ühenditest.
80. Kas pärast osoonimist on vajalik täiendav vee filtreerimine?
Kui vesi sisaldas suurt hulka kompleksühendeid, siis osooniga töötlemise tulemusena tekivad selles mitmesugused sademed. Sellist vett tuleb täiendavalt filtreerida. Selle filtreerimise jaoks saate kasutada lihtsamaid ja odavamaid filtreid. Samal ajal pikeneb nende kasutusiga oluliselt.
81. Kas ma peaksin muretsema pikkade osooniga veetöötlusperioodide pärast?
Vee töötlemine liigse osooniga ei too kaasa kahjulikke tagajärgi. Gaas muutub kiiresti hapnikuks, mis ainult parandab vee kvaliteeti.
82. Milline on osoonimise läbinud vee happesus?
Vesi on kergelt leeliselise reaktsiooniga PH = 7,5 - 9,0. Seda vett soovitatakse juua.
83. Kui palju suureneb hapnikusisaldus vees pärast osoonimist?
Hapnikusisaldus vees suureneb 14-15 korda.
84. Kui kiiresti laguneb osoon õhus ja vees?
10 minuti pärast õhus. Osooni kontsentratsioon väheneb poole võrra, moodustades hapniku ja vee.
15-20 minuti pärast külmas vees. Osoon laguneb pooleks, moodustades hüdroksüülrühma ja vee.
85. Mis määrab osooni ja hapniku kontsentratsiooni vees?
Osooni ja hapniku kontsentratsioon sõltub lisanditest, temperatuurist, vee happesusest, materjalist ja anuma geomeetriast.
86. Miks kasutatakse O 3 molekuli, mitte O 2?
Osoon lahustub vees ligikaudu 10 korda paremini kui hapnik. Mida madalam on vee temperatuur, seda pikem on säilivusaeg.
87. Miks on kasulik juua hapnikurikast vett?
Suureneb kudede ja elundite glükoosi tarbimine, vereplasma küllastus hapnikuga, väheneb hapnikuvaeguse aste ja paraneb vere mikrotsirkulatsioon. Sellel on positiivne mõju maksa ja neerude ainevahetusele. Toetatud on südamelihase töö. Hingamissagedus väheneb ja hingamise maht suureneb.
88. Kui kaua kulub vee osoneerimiseks?
Mida rohkem on vesi lisanditega küllastunud, seda pikem on töötlemisaeg. Näiteks 3 liitri kraanivee osoonimine võtab aega 10–15 minutit. Ühes mahus veehoidlast võetavat vett tuleb olenevalt aastaajast ja reostuse tasemest võtta kolm kuni neli korda kauem.
89. Millega on parem kausis või purgis vett osoneerida?
Parem on valida kitseneva kaelaga klaasnõud (purk), et tekitada piiratud mahus suuremat osoonikontsentratsiooni.
90. Millal on parem töödelda vett tee jaoks, enne või pärast keetmist?
91. Kas mineraalvett on võimalik osoneerida?
Sellises vees säilivad kõik mineraalid, see muutub ohutuks ja hapnikuga küllastunud.
92. Miks toiduained osoonitakse?
Osoon eemaldab toiduainetest orgaanilised ja anorgaanilised kahjulikud ained, viirused, hallituse ja usside munad.
Tööstuslikes tingimustes kasvatatud kana, veiseliha, sealiha, kala söödetakse antibiootikumide ja anaboolsete steroididega. Taimi väetatakse ja pritsitakse kasvu kiirendavate ning kahjurite ja haiguste eest kaitsvate ainetega. Need toiduga kehasse sattuvad ained on ainevahetushäirete allikad või, lihtsamalt öeldes, kahjustavad meie tervist.
Toidukaupade osoneerimine on keskkonnasõbralik viis nende puhastamiseks erinevatest saasteainetest, suurendades seeläbi nende tarbimisomadusi.
93. Kas teravilja on vaja osoonida?
Jah, peaksime.
94. Kuidas liha töödelda?
Liha ei tohiks külmutada.
Kõigepealt lõika umbes 2 cm tükkideks ja pane 10 minutiks vette. Töötle 15 kuni 25 minutit.
95. Kas ladustamiseks mõeldud tooteid on vaja töödelda?
Eelistatavalt. Osoontöötlus pikendab säilivusaega.
96. Kas osoon hävitab köögiviljades, lihas ja puuviljades sisalduvaid toitaineid?
Kõik toitained säilivad.
97. Kas mune tuleb töödelda?
Munade töötlemine osooniga pikendab nende säilivusaega ja hoiab ära salmonelloosi saastumise.
98. Kuidas töödelda alkohoolseid jooke?
Viina ja veini kohelda samamoodi nagu vett, s.t. 10-15 min.
99. Kas nõusid on võimalik osooniga desinfitseerida?
Jah! Hea on desinfitseerida lastenõusid, konservinõusid jne.. Selleks aseta nõud veenõusse, õhukanal koos jagajaga alla. Töötle 10-15 minutit.
100. Millistest materjalidest peaksid olema osoonimiseks mõeldud nõud?
Klaas, keraamika, puit, plast, emailitud (pole laastu ega pragusid). Ärge kasutage metallnõusid, sealhulgas alumiiniumist ja vasest nõusid. Kumm ei talu kokkupuudet osooniga.
101. Kingade töötlemine. Kas püsivast lõhnast on võimalik vabaneda?
Jah! Asetage kingad kilekotti. Eemaldage kanalist hajutatud kivi. Suunake vool saapa varbale. Siduge pakend. Töötle 10-15 minutit.
102. Kuidas kõrvaldada kodumasinatest ebameeldiv lõhn?
Ilma otsikuta osonisaatori väljalaskeõhutoru asetatakse külmkappi või pesumasinasse ja osonisaator lülitatakse suletud külmiku või pesumasina ustega täielikuks desodoreerimiseks sisse 10-15 minutiks.
103. Kuidas ravida aluspesu ja voodipesu osooniga?
Asetage aluspesu või voodipesu kilekotti, millesse asetage ilma otsikuta osonisaatori õhukanal. Seo koti ülaosa õhukanalit pigistamata kinni ja desinfitseeri 10-15 minutit.See meetod on väga mugav laste aluspesu ja mähkmete töötlemiseks, sest kaob vajadus triikimise järele.
104. Kas osoon võib halvendada materjali värvi?
Osoonitud vee kasutamine riiete pesemisel annab toodetele heleduse, kontrasti, värskuse, samuti desinfitseerib neid.
105. Kas õhuosoneerimise kasutamine on tõhus suitsustest tubadest ja renoveerimisjärgsetest tubadest tekkivate lõhnade (värvi-, lakilõhna) kõrvaldamiseks?
Jah, see on tõhus. Töötlemist saab läbi viia mitu korda.
106. Kas konditsioneeriga ruumides on vaja õhku osoneerida?
Pärast õhu läbimist kliimaseadmete ja kütteseadmete hapnikusisaldus õhus väheneb ja mürgiste õhukomponentide tase ei vähene. Lisaks on vanad konditsioneerid ise saaste- ja nakkusallikad ning põhjustavad “suletud ruumi sündroomi”, mis väljendub peavalude, väsimuse ja sagedaste hingamisteede haigustena. Selliste ruumide osoonimine on lihtsalt vajalik.
107. Kas kliimaseadet on võimalik osooniga desinfitseerida?
Jah, see on võimalik ja vajalik.
108. Kas taimede jaoks on võimalik kasutada osoneeritud vett?
Jah, osoneeritud veega võib toataimi kasta ja seemneid töödelda.
109. Osonisaatori tööpõhimõte.
Osoon saadakse pumba töö tõttu seadmesse sisenevast õhust. Elektrilahenduse mõjul õhus olevad hapnikumolekulid ergastuvad ja lagunevad aatomiteks. Vabanenud aatomid ühinevad ajutiselt hapnikumolekulidega, moodustades osooni.
110. Osonisaatori kasutusaeg.
Teenuse garantiiaeg - 1 aasta. Osonisaatori kasutusiga on 5 kuni 10 aastat, eeldusel, et see töötab mitte rohkem kui 6 tundi päevas. Pidev tööaeg ei tohiks ületada 30 minutit. Paus sisselülitamise vahel on vähemalt 10 minutit.
111. Kuidas valida osonisaatori asukohta?
Parim on see seinale riputada. Tuleb meeles pidada, et osoon on õhust raskem, mistõttu on soovitav seade asetada piisavalt kõrgele. Vee töötlemisel, et vältida tagasivoolu, peab osonisaator asuma veega anuma kohal.
112. Mis on hajutatud kivi roll? Kas see ei too kaasa saasteelemente?
Hajuskivi kasutatakse vee osoonimiseks ja see täidab osoonijoa jagaja rolli, luues suure ala osoonimolekulide reageerimiseks veega. See ise osooniga ei reageeri. Olles pidevalt osoonikeskkonnas, ei ole see saasteallikas. Hajutatud kivi tuleks kasta ainult vette. Paksudes vedelikes ummistuvad kivi lahkavad torukesed. Paksud vedelikud (piim, taimsed rasvad) tuleks osoonida ilma difuusorita toruga.
Vajadusel saate sarnaseid hajutatud kive osta lemmikloomatarvete poest.
113. Kuidas kontrollida osonisaatori tööd?
Osonaatori rikke märgid:
osoonilõhna puudub;
töötava generaatori või ventilaatori heli puudub;
Seade on liiga mürarikas.
Kui te vaatamata osonaatori normaalse töö välistele tunnustele ei tunne osoonilõhna, tilgutage mõni tilk sinist tinti veeklaasi. Langetage õhukanal koos difuusoriga vette. Nõuetekohase töö tunnuseks on vee värvimuutus.
114. Kas osonisaatorit võib pidevalt kasutada?
Ratsionaalseks kasutamiseks tuleb seade iga 30 tööminuti järel 10-15 minutiks välja lülitada.
Ameerika korporatsiooni Green World anioonosonisaator aitab teil mitte ainult tervist hoida, vaid ka oluliselt parandada. Teil on võimalus kasutada oma kodus asendamatut seadet - anioonosonisaatorit, mis ühendab endas kõik nii õhuionisaatori kui ka osonisaatori omadused ja funktsionaalsuse (multifunktsionaalne...
Auto osonisaator on varustatud valgustuse ja maitseainega. Osoonimis- ja ioniseerimisrežiimi saab korraga sisse lülitada. Neid režiime saab lubada ka eraldi. See osonisaator on asendamatu pikkadel reisidel, kui juhi väsimus suureneb, nägemine ja mälu halveneb. Osonaator leevendab unisust, andes elujõudu tänu sissevoolule...
Palun võrrelge osooni ja hapniku omadusi nende kriteeriumide järgi! ja sain parima vastuse
Vastus Irina Ruderferilt[guru]
1. Keemiline element, mis moodustab aine - hapnik, keemiline. O sümbol mõlema jaoks
2. Molekulaarkeemiline valem: hapnik O2, osoon O3
3. Füüsikaline olek, värvus, lõhn, vees lahustuvus
Hapnik on tavatingimustes värvitu, maitsetu ja lõhnatu gaas, mis lahustub vees vähe (0 °C juures 4,9 ml/100 g, 50 °C juures 2,09 ml/100 g)
Osoon on tavatingimustes spetsiifilise lõhnaga sinine gaas. Vees lahustuvus 0 °C juures - 0,394 kg/m3. m; (0,494 l/kg), on see hapnikuga võrreldes 10 korda kõrgem.
4. Keemiline aktiivsus
Mõlemad modifikatsioonid on oksüdeerivad ained, kuid osoon on palju tugevam
Reeglina kulgeb oksüdatsioonireaktsioon soojuse vabanemisega ja kiireneb temperatuuri tõustes. Osoon on võimas oksüdeerija, palju reaktiivsem kui kaheaatomiline hapnik. Oksüdeerib peaaegu kõik metallid (välja arvatud kuld, plaatina ja iriidium) kuni nende kõrgeima oksüdatsiooniastmeni. Oksüdeerib paljusid mittemetalle.
5. Looduses viibimine
Hapnik on kõige levinum element Maal, selle osakaal (erinevates ühendites, peamiselt silikaatides) moodustab umbes 47,4% tahke maakoore massist. Meri ja magevesi sisaldavad tohutul hulgal seotud hapnikku - 88,8% (massi järgi), atmosfääris on vaba hapniku sisaldus 20,95% mahust ja 23,12% massist. Rohkem kui 1500 maakoore ühendit sisaldavad hapnikku.
Osoon tekib paljudes protsessides, millega kaasneb aatomhapniku eraldumine, näiteks peroksiidide lagunemisel, fosfori oksüdatsioonil jne.
Kui õhku kiiritatakse kõva ultraviolettkiirgusega, tekib osoon. Sama protsess toimub ka atmosfääri ülemistes kihtides, kus osoonikiht tekib ja seda hoiab päikesekiirgus.
Atmosfääriosoonil on oluline roll kogu planeedi elu jaoks. Moodustades stratosfääris osoonikihi, kaitseb see taimi ja loomi karmi ultraviolettkiirguse eest. Seetõttu on osooniaukude moodustumise probleem eriti oluline. Troposfääri osoon on aga saasteaine, mis võib ohustada inimeste ja loomade tervist ning kahjustada taimi.
6. Tähendus
Hapnik – vaata Vikipeediat
Osooni kasutamine on tingitud selle omadustest:
tugev oksüdeerija:
või meditsiiniseadmete steriliseerimine
o paljude ainete hankimisel labori- ja tööstuspraktikas
või valgenduspaber
o õli puhastamiseks
tugev desinfektsioonivahend:
o vee ja õhu puhastamiseks mikroorganismidest (osoonimine)
või ruumide ja riiete desinfitseerimine
Vastus alates 2 vastust[guru]
Tere! Siin on valik teemasid koos vastustega teie küsimusele: Palun võrrelge osooni ja hapniku omadusi nende kriteeriumide järgi!
Saasteainete koostoime osooniga toimub otsese reaktsiooni tõttu osooni molekulidega või selle lagunemisel tekkivate radikaalidega. Osoon interakteerub anioonidega aktiivsemalt kui neutraalsete ja katioonsete ainetega.
Osoon, olles aktiivne oksüdeerija, interakteerub paljude orgaaniliste ja anorgaaniliste ainetega. Halogeenidest ei reageeri fluor osooniga ja kloor praktiliselt ei interakteeru. Broom oksüdeeritakse osooni toimel esmalt hüpobromiidiks ja seejärel bromaadiühenditeks. Sel juhul võib saadud bromiid suhelda samaaegselt orgaanilise päritoluga ainetega ja ammoniaagiga. Osoon oksüdeerib joodi väga kiiresti, moodustades jodaadid ja hüpojoodhape. Halogeeni sisaldavate hapete soolad ei ole enam vastuvõtlikud osooni oksüdeerumisele. Lämmastik ja selle ühendid, sealhulgas ammoniaak ja ammooniumiioonid, samuti nitraadid, välja arvatud amiinid, mis interakteeruvad hästi hüdroksüülradikaalidega, on osooni suhtes praktiliselt neutraalsed. Mürgised tsüaniidid oksüdeeritakse osooni toimel kergesti tsüanaatideks, mille edasine oksüdeerumine toimub väga aeglaselt ja kiireneb ainult vase ioonide juuresolekul, aeglustub rauaioonide olemasolul lahuses. Osooniga suhtlemisel oksüdeeritakse väävel ja sulfitid sulfaatideks. Mis puutub reaktsioonidesse metallidega, siis osoon oksüdeerib üsna aktiivselt rauda ja mangaani, koobaltit ja niklit, moodustades oksiide ja hüdroksiide, mis eemaldatakse lahusest flokulatsiooni või filtreerimise käigus. Kroom on osooni suhtes praktiliselt passiivne, kuigi teatud tingimustel võib see oksüdeerida maksimaalse oksüdatsiooniastmeni, kuuevalentseks kroomiks.
1.1 Sissejuhatus
Osooni avastas 1840. aastal Šveitsi keemik Christian Schombein pärast hapete elektrolüüsi katseid. Üsna pea selgus mitmete uuringute tulemusena, et osoon on kolmeaatomiline hapnik, standardtingimustes gaas, mille iseloomulikeks omadusteks on võime oksüdeerida paljusid aineid ja desinfitseerida mikrofloorat. Neid omadusi hakati väga kiiresti kasutama tööstuses joogivee töötlemiseks. Üsna 19. sajandi 90. aastate lõpus üritati Hollandis ja Saksamaal joogivett osooni abil desinfitseerida. Osoonveepuhastustehnoloogia üldtunnustatud sünniajaks loetakse aastat 1906, mil Prantsusmaa linnas Nice’is alustas tööd sümboolset nimetust “bon voyage” kandev veepuhastusjaam vee tootlikkusega 22,5 m³/ööpäevas. Jaam töötas edukalt kuni 1970. aastani, mil see moderniseeriti. See tava sai hiljem laialt levinud, mida tõendavad järgmised andmed: Saksamaal kasvas osooni kasutavate ettevõtete arv aastatel 1984–2000. 30–300 ja USA-s 1954–1997 vastavalt 10–5500.
Venemaal hinnati veepuhastuse osoonimise efektiivsust peaaegu samal ajal kui välismaal. 1901. aastal kuulas 5. veevarustuskongress insener N.P. Zimin vee osoonimisel; viimane iseloomustas "vee osoonimist kui vahendit selle filtreerimise puuduste kõrvaldamiseks linna veevarustussüsteemides".
1905. aastal võeti Peterburis Petropavlovski haiglas tööle vee osoonimise eksperimentaalseade. Leiti, et bakterite arv vähenes keskmiselt 98,8%, maitse paranes ja puhastatud vee värvus paranes. 1911. aastal alustas Peterburis tööd tolleaegne maailma suurim veeosoneerimisjaam. Avamisel oli selle tootlikkus 44,5 tuh m³/päevas puhastatud vett.
Ülevaade ideedest osooni, selle tootmise ja kasutamise kohta erinevates valdkondades kahekümnenda sajandi alguses on antud vene inseneri V. V. raamatus. Caraffa-Corbutt “Osoon ja selle kasutamine tööstuses ja kanalisatsioonis”, ilmus 1912. aastal.
Üks esimesi nõukogude monograafiaid sellel teemal on V.F. Kožinov ja I.V. Kozhinov "Vee osoonimine". Need tööd pärinevad eelmisest sajandist. Osooni tootmises on viimasel ajal tehtud märkimisväärseid edusamme ning osoonile on avanenud uued ja paljulubavad kasutusvõimalused.
1.2 Osoon, selle omadused ja aluselised reaktsioonid erinevate ainetega.
1.2.1 Osooni füüsikalis-keemilised omadused.
Tavatingimustes on osoon terava lõhnaga gaasiline värvitu aine. Usutakse, et osoonilõhn on värske õhu lõhn pärast äikest. See on tõepoolest tõsi, kuid ainult siis, kui selle kontsentratsioon on väga madal ja moodustab murdosa maksimaalsest lubatud kontsentratsioonist (MPC). Osooni füüsikalis-keemiliste omaduste üksikasjalikku kirjeldust käsitletakse eelkõige paljudes töödes. Mõned osooni füüsikalis-keemilised põhiomadused on toodud tabelis 1.1 .
Tabel 1.1.Osooni põhilised füüsikalised ja keemilised omadused.
Puhas osoon on plahvatusohtlik. See ei ole stabiilne ja laguneb kiiresti. Osooni lagunemist mõjutavad paljud tegurid: temperatuur, pH, oksüdatsioonile alluvate ainete olemasolu jne.
1.2.2 Osoonis lahustuvus vees
Kui osoon lahustatakse vees, suureneb selle kontsentratsioon järk-järgult ja jõuab antud tingimuste piirväärtusteni.
Osooni lahustuvust vees saab väljendada kas nn Bunzea koefitsiendi - β kujul, mis näitab lahustunud osooni ruumala, vähendatud normaaltingimustesse, suhet vee ruumalasse (Voz/Vw) või lahustunud osooni absoluutväärtustes (g/l). Arvatakse, et lahustumisprotsess järgib Henry seadust, mille kohaselt on lahustunud osooni kogus võrdeline osoonigaasi rõhuga lahuse kohal. Selle seaduse võib kirjutada järgmiselt:
C staatiline = β
C staatiline- lahustuvus osoonis, g/l;
β – Bunseni koefitsient;
M– osooni tihedus = 2,14 g/l;
Pγ– osooni osarõhk vaadeldavas gaasilises keskkonnas.
Tuleb märkida, et osooni lahustuvus on palju suurem kui põhilistel atmosfäärigaasidel - lämmastik ja hapnik, kuid nõrgem kui sellised oksüdeerivad ained nagu kloor ja kloordioksiid. Osooni lahustuvus suureneb vee temperatuuri langedes. Samas on tabelis toodud erinevate autorite katseandmetes suur hajuvus 1.2 .
Tabel 1.2 Osooni lahustuvus vees.
|
T, °C |
Vastavalt |
Vastavalt |
Vastavalt |
||||
|
Β (l O3/l H2O) |
Lahustuvus, g/l |
Β (l O3/l H2O) |
Lahustuvus, g/l |
Β (l O3/l H2O) |
Lahustuvus, g/l |
||
1.2.3 Osooni lagunemine vees
Samaaegselt osooni lahustumisega vees toimub selle lagunemine. Veelgi enam, selle lagunemise kiirus ja ka vastastikune väärtus "eluiga" sõltub vee temperatuurist ja peamiselt vee koostisest. Esiteks mitmesuguste lisandite, eriti mõnede orgaaniliste ühendite ja metalliioonide olemasolust vees.
Eluiga üks kord destilleeritud vees on 20 minutit ja tavalises vees mitu minutit.
1.3 Osooni reaktsioonid anorgaaniliste ainetega.
Osoon võib reageerida erinevate vees leiduvate ainetega kahe erineva mehhanismi kaudu – otse osoonina (molekulaarsel kujul) ja OH* radikaalina, mis tekib osooni lagunemisel vees. Arvatakse, et neutraalses vees on need 2 reaktsioonikanalit jaotunud võrdselt. Happelises keskkonnas domineerib molekulaarne mehhanism ja aluselises keskkonnas radikaalne mehhanism.
Kuna osoon toimib keemilistes reaktsioonides oksüdeeriva ainena, saab selle oksüdeerimisvõimet hinnata nn oksüdatiivse potentsiaali väärtuse järgi. Erinevate oksüdeerivate ainete oksüdatsioonipotentsiaalide väärtused on toodud tabelis 1.3 .
Tabel 1.3. Erinevate ainete redokspotentsiaalid.
Laualt 1.3. Sellest järeldub, et osoon on väga tugev oksüdeerija. Stabiilsetest ainetest see fluori järel teisel kohal Ja ületab kloori poolteist korda.
1.3.1 Osooni reaktsioon metallidega.
Kuna osoon on tugev oksüdeerija, oksüdeerib gaasifaasis olev osoon enamikku metalle, välja arvatud kuld ja mõned plaatinarühma metallid, kõrgema oksüdatsiooniastmega oksiidid, kuid need reaktsioonid nõuavad tavaliselt niiskuse jälgede olemasolu. Leelis- ja leelismuldmetallid oksüdeeritakse osooni toimel samamoodi nagu hapnik, ainult et kiiremini. Huvitav on see, et kullast ja plaatinast (ja vähemal määral hõbedast ja vasest) plaadid kuiva osooni atmosfääris omandavad negatiivse elektrilaengu.
Metallhõbe oksüdeerub hästi osooni toimel, nii märjas kui ka kuivas gaasis, temperatuurivahemikus toatemperatuurist kuni 1000C, moodustub pruun oksiid Ag2O. Viimane on hea katalüsaator osooni lagunemisel.
Metalliline elavhõbe, nagu ka hõbe, oksüdeerub osooni toimel juba toatemperatuuril ja pind kaotab oma loomupärase liikuvuse, kleepub klaasi külge ning elavhõbeda menisk muutub lamedamaks. Sula tina 5000C juures 1% osooni juuresolekul kaetakse oksiidkilega. Osoon oksüdeerub vee juuresolekul, moodustades hüdroksiidi. Niiskuse puudumisel on selle reaktsiooni põhiproduktiks tumepruun pliidioksiid.Niiske osooni atmosfääris vase, tsingi, raua ja erinevate teraste pind kaetakse lahtiste oksiidkiledega nagu tavalise atmosfäärikorrosiooni korral. Kuivas atmosfääris passiveeritakse need pinnad osooniga, moodustades kaitsekiled. Sarnast pilti täheldatakse vase ja tsingi puhul.
Metallide koostoime osooniga lahustes on mitmekesisem. Seega, kui gaasifaasis olev osoon kulda ei mõjuta, siis selle väikesed lisandid soodustavad kulla lahustumist kaaliumtsüaniidi lahustes 1,5-2 korda ja hõbeda 3 korda.
Osooni tugevaid oksüdeerivaid omadusi on tehtud ettepanek kasutada mineraalide selektiivseks oksüdeerimiseks vesikeskkonnas. Nii saadi baarium- ja strontsiumsulfaadid. Raskmetallide sulfiidid on väärtuslikud metallurgia toorained, mistõttu on nende muundamine vees lahustuvateks sulfaatideks (või oksiidideks) pälvinud tähelepanu juba väga pikka aega. Praegu on selle teema kohta kogutud suur hulk laboratoorseid või pooltööstuslikke eksperimentaalseid andmeid. Jutt käib happelistest paberimassidest sulfiidide loomisest, mis põhinevad metallide osooniga leostumisel. Sellel hüdrometallurgia tehnoloogial on praegu kasutatava pürometallurgia ees mitmeid eeliseid.
1.3.2 Osooni reaktsioonid mittemetallidega.
Mittemetallid reageerivad osooniga erineval viisil. Kuiv fosfor, nii valge kui ka punane, oksüdeeritakse osooni toimel P2O5-ks. Arseen, nagu fosfor, väävel, seleen, telluur, oksüdeerub kuivas atmosfääris oksiidideks ja vee juuresolekul tekivad vastavad happed ja aluselises vees soolad.
Lämmastik ei reageeri osooniga, kuid lämmastikoksiidid (mõned neist) reageerivad väga kergesti, mis võimaldab neid paljude ettevõtete gaasiheitest kõrvaldada. Paljude gaasiheitmete teine vastik koostisosa, vääveldioksiid, ei reageeri osooniga gaasifaasis, küll aga reageerib lahuses. Tsüaniidid (tsüaniidioonid) reageerivad kergesti vesilahuses osooniga ning neid protsesse, samuti raua ja mangaani eemaldamist veest käsitletakse üksikasjalikult allpool.
Osoon oksüdeerib kõik halogeenid, välja arvatud fluor, ja oksüdatsiooni lihtsus suureneb koos elemendi aatomarvu suurenemisega. Neid protsesse käsitletakse lühidalt basseinide veetöötluse osas.
1.4. Osooni reaktsioonid orgaaniliste ühenditega.
Kõigi peamiste orgaaniliste ainete reaktsioone osooniga on üsna raske iseloomustada. Osooni otsest mõju silmas pidades on võimalik lihtsalt märkida mõned üldised punktid.
Küllastunud alküülühendid reageerivad osooniga väga aeglaselt. Enamik klooritud süsivesinikke ja isegi küllastumata süsivesinikke ei reageeri otseselt osooniga. Sel juhul on vajalik kaudne interaktsioon osooniga OH* radikaali kaudu. Osoon oksüdeerib benseeni väga aeglaselt ja polütsüklilisi süsivesinikke kiiremini. Osooni reaktsiooniaeg fenoolsete ühenditega on mitu sekundit.
Karboksüülhapped, keethapped ja mitmed sarnased ühendid on orgaaniliste ainete osooni toimel oksüdeerumise lõplikud stabiilsed saadused.
Neutraalsete pH väärtustega amiinid reageerivad osooniga väga aeglaselt, pH › 8 juures toimuvad oksüdatsioonireaktsioonid kiiremini. Kuid amiinide oksüdatsioonireaktsioonid toimuvad peamiselt OH-radikaalide kaudu. Kvaternaarsed amiinid (aromaatsed amiinid) reageerivad osooniga kiiremini.
Alkoholid võivad reageerida osooniga, moodustades vaheühenditena hüdroperoksiide. Samal ajal oksüdeeritakse need karboksüülhapeteks, sekundaarsed alkoholid aga ketoonideks. Karboksüülhapped reageerivad osooniga nõrgalt või üldse mitte.
Merkaptaanid oksüdeeritakse osooniga sulfoonhapeteks. Bisulfitid ja sulfoonühendid on vaheained. Väävlit sisaldavad aminohapped (tsüsteiin, tsetiin ja metioniin) reageerivad kiiresti.
Aminohapped (valkude koostisosa) reageerivad elektrofiilse mehhanismi kaudu.
Fosfaatestreid sisaldavate pestitsiidide hulgas on kõige kuulsam paratioon. Selle ühendi osoonimine tekitab paraoksooni, mis on mürgisem kui paratioon. Edasine osoonimine muudab paraoksooni vähem toksilisteks aineteks (näiteks nitrofenooliks, mis seejärel oksüdeeritakse lõpptoodeteks - nitraatideks ja CO2-ks).
1.5. Osoon kui mikrofloora inaktiveerija.
Nagu eespool mainitud, on osoonil võimas bakteritsiidne ja virulentne (viirust inaktiveeriv) toime.
Teaduskirjanduses (eriti populaarses kirjanduses) väidetakse sageli, et osoon deaktiveerib baktereid ja viirusi tegelikult tugevamini kui kloor (ja seda illustreeritakse allpool), kuid selle eelise kvantitatiivsetesse hinnangutesse tuleb suhtuda teatud reservatsioonidega.
Praegu konkreetse desinfektsioonivahendi efektiivsuse hindamisel nn CxT kriteerium, st. reaktiivi kontsentratsiooni ja toime kestuse korrutis.
Võib öelda, et:
KOKKUPUURE (INAKTIVEERIMINE) = Kontsentratsioon * Kokkupuuteaeg.
Laual 2.1. väärtused on toodud võrdluseks CxT erinevate mikroorganismide kriteeriumid - desinfitseerivad ained.
Tabel 2.1. Tähendus CxT erinevate mikroorganismide kriteeriumid (99% inaktivatsioon temperatuuril 5-25 °C. CxT kriteerium (Mg/l*min)
On selge, et osoon on parem desinfektsioonivahenditest nagu kloor, kloramiin ja kloordioksiid, kuid erinevate haigustekitajate puhul erineval viisil. Patogeenide nagu Escherichia coli (E-coli) puhul on osoon tõhusam kui kloor, kuid mitte palju. Samal ajal krüptosporiidiumi puhul suhe CxT Nende desinfitseerimisvahendite kriteeriumid on ligi 1000. Põhimõtteliselt suudavad desinfitseerivad reaktiivid nagu kloor, broom, jood, kloordioksiid ja hõbe osooniga konkureerida.
Molekulaarne kloorgaas, lahustub vees, laguneb, moodustades kloorhappe HOCl, mis omakorda dissotsieerub vees ClO- aniooniks ja H+ katiooniks. Selle dissotsiatsiooni astme määrab söötme happesus. On kindlaks tehtud, et pH = 8 korral on dissotsieerumata happe kontsentratsioon ≈ 20% ja pH = 7 juures on HClO kontsentratsioon ≈80%. Kuna HClO on tugeva bakteritsiidse toimega, siis kloori kasutamisel (isegi hüpokloriti kujul) on vajalik säilitada optimaalne pH väärtus.
Joodi kui desinfitseerimisvahendit kasutatakse mikrofloora inaktiveerimiseks väikestes veepuhastussüsteemides ja mõnikord ka väikestes basseinides. Desinfitseerivate omaduste poolest on jood nõrgem kui kloor ja eriti osoon, kuid seda on mugavam transportida.
Broomi saab põhimõtteliselt kasutada desinfitseerimiseks, kuid teiste oksüdeerivate ainete juuresolekul moodustab see bromaate, happe HBrO3 derivaate, mis on väga kahjulikud ja millel on madal MPC väärtus. See probleem – bromaatide moodustumine broomi sisaldavate veekogude osoonimisel – on üsna tõsine ja sellel peatume peatükis „Osooni kasutamine joogivee valmistamiseks”. Hõbe on eksootiline, kuid väga nõrk desinfektsioonivahend ja seda kasutatakse harva.
Lisaks on viimasel ajal kodu- ja välistööstus pakkunud mitmeid orgaanilisi aineid, millel on tugev desinfitseeriv toime. Kuid neil kõigil on teatud puudused ja nad pole veel leidnud laialdast levikut.
Seega saab osoonile tõeliseks konkurendiks olla ainult kloor. Kahjuks on klooril olulisi puudusi:
Pikka aega kasutati survestatud balloonide vedelat kloori, mis oli ohutuse seisukohalt suur probleem. Praegu toodetakse kloori või kasutatakse hüpokloriti, mis vees lahustades tekitab vajaliku vaba kloori kontsentratsiooni. Tuleb märkida, et mõiste "vaba kloor" viitab hüpokloorhappe HClO kontsentratsioonile. Hüpokloriti kasutamine tingib vajaduse säilitada reaktiivi varu, kuid hüpoklorit laguneb ladustamisel ja vaba kloori sisaldus väheneb.
Kloori üks peamisi ebameeldivaid omadusi on see, et kui see reageerib enamiku orgaaniliste ühenditega, tekib terve hulk klooriorgaanilisi derivaate, millest enamik on väga mürgised. Klorofenoolid ja eriti polüklorofenoolid, mõned viimastest, nn dioksiinid, kuuluvad praegu teadaolevate tugevamate orgaaniliste mürkide hulka ning nende toksiinide toime on inimese immuunsüsteemi hävitav, nii et dioksiinidest rääkides kasutatakse terminit "keemiline AIDS". mõnikord kasutatakse.
Kloor reageerib väga kergesti ammoniaagiga, moodustades klooramiine. Need ained on väga nõrga desinfitseeriva toimega, kuid ärritavad ülimalt silmade ja ninaneelu limaskesti. Kloramiine nimetatakse sageli "ühendklooriks". See kombineeritud kloor on 5-10 korda tugevam ärritaja kui vaba kloor.
Osoon võib moodustada ka vaheühendeid (kõrvalsaadusi) gaasilise ja kondenseerunud keskkonna osoonimisel. Teoreetiliselt võib eeldada, et moodustunud tooted on mürgisemad kui osoon.
Seda probleemi on uurinud paljud teadlased üle maailma. Osoonimisel tekkivate vaheainete kontsentratsioonid ja koostis sõltuvad suurel määral sellest, kas osoneeritakse joogi- või reovesi. Loomulikult tekib esimesel juhul palju vähem kõrvaltooteid ja nende koostis on ilmsem. Kõiki neid küsimusi arutatakse ülevaate vastavates osades. Paljude aastate uuringute üsna järjekindlad tulemused võib kokku võtta järgmiselt:
Enamikul juhtudel on osooniga saasteainete oksüdatsiooni vaheproduktid VÄHEM MÜRGISED kui algsed koostisosad.
Kloorimise ja osoonimise võrdluskatsete käigus tekkinud vaheainete otsene võrdlus näitas, et esimesel juhul tekib palju rohkem soovimatuid kõrvalsaadusi.
Kloori ja osooni kui mikrofloora desinfektsioonivahendite otseseid võrdlusi on tehtud arvukates eksperimentaalsetes uuringutes ja töötavates veepuhastusjaamades. Märgime vaid mõnda kuulsat teost:
M. Kane ja Glöckner uurisid osooni ja kloori mõju Endamoeba hystolica tsüstidele (tihedad membraanid, mis moodustuvad üherakuliste organismide ümber) ja nende kultuuridega kaasnevatele bakteritele. On kindlaks tehtud, et nende organismide hävitamiseks kuluv aeg osooni jääkkontsentratsioonil 0,3 mg/l on 2-7,5 minutit ja klooril (jääkkontsentratsioon 0,5-1 mg/l) tunduvalt pikem - 15-20 minutit.
USA ja Saksamaa viroloogid viisid 40-60ndatel aastatel läbi mitmeid uuringuid polioviiruse suspensioonidega, et inaktiveerida see kloori, osooni ja kloordioksiidi abil.
Nende uuringute järeldused võib esitada järgmiselt:
Poliomüeliidi viiruse inaktiveerimine klooriga saavutatakse annusega 0,1 mg/l veetemperatuuril 18 ºС, veetemperatuuril 7 ºС peaks kloori annus olema vähemalt 0,25 mg/l.
Viiruse inaktiveerimine osooniga saavutatakse annusega 0,1 mg/l veetemperatuuril 18 ºС, külma vee puhul 7 ºС tuleks annust suurendada 0,15 mg/l-ni.
Kloordioksiidi kasutamisel tuleb kasutada annust 0,6 mg/l (18 ºC). Vee temperatuuriga 7 ºС puhul peaks kloordioksiidi annus olema 1 mg/l.
Naumanni sõnul hävitavad poliomüeliidi patogeenid 0,45 mg/l kontsentratsiooni juures osooni toimel 2 minutiga, 1 mg/l doosiga kloorimisel kulub selleks aga 3 tundi.
Mõnede autorite sõnul kõrvaldab osoon mikrovetikad ja algloomad edukalt aktiivsemalt kui kloor. Seega hävitab osoon kontsentratsioonis 15 mg/l 3 minutiga algloomaliigid, kes säilitavad oma aktiivsuse, kui vett töödelda kloori doosiga 250 mg/l pikema aja jooksul.
Dracena molluski vastsed surid osooniannuse 0,9-1,0 mg/l korral 90%, 2 mg/l doosi korral 98% ja doosi 3 mg/l korral täielikult. Molluski täiskasvanud vormid surid pikemaajalisel osoneeritud veega töötlemisel (kuni 30 min).
Tõsi, õitsevad vetikad, mis tavaliselt päikesevalguse käes avatud basseinides kiiresti paljunevad, on osooni poolt nõrgalt mõjutatud. Siin kasutatakse kloori mõjudoose. Seda ravi tehakse tavaliselt öösel selliste basseinide ennetava puhastamise ajal.
Ridenour ja Ingalls USA-st töötlesid e-coli suspensioone destilleeritud vees kloori ja osooniga Нр = 6,8 ja temperatuuril 1 ºС. Nendes tingimustes olid 99% e-coli kolooniate surma põhjustanud bakteritsiidsed doosid kloori puhul 0,25-0,3 mg/l 16 minutiga ja osooni puhul 0,5 mg/l 1 minutiga.
Nende kahe desinfitseerimisvahendi kasutamise pikk ajalugu suurtes veepuhastusjaamades pakub nende eeliste ja puuduste hindamiseks palju faktilist materjali. Juba mainitud raamat “Vee osoonimine” toob hulga huvitavaid näiteid.
Nii ei tuvastatud Nice'i jaama pika töötamise ajal osoniseeritud vees kordagi bakterite Escherichia coli ja Clostridium pertringers ilmumist.
Philadelphias (USA) asuvas Belmonti filtreerimistehases näitas vee osoonimine e-coli kõrvaldamise tulemusi edukamalt kui kloorimisega saavutatud tulemused.
Vee osoonimise uuringud viidi läbi Moskva Ida veevärgis. Osooniga vee desinfitseerimise mõju, kui bakterite koguarv 1 ml-s on 800-1200 ühikut. on: osooni doosis 1 ml/l 60-65%, doosis 2 ml/l – 85%, doosis 3 ml/l – 90-95%. Osooni vastuvõetavaks annuseks tuleks pidada 3-4 ml/l.
Rublevskaja veejaamas (Moskva) viidi läbi Moskva jõe vee osoonimine. Bakterite koguarv 1 ml vees vähenes pärast osooni lisamist 92-99% 1-25 minuti jooksul. Osooni bakteritsiidne annus vastas pärast töötlemist sellele, mis ei suutnud tuvastada e-coli 500 ml-s. vesi. Hägususe suurenemine 6,8-lt 12 mg/l-ni ja värvuse suurenemine 3,2-18 kraadini. nõudis osooni bakteritsiidse doosi suurendamist 3,2-lt 4,1 mg/l-le.
Võrreldes Prantsusmaa Saint-Mauri veepuhastusjaama ja Chicago (USA) jaama tööd, märgib V. F. Kozhinov, et esimesel juhul registreeriti "vee päritoluga" haigusi ainult 1 juhtu 100 tuhande elaniku kohta, kuigi jääkosooni kontsentratsioon vees ei ületanud 0,05 mg/l.
Samal ajal tekkisid Chicagos seedetrakti haiguste puhangud hoolimata väga kõrgest kloorisisaldusest kraanivees.
Möödunud sajandi üks juhtivaid hügieniste Watson avaldas Stockholmis (juulis 1964) toimunud rahvusvahelisel veevarustuse kongressil järgmist arvamust: „Kõige olulisem vastuväide osoonimisele peetakse tavaliselt jääosooni puudumist jaotuses. veevarustusvõrku, samas kui kloorimisel saab võrgu klooris tuvastada jääkosooni. Ashtonis (Inglismaa) tehtud katsed näitasid, et osooniga desinfitseeritud vee kvaliteet, mis ringleb töökorras veevarustusvõrgus, ei halvene. Võrgust võetud osoneeritud vee kontrollproovid osutusid täiesti samaväärseteks muudest allikatest võetud vees kloori jääkaineid sisaldavate proovidega. Samuti on kindlaks tehtud, et torustikes leiduv väikeses koguses kloori jääk ei saa desinfitseerida kommunikatsioonikahjustustest tingitud reostust. Need. jääkkloori olemasolu torustikes ei tähenda tingimata, et vesi on bakteriaalselt puhas, kuigi sageli peetakse seda just selleks.
Üks selle ülevaate autoritest arutas seda probleemi Zürichi veevarustussüsteemi juhtivate töötajatega ja nad kinnitasid Watsoni arvamust, et kui veevarustusvõrkudes kasutatakse puhtaid torusid, ei teki osoneeritud vee uuesti saastumist.
Isegi selle lühikese võrdluse põhjal osooni ja teiste oksüdeerivate desinfektsioonivahenditega on osooni eelised vaieldamatud.
Osooni, kloori ja kloordioksiidi kui vee puhastamise ja desinfitseerimise vahendi väga põgusat võrdlust kokku võttes märgime, et teatud mõttes lahendas selle vaidluse elu ise. Osooni ja kloori kasutavate veepuhastusjaamade kogemus kinnitab tõepoolest osooni kasuks.
1.6 Osooni muud eelised.
Ülevaate lühiduse tõttu ei peatu me siin osooni sellistel positiivsetel omadustel nagu koagulatsiooni-flokulatsiooni protsesside tõhustamine, efektiivne mõju mikroflokulatsiooni protsessile, võrreldamatult kõrgem vee kvaliteet basseinides, kus kasutatakse kloori asemel osooni ja mitmed teistest.
Lõpuks on kulude küsimus. Arvatakse, et osoonimine on palju kallim kui kloorimine. Siiski ei ole. Kloorimise käigus on vaja eemaldada veest liigne kloor, viia läbi nn dekloorimine. Tavaliselt tehakse seda spetsiaalsete reaktiivide abil. Võttes arvesse seda tegurit, samuti osoonimisseadmete hinna jätkuva languse ning kloori ja klooritoodete hinnatõusu trende, on praegu nende protsesside maksumus peaaegu võrreldav.
Kloorimist, kui me räägime meie riigist, kasutatakse aga sagedamini kui osoonimist. Miks? Põhjuseid on mitu.
Klooriga töötamine, eriti kui tegemist on vedela kloori balloonidega, on suhteliselt lihtne. Piisab ballooni ventiili lahti keeramisest või hüpokloriti ämbri valamisest basseini ja esimesel hinnangul on kõik desinfitseerimisega seotud probleemid lahendatud. See on kindlasti lihtsam kui osonisaatorist väljuva osooni kontsentratsiooni jälgimine, arvestades, et osonaator on suhteliselt keeruline seade ja peate olema kindel, et see ootamatult välja ei lülitu.
Siin kerkib esile osooni madala levimuse teine (ja võib-olla esimene) põhjus. Kuni viimase ajani jättis osoonimisseadmete töökindlus soovida ning madal automatiseerituse tase nõudis suhteliselt kõrge kvalifikatsiooniga teeninduspersonali kasutamist.
Rubriigis “Osooni tootmine” vaatleme seda probleemi üksikasjalikumalt ja uurime kriitiliselt olemasolevaid konstruktsioone seadmete töökindluse ja lihtsuse nurga alt. Vaid uusima põlvkonna Positroni osonisaatorid võimaldavad tänu kõrgele automatiseeritusele ja disaini töökindlusele vähendada osoonimisseadmete hooldust miinimumini või õigemini ühe nupuvajutuseni.
1.7 Osooni toksikoloogia
Osooni toksilisi omadusi on alates 1940. aastatest uuritud arvukalt. Sel ajal täheldati Los Angeleses (USA) ja seejärel paljudes teistes linnades niinimetatud fotokeemilise sudu tekkimist. Päikesekiirguse mõjul muutusid autode heitmed (süsivesinikud ja lämmastikoksiid) keeruka fotokeemiliste reaktsioonide ahela tulemusena osooniks ja orgaanilisteks peroksiidideks, sealhulgas bensopüreeniks, mis on väga tugev kantserogeen. Lisaks saavutas osooni kontsentratsioon paljudel juhtudel 10 MAC (≈ 1 mg/m³). Fotokeemilise suitsuga kokku puutunud inimestel täheldati silmade ja hingamisteede limaskestade ärritust. Pärast teatud aja värskes õhus viibimist ebameeldivad sümptomid kadusid.
Tehniline areng ja ennekõike katalüüsmuundurite kasutamine autode heitgaasides on peaaegu täielikult kõrvaldanud fotokeemilise sudu põhjused. Hoolikad eksperimentaalsed uuringud inimeste ja loomadega on osooni toksilisuse probleemi üsna täielikult selgitanud. Võib öelda (meie arvates), et teatud mõttes on hirm osooni mürgisuse ees müüt. Jah, osoon on klassifitseeritud esimese ohuklassi aineks. Selle maksimaalne lubatud kontsentratsioon on madalam kui sellistel ainetel nagu kloor ja vesiniktsüaniid (kloori lubatud kontsentratsioon = 1 mg/m³, vesiniktsüaniidi lubatud kontsentratsioon = 0,3 mg/m³). Fakt on see, et MPC väärtuse määramisel ei võeta arvesse mitte ainult surmavat annust, vaid ka aine aururõhku. Kuna osoon on äärmiselt lenduv gaas (Tº kip = -111 ºC), on toksilisuse väärtus kõrge. Kuid tuleb rõhutada, et poolteist sajandit, mil inimkond on osooniga tutvunud, on see teadmata. mitte keegi surmaga lõppenud osoonimürgistuse juhtum. Ja seda ei jälgitud üldse mitte keegi tõsise osoonimürgistuse korral, mis nõuab haiglaravi. Osoonil on suurim mõju hingamisteedele. Muutub hingamissagedus, õhuhulk sissehingamisel, kopsude elutähtsus ja jääkmaht. Kuid Ungari osoonispetsialisti M. Horvathi raamat kirjeldab katset, kus 5 inimest paigutati spetsiaalsesse kambrisse, mille maksimaalne kokkupuude oli 6 ppm osooniga 1 tunniks (6 ppm ≈ 120 MAC) ja minimaalselt 1,2 ppm ( ≈ 24 MAC) 2,5 tundi. Maitsemeelt, vererõhku ja pulsisagedust ei tuvastatud. Leiti, et lõhna tajumine vähenes, kuid pole selge, kas osoon mõjutab närvisüsteemi või "võidab" sensoraine lõhna. Samuti ei toimunud muutusi vere koostises.
Väikeloomadega tehtud katsed on näidanud, et keha harjub osooniga, misjärel talub ta surmavaid doose. Siiski on vaja teha oluline märkus osooni surmavate annuste kohta.
Üks käesoleva ülevaate autoritest pidi osooniga töötades ettenägematute asjaolude tõttu sisse hingama osooni kontsentratsiooniga 20–40 g/m³, mis vastab (10–30)–10³ ppm-le ja ületab oluliselt kontsentratsiooni. lethal curve 4. Enesetunne oli väga ebameeldiv, kuid värskes õhus viibimine taastas täielikult normaalse hingamise. Isegi kui inimesel on nohu ja ta ei tunne osoonilõhna, on nüüd turul saadaval lihtsad ja usaldusväärsed "osoonisondid", mis võimaldavad kiiresti leida osoonilekke.
1.8 Järeldus
Osoon kui ainulaadne oksüdeeriv-desinfitseeriv aine on maailmas laialt levinud eelkõige joogivee valmistamise vallas. Näiteks Prantsusmaal on mitu tuhat osooni kasutavat veepuhastusjaama. Osooni füüsikalis-keemilised omadused on väga ainulaadsed. See lahustub vees hästi, kuid laguneb selles kiiresti, eriti kui seal on saasteaineid. Seetõttu võib eluiga, eriti neutraalse pH korral, varieeruda tundidest (ülipuhas vesi) sekunditeni (leeliselised lahused, orgaanilised lisandid).
Tugeva oksüdeeriva ainena (selle oksüdatsioonipotentsiaal on stabiilsete ainete hulgas madalam kui fluoril) oksüdeerib osoon peaaegu kõiki metalle, välja arvatud kuld. Osoon reageerib plahvatuslikult paljude ainetega. Osoon reageerib vees leiduvate kloorilahustega, mis on oluline nende ainete kasutamisel basseinide vee töötlemisel. Reaktsioonid orgaaniliste ainetega sõltuvad eelkõige orgaaniliste ainete olemusest. Küllastumata sidemetega ühendid oksüdeeruvad väga kiiresti. Teised ained, nagu orgaanilised happed (oksaal-, äädikhape jne), samuti alkoholid ja ketoonid reageerivad väga aeglaselt. Lahuses oleva osooniga toimuvate reaktsioonide kiirused sõltuvad väga palju keskkonna pH-st, sest happelises keskkonnas realiseerub oksüdatsiooni molekulaarne mehhanism, kus toimib osoon ise ja aluselises keskkonnas OH* radikaal.
Osooni mitte vähem ja võib-olla isegi väärtuslikum omadus on selle ülitõhus võime mikrofloorat kõrvaldada. Siin on see olenevalt patogeense mikrofloora tüübist 3-1000 korda parem kui teised tavalised desinfektsioonivahendid (peamiselt kloor). Kahjulik on ka osooni mõju mikroorganismidele nagu seened ja vetikad, kuigi sel juhul sõltub palju töötlemistingimustest.
Vaatamata nendele ilmsetele eelistele kasutatakse paljudes tööstusharudes (peamiselt veepuhastuses) osooni asemel sageli kloori ja selle ühendeid. Selle põhjuseks on mitmed eelarvamused. Arvatakse, et osooni kasutamine on oluliselt kallim kui kloori kasutamine. Mitmetes osooni- ja klooripuhastuse kulunäitajate kvalifitseeritud võrdluses, kui võeti arvesse lõpliku dekloorimisprotsessi maksumust, selgus, et kogukulud on peaaegu samad ja mõnel juhul, kui keemiliste reaktiivide kasutamine on keeruline või väga kallis, on osooni kasutamine tulusam kui teiste oksüdeerivate desinfektsioonivahenditega.
Tõsi, osooni tootmine ise on tehniliselt keerulisem protsess kui kloori tootmine. Varem kurdeti sageli hoolduse keerukuse ja osoonimisseadmete töökindluse üle. Nüüd on see olukord paremuse poole muutunud. VIRIL GROUP ettevõtete grupi uusimaid arendusi iseloomustab kõrge automatiseerituse tase. Osonisaatori sisselülitamiseks ja selle edasiseks tööks vajutage lihtsalt ühte nuppu.
Lõpuks on eelarvamus, et osoonigaas on äärmiselt mürgine. Tõepoolest, osooni puhul on maksimaalne lubatud kontsentratsioon MPC = 0,1 mg/l väga madal. AGA see on seletatav eelkõige selle väga suure lenduvusega (osoon vedeldub temperatuuril -1110 C) Igal juhul pole osooni 100-aastase eksisteerimise jooksul teada ühtegi tõsist mürgituse juhtumit, rääkimata surmaga lõppenud mürgistusest.
1.9 Viited
Draginsky V.L., Alekseeva L.P., Samoilovitš V.G. “Osoneerimine veepuhastusprotsessides” M. Delhi print. 2007
Eng. V.V. Karaffa-Korbutt “Osoon ja selle kasutamine tööstuses ja kanalisatsioonis” Ed. "Haridus" SpP. 1912. aasta
V.F. Kožinov, I.V. Kozhinov “Vee osoonimine” M. Stroyizdat 1973
V.V. Lunin, M.P. Popovitš, S.N. Tkachenko "Osooni füüsikaline keemia" Ed. MSU 1998
Manley T.S., Negowski S.J. "Osoon" keemiatehnoloogia entsüklopeedias. SecondEd. Vol 14. N.J. 1967. aastal.
Chudnov A.F. Osooni reaktsioon anorgaaniliste ainetega. Kuzbassi polütehnilise instituudi toimetised. Kemerovo. 1979. aastal
HozvatsM.L. BilitzkimaaHutter. Osoonitud. Akadeemia Kiado. Budapest.1985
Kogan B.F. jne Lahustuvuse käsiraamat. T1 raamat 1 m.1961
Manchot E. Kampsihulte Berichte s.40 2891.1907
Just seal. B.43.750.1910
Andreev N.I. S-P Polütehnilise Instituudi uudised.1908. Vol.9 nr.19 lk.447
RonrebertE. DazOzone. Huttart 1916.
Krylova L.N. Udokani maardla segatud vasemaakide töötlemise kombineeritud tehnoloogia füüsikalis-keemilised omadused. Tehnikateaduste kandidaadi kraadi kokkuvõte. Moskva 2008
Krylova L.N. ja teised.“Osooni rakendamine hüdrometallurgias. Esimese ülevenemaalise konverentsi “Osoon ja muud keskkonnasõbralikud oksüdeerijad” materjalid. 2005 Moskva, MSU, hoone 155
Akopyan S.Z. ja teised.Osooniga disulfiidi oksüdatsiooni kineetika. Teise üleliidulise osoonikonverentsi materjalid. Moskva, 1977, lk 6
Babayan G.G. ja teised Vase keemilise tootmise elektrolüütide räbu puhastamine osooni abil. lk.153.
Chtyan G.S. ja teised.Vask-elektrolüüdi räbu osooniga töötlemise protsessi mehhanism. Kohtumise “Haruldaste elementide keemia ja tehnoloogia” materjalid Jerevan. 1978 C 122.
Semachev V. Yu. Semachev V. Yu. Osoonimeetodi väljatöötamine soojuselektrijaamade suitsugaaside puhastamiseks. Tehnikateaduste kandidaadi kraadi väitekirja kokkuvõte. Moskva 1987
Novoselov S.S. ja teised."Osoonimeetod suitsugaaside puhastamiseks." Soojusenergia tehnika, 1986. nr 9.
Razumovski S.D. Zamkov D.E. Osoon ja selle reaktsioonid orgaaniliste ühenditega. M. 1974
DojbidoJ. Etol. “Vaheainete teke osoonimise ja kloorimise protsessis” Wat. Res. 1999. 33. nr 4 lk 3111 – 3118.
