» artikel Ozon för vattenrening. Var ska vi prata om användningen av denna gas för att skapa renare vatten.
Ozon för vattenrening är en beprövad teknik. I mer än ett sekel har europeiska länder använt ozonering som den föredragna metoden för vattenrening. Det första landet som använde ozon i vattenrening var Frankrike.
Den största skillnaden mellan ozon som reagens vid vattenbehandling jämfört med andra ämnen är att det produceras från den omgivande luften, utan att det krävs inköp av ersättningselement, reagens etc.
Ozon är en aktiv kemisk förening som består av tre syreatomer. Denna förening är stabil, den tredje extra syreatomen spjälkas lätt av och interagerar superaktivt med omgivande föreningar. Vattenozoniseringsteknik är baserad på detta fenomen.
Ozon, på grund av sin ökade reaktivitet, oxiderar organiska föroreningar, gör dem olösliga, främjar deras utvidgning och ökar därmed effektiviteten i de följande stegen av vattenrening, där dessa föreningar filtreras bort.
Ozon oxiderar järn, mangan och tungmetaller lösta i vatten, omvandlar dem till ett olösligt tillstånd och underlättar deras ytterligare avlägsnande.
Inga obehagliga eller skadliga lukter. Om svavelväte och ammoniak finns i vattnet, eliminerar ozonisering av vattnet helt dessa ämnen.
Ozon har en partiell anti-kalkeffekt. Ozonering av vatten saktar ner bildningen av kalciumsalter på väggarna i en het rörledning och tar delvis bort befintliga kalkavlagringar.
Modern ozoniseringsteknik, tack vare användningen av halvledare, blir billigare och billigare. Eftersom effekten av ozonisering är komplex, är det möjligt att inkludera denna teknik vid rening av vatten för hela huset i många fall, särskilt med "tungt" vatten.
Ett exempel på att organisera vattenrening med ozon.
Detta är inte ett recept på alla sjukdomar, det är ett försök att med exempel visa hur ozonering kan användas vid vattenrening.
Låt oss anta situationen: källvattnet innehåller 2,5 mg/l löst järn, oxiderbarhet 12 mgO2/l, grumlighet 5 mg/l, färg 30 grader. Det vill säga vattnet är grumligt, grönt och innehåller mycket organiskt material och järn. Inte den värsta situationen, en enkel järnborttagare klarar detta. Men låt oss säga att vi kommer att använda billigare ozonering.
En tumregel är att ozondosen för vattenbehandling för att ta bort järn är 0,14*, det vill säga 0,14 gånger järnkoncentrationen. Tyvärr kommer jag inte ihåg källan. I vårt fall blir ozondosen 0,35 mg/l. Eftersom oxiderbarhet är en komplex indikator, och det faktiskt inte är känt vad som finns där, kan ozondosen endast beräknas exakt i praktiken. I vårt exempel behövs ungefär 2 mg/l ozon. Följaktligen kräver 1000 liter 2000 milligram ozon, eller 2 gram. 1000 liter är mängden vatten en familj på 3-4 personer behöver per dag.
Ozonisatorer är uppdelade efter produktivitet: 1 g/timme, 2 g/timme, 4 g/timme, etc. Ju fler gram per timme, desto dyrare. Låt oss anta att vi valde en ozonisator på 1 g/timme. Det betyder att det tar 2 timmar att bearbeta vatten enligt vårt exempel. Hur ska vi leverera ozon? Det är väldigt enkelt - att gurgla med en kompressor i en lagringstank. Bubblor av luft som är mättad med ozon passerar genom vattnet, oxiderar allt som kan oxideras och spricker på vattenytan. Oanvänt ozon måste avlägsnas, eftersom ozon är ganska giftigt. För att göra detta installeras ett aktivt kolfilter vid utloppet av tanken, vilket bryter ner ozon. Allt detta bör vara i ett välventilerat utrymme.
Vattnet sedimenterar, järn och organiskt material blir större och de kan filtreras bort i nästa steg av vattenrening med hjälp av konventionella mekaniska filter av patrontyp. Det kommer inte att vara överflödigt att ha ett aktivt kolfilter och ett mesh-backspolfilter. Men det måste redan ses i pengar.
Så du behöver: en ozonator med en kapacitet på 1 g/timme, en lagringstank på 1000 liter, en kompressor för att tillföra ozon-luftblandningen till tanken, ett ozonförsörjningssystem till tanken, ett grovfilter, en pumpning station, mekaniska vattenreningsfilter.
Schematiskt kommer det att se ut så här:
Så, vatten kommer från en brunn, samlas i en tank. Vattennivån styrs av en flottör från en dränkbar pump och en magnetventil. Allt tillsammans är kopplat till en timer, som gör att vatten bara kan fyllas på natten. En annan timer inkluderar en ozonisator och en kompressor för att tillföra luft-ozonblandningen till vattnet. Timern är programmerad för 2 timmars drift. Efter 2 timmar stänger den av ozonatorn och kompressorn.
Under dessa 2 timmar kommer ozon och luft in i tanken genom en slang med hål för att jämnt tillföra ozon genom hela tankens volym. Järn oxideras, organiska ämnen oxideras, de blir större och faller ut.
Därefter reser sig invånarna i huset upp, öppnar kranen - och pumpstationen levererar redan renat vatten genom en serie filter (till exempel 100 mikron mesh, 30 mikron korrugerad patron, 5 mikron patron och aktivt kolfilter) till hus.
Som ett resultat innehåller vattnet inget järn och har mycket mindre organiskt material.
För att avlägsnandet av föroreningar ska bli mer fullständigt ökas ozoneringstiden helt enkelt. Proceduren för experimentet är enkel - hällde vatten i tanken, passerade ozon i 2 timmar, en timme, 3 timmar, 4 timmar och jämförde vattnets utseende.
Man måste komma ihåg att i förorenat vatten sönderfaller ozon nästan helt och blir säkert för människor på 20, och för att vara säker - på 30 minuter. Det vill säga att du kan dricka vatten först efter denna tid.
Vi räknar tiden: tanken börjar fyllas klockan ett på morgonen. Fyllning av tanken 2 timmar - 3 på morgonen. Tiden för destruktion av ozon i vatten är 30 minuter. 03.30 - vattnet är klart för användning.
Kostnaderna för projektet är minimala; de enda utbytbara elementen är patroner för mekanisk rening av kolfiltrering, som skulle finnas i alla vattenbehandlingssystem - både med och utan ozon. Det finns inga andra utbytbara element eller förbrukningsvaror - ingen ersättning av den katalytiska laddningen, inga kostnader för kaliumpermanganat eller salt.
Var köper man ozonisatorer? Främst från de företag som sysslar med simhallar. De kommer att berätta och visa dig, och kanske till och med installera det.
Således är ozonering, med rätt tillvägagångssätt, en omfattande vattenrening.
Baserat på material från http://voda.blox.ua/2008/10/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-34.html
Till skillnad från klorering och fluorering av vatten, under ozoniseringen införs inget främmande i vattnet (ozon sönderfaller snabbt). Samtidigt förblir mineralsammansättningen och pH oförändrade.
Ozon har de största desinficerande egenskaperna mot patogener.
Organiska ämnen i vatten förstörs, vilket förhindrar vidare utveckling av mikroorganismer.
De flesta kemikalier förstörs utan att det bildas skadliga föreningar. Dessa inkluderar bekämpningsmedel, herbicider, petroleumprodukter, rengöringsmedel, natriumsalter, svavel, kväve och klorföreningar, som är cancerframkallande. Koncentrationen av asbest och tungmetaller minskar. Metaller, inklusive järn, mangan, aluminium etc., oxideras till inaktiva föreningar.Oxiderna fälls ut och filtreras lätt.
Ozon bryts snabbt ned och omvandlas till syre, vilket förbättrar vattnets smak och läkande egenskaper.
Vatten behandlat med ozon är bakteriologiskt och kemiskt säkert.
78. Vad bestämmer den nödvändiga vattenbehandlingstiden?
Ozonets förmåga att lösas upp i vatten beror på vattnets temperatur och kontaktytan av gaser med vatten. Ju kallare vattnet är och ju mindre storleken på avdelaren är, desto mindre ozon kommer att lösas upp. Ju högre vattentemperaturen är, desto snabbare bryts ozon ner till syre och går förlorad genom avdunstning.
Beroende på graden av vattenförorening krävs högre eller lägre koncentrationer av ozon. Till exempel, i Ryssland, för att rena ytvatten i de mellersta och norra regionerna, krävs en dos på 2,5 mg ozon per liter vatten. För södra regioner krävs 8 mg per liter.
79. Hur påverkar ozon järn och mangan?
Järn finns ofta i löst tillstånd i naturliga vatten. Dess kolloidala partiklar (upp till 0,1 - 9,01 mikron) kan inte skyddas med den vanliga metoden. Deras preliminära oxidation är nödvändig. Mangan följer vanligtvis med järn. De oxideras lätt av ozon till olösliga föreningar och bildar stora flingor som lätt filtreras.
Organiska föreningar som innehåller järn och mangan bryts först ner av ozon och oxideras sedan. Detta är den mest effektiva metoden för att rena vatten från sådana föreningar.
80. Är ytterligare vattenfiltrering nödvändig efter ozonisering?
Om vattnet innehöll ett stort antal komplexa föreningar, kommer olika utfällning att ske i det som ett resultat av behandling med ozon. Sådant vatten måste ytterligare filtreras. För denna filtrering kan du använda de enklaste och billigaste filtren. Samtidigt kommer deras livslängd att förlängas avsevärt.
81. Bör jag oroa mig över långa perioder av vattenbehandling med ozon?
Att behandla vatten med överskott av ozon har inga skadliga konsekvenser. Gasen förvandlas snabbt till syre, vilket bara förbättrar vattnets kvalitet.
82. Vad är surheten i vatten som har genomgått ozonisering?
Vatten har en lätt alkalisk reaktion PH = 7,5 - 9,0. Detta vatten rekommenderas att dricka.
83. Hur mycket ökar syrehalten i vattnet efter ozonisering?
Syrehalten i vatten ökar 14 - 15 gånger.
84. Hur snabbt sönderfaller ozon i luft och vatten?
I luften efter 10 minuter. Ozonkoncentrationen reduceras till hälften och bildar syre och vatten.
I kallt vatten efter 15-20 minuter. Ozon bryts ner till hälften och bildar en hydroxylgrupp och vatten.
85. Vad bestämmer koncentrationen av ozon och syre i vatten?
Koncentrationen av ozon och syre beror på föroreningar, temperatur, vattnets surhet, material och behållarens geometri.
86. Varför används O 3 -molekylen och inte O 2?
Ozon är ungefär 10 gånger mer lösligt i vatten än syre. Ju lägre vattentemperatur, desto längre lagringstid.
87. Varför är det fördelaktigt att dricka syresatt vatten?
Konsumtionen av glukos av vävnader och organ ökar, syremättnaden i blodplasman ökar, graden av syresvält minskar och blodets mikrocirkulation förbättras. Det har en positiv effekt på metabolismen av levern och njurarna. Hjärtmuskelns arbete stöds. Andningsfrekvensen minskar och tidalvolymen ökar.
88. Hur lång tid tar det att ozonisera vatten?
Ju mer mättat vattnet är med föroreningar, desto längre är bearbetningstiden. Till exempel tar ozonisering av 3 liter kranvatten 10 - 15 minuter. Samma volym vatten som tas från en reservoar, beroende på årstid och nivån av föroreningar, måste utföras tre till fyra gånger längre.
89. Vad är bättre att ozonisera vatten i en skål eller burk?
Det är bättre att välja glas med avsmalnande hals (burk) för att skapa en högre koncentration av ozon i en begränsad volym.
90. När är det bättre att behandla vatten för te, före eller efter kokning?
91. Är det möjligt att ozonisera mineralvatten?
I sådant vatten finns alla mineraler bevarade, det blir säkert och mättat med syre.
92. Varför ozoniseras livsmedel?
Ozon tar bort organiska och oorganiska skadliga ämnen, virus, mögel och maskägg från livsmedelsprodukter.
Kyckling, nötkött, fläsk, fisk, uppfödd under industriella förhållanden, matas med antibiotika och anabola steroider. Växter gödslas och besprutas med medel som påskyndar tillväxten och skyddar dem från skadedjur och sjukdomar. Dessa ämnen, som kommer in i kroppen med mat, är källor till metabola störningar eller, mer enkelt uttryckt, skadar vår hälsa.
Ozonering av livsmedel är ett miljövänligt sätt att rengöra dem från olika föroreningar och därigenom öka deras konsumentegenskaper.
93. Är det nödvändigt att ozonisera spannmål?
Ja, det borde vi.
94. Hur bearbetar man kött?
Köttet ska inte frysas.
Skär först i bitar ca 2 cm och lägg i vatten i 10 minuter. Bearbeta i 15 till 25 minuter.
95. Behöver produkter avsedda för lagring bearbetas?
Företrädesvis. Ozonbehandling ökar hållbarheten.
96. Förstör ozon näringsämnen som finns i grönsaker, kött och frukt?
Alla näringsämnen behålls.
97. Bör ägg bearbetas?
Att behandla ägg med ozon förlänger deras hållbarhet och förhindrar risken för salmonellakontamination.
98. Hur hanterar man alkoholhaltiga drycker?
Behandla vodka och vin på samma sätt som vatten, d.v.s. 10 - 15 min.
99. Är det möjligt att desinficera disk med ozon?
Ja! Det är bra att desinficera barnrätter, konserver etc. För att göra detta, placera disken i en behållare med vatten, sänk ned luftkanalen med avdelaren. Bearbeta i 10 - 15 minuter.
100. Vilka material ska redskap för ozonering vara gjorda av?
Glas, keramik, trä, plast, emaljerad (inga spån eller sprickor). Använd inte metallredskap, inklusive aluminium- och kopparredskap. Gummi tål inte kontakt med ozon.
101. Skobearbetning. Är det möjligt att bli av med ihållande lukt?
Ja! Lägg skorna i en plastpåse. Ta bort diffus sten från kanalen. Rikta strömmen till tån på stöveln. Knyt paketet. Bearbeta i 10 - 15 minuter.
102. Hur eliminerar man obehagliga lukter i hushållsapparater?
Ozonisatorns utloppsluftkanal utan munstycke placeras i kylskåpet eller tvättmaskinen och ozonisatorn slås på i 10-15 minuter för fullständig deodorisering med dörrarna till kylskåpet eller tvättmaskinen stängda.
103. Hur behandlar man underkläder och sängkläder med ozon?
Lägg underkläder eller sängkläder i en plastpåse, i vilken placeras luftkanalen på ozonisatorn utan munstycke. Knyt toppen av påsen utan att klämma luftkanalen och desinficera i 10-15 minuter.Denna metod är mycket bekväm för att behandla barns underkläder och blöjor, eftersom eliminerar behovet av strykning.
104. Kan ozon försämra färgen på ett material?
Användningen av ozonerat vatten vid tvätt av kläder ger produkterna ljusstyrka, kontrast, fräschhet och desinficerar dem också.
105. Är användningen av luftozonering effektiv för att eliminera lukt från rökiga rum och rum efter renovering (doft av färg, lack)?
Ja, det är effektivt. Bearbetning kan utföras flera gånger.
106. Är det nödvändigt att ozonisera luften i luftkonditionerade rum?
Efter att luft passerat genom luftkonditioneringsapparater och värmeanordningar, minskar syrehalten i luften och nivån av giftiga luftkomponenter minskar inte. Dessutom är gamla luftkonditioneringsapparater själva en källa till föroreningar och infektioner och leder till "stängt utrymmessyndrom", som manifesteras av huvudvärk, trötthet och frekventa luftvägssjukdomar. Ozonering av sådana lokaler är helt enkelt nödvändig.
107. Är det möjligt att desinficera en luftkonditionering med ozon?
Ja, det är möjligt och nödvändigt.
108. Är det möjligt att använda ozonerat vatten för växter?
Ja, du kan vattna inomhusväxter och behandla frön med ozonerat vatten.
109. Principen för driften av ozonisatorn.
Ozon erhålls från luften som kommer in i enheten på grund av pumpens drift. Under påverkan av en elektrisk urladdning exciteras syremolekyler i luften och sönderfaller till atomer. De frigjorda atomerna förenar sig tillfälligt med syremolekyler och bildar ozon.
110. Användningsperiod för ozonisatorn.
Garantiperiod för service - 1 år. Ozonisatorns livslängd är från 5 till 10 år, förutsatt att den inte fungerar mer än 6 timmar om dagen. Kontinuerlig drifttid bör inte överstiga 30 minuter. Pausen mellan påslagning är minst 10 minuter.
111. Hur väljer man platsen för ozonisatorn?
Det är bäst att hänga den på väggen. Man bör komma ihåg att ozon är tyngre än luft, så det är lämpligt att placera enheten tillräckligt högt. Vid behandling av vatten måste ozonisatorn placeras ovanför kärlet med vatten för att undvika återflöde.
112. Vilken roll har diffus sten? Inför det inte inslag av föroreningar?
Diffus sten används för ozonering av vatten och spelar rollen som en ozonstråledelare, vilket skapar ett stort område för reaktionen mellan ozonmolekyler och vatten. Det i sig reagerar inte med ozon. Eftersom den ständigt befinner sig i ozonmiljön är den inte en källa till föroreningar. Diffus sten ska endast nedsänkas i vatten. I tjocka vätskor blir stenens dissekerande tubuli igensatta. Tjocka vätskor (mjölk, vegetabiliska fetter) bör ozoniseras med ett rör utan diffusorfäste.
Om det behövs kan du köpa liknande diffusa stenar i en djuraffär.
113. Hur kontrollerar man ozonisatorns prestanda?
Tecken på ozonatorfel:
ingen ozonlukt;
inget ljud från en igång generator eller fläkt;
Enheten är för bullrig.
Om du trots yttre tecken på normal drift av ozonatorn inte känner lukten av ozon, släpp några droppar blått bläck i ett glas vatten. Sänk ner luftkanalen med diffusorn i vattnet. Ett tecken på korrekt funktion är missfärgning av vattnet.
114. Kan ozonisatorn användas kontinuerligt?
För rationell användning måste enheten stängas av i 10-15 minuter var 30:e minut.
En anjonozonisator från det amerikanska företaget Green World hjälper dig inte bara att upprätthålla, utan också avsevärt förbättra din hälsa. Du har möjlighet att använda en oumbärlig enhet i ditt hem - en anjonozonisator, som kombinerar alla kvaliteter och funktionalitet hos både en luftjonisator och en ozonisator (multifunktionell...
Ozonisatorn till bilen är utrustad med belysning och smaktillsatser. Ozoniserings- och joniseringslägena kan slås på samtidigt. Dessa lägen kan också aktiveras separat. Denna ozonisator är oumbärlig under långa resor, när förarens trötthet ökar, synen och minnet försämras. Ozonatorn lindrar dåsighet och ger kraft på grund av inflödet av...
Vänligen jämför egenskaperna hos ozon och syre enligt dessa kriterier! och fick det bästa svaret
Svar från Irina Ruderfer[guru]
1. Ett kemiskt element som bildar ett ämne - syre, kemikalie. O-symbol, för båda
2. Molekylkemisk formel: syre O2, ozon O3
3. Fysiskt tillstånd, färg, lukt, löslighet i vatten
Syre under normala förhållanden är en färglös, smaklös och luktfri gas, lätt löslig i vatten (4,9 ml/100 g vid 0 °C, 2,09 ml/100 g vid 50 °C)
Ozon under normala förhållanden är en blå gas med en specifik lukt. Löslighet i vatten vid 0 °C - 0,394 kg/m3. m; (0,494 l/kg), det är 10 gånger högre jämfört med syre.
4. Kemisk aktivitet
Båda modifieringarna är oxidationsmedel, men ozon är mycket starkare
Som regel fortskrider oxidationsreaktionen med frigöring av värme och accelererar med ökande temperatur. Ozon är ett kraftfullt oxidationsmedel, mycket mer reaktivt än diatomiskt syre. Oxiderar nästan alla metaller (förutom guld, platina och iridium) till deras högsta oxidationstillstånd. Oxiderar många icke-metaller.
5. Att vara i naturen
Syre är det vanligaste grundämnet på jorden, dess andel (i olika föreningar, främst silikater) står för cirka 47,4 % av massan av den fasta jordskorpan. Hav och sötvatten innehåller en enorm mängd bundet syre - 88,8% (i vikt), i atmosfären är innehållet av fritt syre 20,95% i volym och 23,12% i massa. Mer än 1 500 föreningar i jordskorpan innehåller syre.
Ozon bildas i många processer åtföljda av frigöring av atomärt syre, till exempel under nedbrytning av peroxider, oxidation av fosfor, etc.
När luft bestrålas med hård ultraviolett strålning bildas ozon. Samma process sker i de övre skikten av atmosfären, där ozonskiktet bildas och upprätthålls av solstrålning.
Atmosfäriskt ozon spelar en viktig roll för allt liv på planeten. Genom att bilda ozonskiktet i stratosfären skyddar det växter och djur från hård ultraviolett strålning. Därför är problemet med ozonhålsbildning av särskild betydelse. Troposfäriskt ozon är dock en förorening som kan hota människors och djurs hälsa och skada växter.
6. Betydelse
Syre – se Wikipedia
Användningen av ozon beror på dess egenskaper:
starkt oxidationsmedel:
eller sterilisering av medicintekniska produkter
o när man skaffar många ämnen i laboratorie- och industripraktik
eller blekningspapper
o för oljerening
starkt desinfektionsmedel:
o för att rena vatten och luft från mikroorganismer (ozonisering)
eller desinfektion av lokaler och kläder
Svar från 2 svar[guru]
Hallå! Här är ett urval av ämnen med svar på din fråga: Vänligen jämför egenskaperna hos ozon och syre enligt dessa kriterier!
Interaktionen mellan föroreningar och ozon uppstår på grund av en direkt reaktion med ozonmolekyler eller med radikaler som uppstår under dess nedbrytning. Ozon interagerar mer aktivt med anjoner än med neutrala och katjoniska ämnen.
Ozon, som är ett aktivt oxidationsmedel, interagerar med många organiska och oorganiska ämnen. Av halogenerna reagerar inte fluor med ozon och klor reagerar praktiskt taget inte. Brom oxideras av ozon först till hypobromit och sedan till bromatföreningar. I detta fall kan den resulterande bromiden samtidigt interagera med ämnen av organiskt ursprung och ammoniak. Jod oxideras av ozon mycket snabbt för att bilda jodater och hypojodsyra. Salter av halogenhaltiga syror är inte längre mottagliga för ozonoxidation. Kväve och dess föreningar, inklusive ammoniak och ammoniumjoner, samt nitrater, med undantag för aminer, som interagerar bra med hydroxylradikaler, är praktiskt taget neutrala mot ozon. Giftiga cyanider oxideras lätt av ozon till cyanater, vars ytterligare oxidation sker mycket långsamt och accelereras endast i närvaro av kopparjoner, vilket saktar ner i närvaro av järnjoner i lösningen. Svavel och sulfiter, när de interagerar med ozon, oxideras till sulfater. När det gäller reaktioner med metaller oxiderar ozon ganska aktivt järn och mangan, kobolt och nickel och bildar oxider och hydroxider som avlägsnas från lösningen under flockning eller filtrering. Krom är praktiskt taget passivt i förhållande till ozon, även om det under vissa förhållanden kan oxideras av det till maximalt oxidationstillstånd, sexvärt krom.
1.1 Inledning
Ozon upptäcktes 1840 av den schweiziska kemisten Christian Schombein, efter experiment med elektrolys av syror. Mycket snart, som ett resultat av ett antal studier, visades det att ozon är triatomiskt syre, en gas under standardförhållanden, vars karakteristiska egenskaper är dess förmåga att oxidera många ämnen och desinficera mikroflora. Dessa egenskaper användes mycket snart inom industrin för behandling av dricksvatten. Allra i slutet av 90-talet av 1800-talet gjordes försök i Nederländerna och Tyskland att desinficera dricksvatten med ozon. Det allmänt accepterade födelsedatumet för ozonvattenreningsteknik anses vara 1906, då en vattenreningsstation började fungera i den franska staden Nice, som bär det symboliska namnet "bon voyage" med en vattenproduktivitet på 22,5 m³/dag. Stationen fungerade framgångsrikt fram till 1970, då den moderniserades. Denna praxis blev sedan utbredd, vilket framgår av följande uppgifter: I Tyskland ökade antalet företag som använder ozon mellan 1984 och 2000. Från 30 till 300 respektive i USA från 1954 till 1997 från 10 till 5500.
I Ryssland utvärderades effektiviteten av ozonering för vattenrening nästan samtidigt som utomlands. År 1901 hörde den 5:e vattenförsörjningskongressen en rapport av ingenjör N.P. Zimin på vattenozonering; den senare karakteriserade "ozonisering av vatten som ett sätt att eliminera bristerna i dess filtrering i stadsvattenförsörjningssystem."
1905 togs en experimentanläggning för vattenozonering i drift vid Peter och Paul-sjukhuset i St. Petersburg. Man fann att antalet bakterier minskade med i genomsnitt 98,8 %, smaken förbättrades och det fanns ingen färg i det renade vattnet. 1911 började den största vattenozoneringsstationen i världen vid den tiden att fungera i St. Petersburg. När den öppnades var dess kapacitet 44,5 tusen m³/dag behandlat vatten.
En översikt över idéer om ozon, dess produktion och tillämpning inom olika områden i början av 1900-talet ges i boken av den ryske ingenjören V.V. Karaff-Korbutt "Ozon och dess tillämpning inom industri och sanitet", publicerad 1912.
En av de första sovjetiska monografierna om detta ämne är boken av V.F. Kozhinov och I.V. Kozhinov "Ozonering av vatten". Dessa verk går tillbaka till förra seklet. Betydande framsteg har gjorts i produktionen av ozon på senare tid, och mycket lovande nya användningsområden för ozon har öppnats.
1.2 Ozon, dess egenskaper och huvudsakliga reaktioner med olika ämnen.
1.2.1 Fysikalisk-kemiska egenskaper hos ozon.
Under normala förhållanden är ozon ett gasformigt, färglöst ämne med en stickande lukt. Lukten av ozon tros vara lukten av frisk luft efter ett åskväder. Detta är sant, men bara om dess koncentration är mycket låg och är en bråkdel av de högsta tillåtna koncentrationerna (MPC). En detaljerad beskrivning av de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos ozon övervägs i många arbeten, särskilt. Några grundläggande fysikalisk-kemiska egenskaper hos ozon anges i tabellen 1.1 .
Tabell 1.1.Grundläggande fysikaliska och kemiska egenskaper hos ozon.
Rent ozon är explosivt. Det är inte stabilt och sönderfaller snabbt. Nedbrytningen av ozon påverkas av många faktorer: temperatur, pH, förekomsten av ämnen som ska oxideras, etc.
1.2.2 Ozonlöslighet i vatten
När ozon löser sig i vatten ökar dess koncentration gradvis och når gränsvärdena för dessa förhållanden.
Ozonets löslighet i vatten kan uttryckas antingen i form av den så kallade Bunzea-koefficienten - β, som visar förhållandet mellan volymen löst ozon reducerat till normala förhållanden och vattenvolymen (Voz/Vv), eller i absoluta värden av löst ozon (g/l). Det antas att upplösningsprocessen följer Henrys lag, enligt vilken mängden löst ozon är proportionell mot trycket av gasformigt ozon över lösningen. Denna lag kan skrivas som:
C statisk = β
C statistik- ozonlöslighet, g/l;
β – Bunsenkoefficient.
M– ozondensitet = 2,14 g/l;
Py– Partialtryck av ozon i det gasformiga mediet i fråga.
Det bör noteras att lösligheten av ozon är mycket högre än de viktigaste atmosfäriska gaserna - kväve och syre, men svagare än sådana oxidationsmedel som klor och klordioxid. Ozonlösligheten ökar med sjunkande vattentemperatur. Samtidigt finns det en stor spridning i experimentella data från olika författare, presenterade i tabellen 1.2 .
Tabell 1.2 Löslighet av ozon i vatten.
|
T, °С |
Enligt |
Enligt |
Enligt |
||||
|
Β (l O3/l H2O) |
Löslighet, g/l |
Β (l O3/l H2O) |
Löslighet, g/l |
Β (l O3/l H2O) |
Löslighet, g/l |
||
1.2.3 Ozonnedbrytning i vatten
Samtidigt med upplösningen av ozon i vatten sker dess nedbrytning. Samtidigt beror hastigheten på dess sönderfall, såväl som det ömsesidiga värdet "livslängd", på vattnets temperatur och främst på vattnets sammansättning. Först och främst från närvaron av olika föroreningar i vattnet, särskilt vissa organiska föreningar och metalljoner.
Livslängden i enkeldestillerat vatten är 20 minuter och i vanligt vatten några minuter.
1.3 Ozons reaktioner med oorganiska ämnen.
Ozon kan reagera med olika ämnen i vatten genom två olika mekanismer - direkt som ozon (i molekylär form) och i form av OH*-radikalen, som uppstår när ozon bryts ned i vatten. Man tror att i neutralt vatten är dessa två reaktionskanaler lika fördelade. I en sur miljö dominerar den molekylära mekanismen och i en alkalisk miljö dominerar radikalmekanismen.
Eftersom ozon fungerar som ett oxidationsmedel i kemiska reaktioner kan dess oxiderande förmåga bedömas utifrån det så kallade oxidationspotentialvärdet. Värdet på värdena för oxidationspotentialen för olika ämnen - oxidationsmedel anges i tabellen 1.3 .
Tabell 1.3. Redoxpotentialer för olika ämnen.
Från bordet 1.3. Det följer att ozon är ett mycket starkt oxidationsmedel. Av de stabila ämnen det näst efter fluor Och överstiger klor med en och en halv gånger.
1.3.1 Reaktion av ozon med metaller.
Eftersom ozon är ett starkt oxidationsmedel, oxiderar ozon i gasfasen de flesta metaller med undantag av guld och vissa metaller från platinagruppen, oxider med högre oxidationstillstånd, men dessa reaktioner kräver vanligtvis närvaro av spår av fukt. Alkali- och jordalkalimetaller oxideras av ozon på samma sätt som av syre, bara i snabbare takt. Intressant nog får plattor av guld och platina (och, i mindre utsträckning, silver och koppar) en negativ elektrisk laddning i en atmosfär av torrt ozon.
Metalliskt silver oxideras väl av ozon, både i våt och torr gas i temperaturområdet från rumstemperatur till 1000C med bildning av brun oxid Ag2O. Den senare är en bra katalysator för ozonnedbrytning.
Metalliskt kvicksilver, liksom silver, oxideras av ozon redan vid rumstemperatur, medan ytan förlorar sin inneboende rörlighet, fastnar på glas och kvicksilvermenisken blir plattare. Smält tenn vid 5000C i närvaro av 1% ozon täcks med en oxidfilm. Ozon i närvaro av vatten oxiderar leder till att bilda hydroxid. I frånvaro av fukt är huvudprodukten av denna reaktion mörkbrun blydioxid.Polerande ytor av koppar, zink, järn, olika stål i en atmosfär av fuktigt ozon är täckta med lösa oxidfilmer, som vid vanlig atmosfärisk korrosion. I en torr atmosfär passiveras dessa ytor av ozon och bildar skyddsfilmer. En liknande bild observeras för koppar och zink.
Samspelet mellan metaller och ozon i lösningar är mer varierat. Så om ozon i gasfasen inte påverkar guld, bidrar dess små tillsatser till upplösningen av guld i lösningar av kaliumcyanid med 1,5-2 gånger och silver med 3 gånger.
Ozonets starka oxiderande egenskaper föreslås användas för selektiv oxidation av mineraler i ett vattenhaltigt medium. Så här erhölls barium- och strontiumsulfater. Tungmetallsulfider är värdefulla metallurgiska råmaterial, så deras omvandling till vattenlösliga sulfater (eller oxider) har väckt uppmärksamhet under mycket lång tid. För närvarande har ett stort laboratorium eller semi-industriell mängd experimentella data samlats på denna fråga. Vi talar om skapandet baserat på urlakning av metaller av ozon från sura flytande sulfider. Denna hydrometallurgiska teknologi har ett antal fördelar jämfört med för närvarande använd pyrometallurgi.
1.3.2 Reaktioner mellan ozon och icke-metaller.
Ickemetaller reagerar med ozon på olika sätt. Torr fosfor, både vit och röd, oxideras av ozon till P2O5. Arsenik, som fosfor, svavel, selen, tellur, i en torr atmosfär oxideras till oxider, och i närvaro av vatten bildas motsvarande syror, och i alkaliskt vatten - salter.
Kväve reagerar inte med ozon, men kväveoxider (vissa av dem) reagerar mycket lätt, vilket gör det möjligt att eliminera dem från gasutsläpp från ett antal företag. Den andra otäcka ingrediensen i många gasutsläpp, svaveldioxid, reagerar inte med ozon i gasfasen, utan reagerar i lösning. Cyanider (cyanidjoner) reagerar lätt med ozon i vattenlösning, och dessa processer, såväl som avlägsnandet av järn och mangan från vatten, diskuteras i detalj nedan.
Ozon oxiderar alla halogener utom fluor, och lättheten att oxidera ökar med ökande atomnummer för grundämnet. Dessa processer diskuteras kort i avsnittet om vattenrening i simbassänger.
1.4. Reaktioner av ozon med organiska föreningar.
Det är ganska svårt att karakterisera reaktionerna mellan alla större organiska ämnen med ozon. Det är möjligt att bara notera några allmänna punkter när man överväger de direkta effekterna av ozon.
Mättade alkylföreningar reagerar mycket långsamt med ozon. De flesta klorerade kolväten och även omättade kolväten reagerar inte direkt med ozon. I detta fall är indirekt interaktion med ozon genom OH*-radikalen nödvändig. Bensen oxideras av ozon mycket långsamt, och polycykliska kolväten snabbare. Reaktionstiden för ozon med fenoliska föreningar är flera sekunder.
Karboxylsyror, ketiska syror och ett antal liknande föreningar är de slutliga stabila produkterna av oxidation av organiska ämnen med ozon.
Aminer vid neutrala pH-värden reagerar mycket långsamt med ozon, vid pH ›8 sker oxidationsreaktioner snabbare. Emellertid sker aminoxidationsreaktioner huvudsakligen genom OH-radikaler. Kvartära aminer (aromatiska aminer) reagerar snabbare med ozon.
Alkoholer kan reagera med ozon och bilda hydroperoxider som mellanliggande föreningar. Samtidigt oxideras de till karboxylsyror, medan sekundära alkoholer oxideras till ketoner. Karboxylsyror reagerar svagt eller inte alls med ozon.
Merkaptaner oxideras med ozon till sulfonsyror. Bisulfiter och sulfonföreningar är mellanliggande ämnen. Aminosyror som innehåller svavel (cystein, cestin och metionin) reagerar snabbt.
Aminosyror (en komponent av proteiner) reagerar med en elektrofil mekanism.
Bland bekämpningsmedel som innehåller fosfatestrar är paration den mest kända. Ozonering av denna förening producerar paraoxon, som är giftigare än paration. Ytterligare ozonering omvandlar paraoxon till mindre giftiga ämnen (till exempel nitrofenol, som sedan oxideras till slutprodukterna - nitrater och CO2).
1.5. Ozon som inaktiverare av mikroflora.
Som nämnts ovan har ozon en kraftfull bakteriedödande och virulent (virusinaktiverande) effekt.
Vetenskaplig litteratur (särskilt populärlitteratur) säger ofta att ozon faktiskt deaktiverar bakterier och virus starkare än klor (och detta kommer att illustreras nedan), men kvantitativa uppskattningar av denna fördel måste behandlas med vissa reservationer.
För närvarande, när man bedömer effektiviteten av ett visst desinfektionsmedel, den så kallade CxT kriterium, dvs. produkten av koncentrationen av reagenset och verkningstiden.
Man kan säga att:
EXPONERING (INAKTIVERING) = Koncentration * Exponeringstid.
I bordet 2.1. värden presenteras för jämförelse CxT kriterier för olika mikroorganismer - desinfektionsmedel.
Tabell 2.1. Menande CxT kriterium för olika mikroorganismer (99 % inaktivering vid 5-25 °C. CxT kriterium (Mg/l*min)
Det är tydligt att ozon är överlägset desinfektionsmedel som klor, kloramin och klordioxid, men på olika sätt för olika patogener. För patogener som Escherichia coli (E-coli) är ozon mer effektivt än klor, men inte mycket. Samtidigt, för cryptosporidium, förhållandet CxT Kriterierna för dessa desinfektionsmedel är nära 1000. I princip kan desinficerande reagenser som klor, brom, jod, klordioxid och silver konkurrera med ozon.
Molekylär klorgas, som löses upp i vatten, sönderfaller och producerar klorsyra HOCl, som i sin tur dissocierar i vatten till ClO-anjonen och H+-katjonen. Graden av denna dissociation bestäms av mediets surhet. Det har fastställts att vid pH = 8 är koncentrationen av odissocierad syra ≈ 20 % och vid pH = 7 är koncentrationen av HClO ≈ 80 %. Eftersom HClO har en stark bakteriedödande effekt, vid användning av klor (även i form av hypoklorit), är det nödvändigt att upprätthålla ett optimalt pH-värde.
Jod, som desinfektionsmedel, används för att inaktivera mikrofloran i små vattenbehandlingssystem och ibland i små simbassänger. När det gäller dess desinficerande egenskaper är jod svagare än klor och speciellt ozon, men det är bekvämare att transportera.
Brom kan i princip användas för desinfektionsändamål, men i närvaro av andra oxidationsmedel bildar det bromater, derivat av syran HBrO3, som är mycket skadliga och har ett lågt MPC-värde. Detta problem - bildandet av bromater under ozonering av bromhaltigt vatten - är ganska allvarligt, och vi kommer att uppehålla oss vid det i avsnittet "Användning av ozon för beredning av dricksvatten." Silver är ett exotiskt men mycket svagt desinfektionsmedel och används sällan.
Dessutom har inhemsk och utländsk industri nyligen erbjudit ett antal organiska ämnen som har en stark desinficerande effekt. Men de har alla vissa nackdelar och har ännu inte hittat någon bred spridning.
Det är alltså bara klor som kan vara en verklig konkurrent till ozon. Tyvärr har klor betydande nackdelar:
Länge användes flytande klor från trycksatta cylindrar, vilket var ett stort problem ur säkerhetssynpunkt. För närvarande produceras klor eller används hypoklorit, vilket, när det löses i vatten, skapar den nödvändiga koncentrationen av fritt klor. Det bör noteras att termen "fritt klor" avser koncentrationen av hypoklorsyra HClO. Användningen av hypoklorit gör det nödvändigt att lagra en förråd av reagenset, men hypoklorit sönderdelas under lagring, och innehållet av fritt klor minskar.
En av de främsta obehagliga egenskaperna hos klor är att när det reagerar med de flesta organiska föreningar uppstår en hel rad organiska klorderivat, varav de flesta är mycket giftiga. Klorfenoler och särskilt polyklorfenoler, några av de senare, de så kallade dioxinerna, är bland de starkaste organiska gifterna som för närvarande är kända, och effekten av dessa toxiner är att förstöra det mänskliga immunförsvaret, så när man talar om dioxiner benämner man termen "kemisk AIDS". används ibland.
Klor reagerar mycket lätt med ammoniak och bildar kloraminer. Dessa ämnen har en mycket svag desinficerande effekt, men är extremt irriterande för ögonens slemhinnor och nasofarynx. Kloraminer kallas ofta "kombinerat klor". Detta kombinerade klor är 5-10 gånger starkare irriterande än fritt klor.
Ozon kan också bilda mellanliggande föreningar (biprodukter) vid ozonisering av gasformiga och kondenserade medier. Teoretiskt kan man anta att de bildade produkterna är mer giftiga än ozon.
Detta problem har varit föremål för forskning av många forskare runt om i världen. Koncentrationerna och sammansättningen av intermediära ämnen till följd av ozonering är starkt beroende av om dricksvatten eller avloppsvatten är ozonerat. Naturligtvis, i det första fallet, bildas mycket mindre biprodukter och deras sammansättning är mer uppenbar. Alla dessa frågor kommer att diskuteras i de relevanta avsnitten av granskningen. De ganska konsekventa resultaten av många års forskning kan sammanfattas på följande sätt:
I de allra flesta fall är mellanprodukterna från oxidationen av föroreningar med ozon MINDRE GIFTIGA än de ursprungliga ingredienserna.
Direkt jämförelse av mellansubstanser som bildats under jämförande experiment med klorering och ozonering visade att i det första fallet bildas mycket mer oönskade biprodukter.
Direkta jämförelser av klor och ozon som mikroflora desinfektionsmedel har gjorts i många experimentella studier och i drift av vattenreningsverk. Låt oss bara notera några av de berömda verken:
M. Kane och Glöckner studerade effekten av ozon och klor på cystor (täta membran som bildas runt encelliga organismer) av Endamoeba hystolica och på bakterierna som följer med dessa kulturer. Det har konstaterats att tiden som krävs för att förstöra dessa organismer vid en kvarvarande ozonkoncentration på 0,3 mg/l är 2-7,5 minuter, och för klor (restkoncentration 0,5-1 mg/l) är mycket längre - 15-20 minuter.
Virologer i USA och Tyskland på 40-60-talet genomförde ett antal studier med suspensioner av polioviruset för att inaktivera det med hjälp av klor, ozon och klordioxid.
Slutsatserna från dessa studier kan presenteras enligt följande:
Inaktivering av polioviruset med klor uppnås med en dos på 0,1 mg/l vid en vattentemperatur på 18 ºС; vid en vattentemperatur på 7 ºС bör dosen av klor vara minst 0,25 mg/l.
Inaktivering av viruset med ozon uppnås med en dos på 0,1 mg/l vid en vattentemperatur på 18 ºС; för kallt vatten 7 ºС bör dosen ökas till 0,15 mg/l.
Vid användning av klordioxid ska en dos på 0,6 mg/l (18 ºC) användas. För vatten med en temperatur på 7 ºС bör dosen klordioxid vara 1 mg/l.
Enligt Naumann förstörs poliopatogener av ozon på 2 minuter vid en koncentration av 0,45 mg/l, medan det med klorering vid en dos på 1 mg/l kräver 3 timmar.
Enligt vissa författare eliminerar ozon framgångsrikt mikroalger och protozoer mer aktivt än klor. Således förstör ozon vid en koncentration av 15 mg/l på 3 minuter protozoarter, som behåller sin aktivitet när vatten behandlas med en klordos på 250 mg/l under lång tid.
Dracena mollusklarver dog med 90 % vid en ozondos på 0,9-1,0 mg/l, 98 % vid en dos på 2 mg/l och helt vid en dos på 3 mg/l. Vuxna former av blötdjur dog under längre behandling med ozonerat vatten (upp till 30 min).
Visserligen är blommande alger, som vanligtvis förökar sig snabbt i öppna bassänger i solljus, svagt påverkade av ozon. Här används slagdoser av klor. Denna behandling utförs vanligtvis på natten under förebyggande rengöring av sådana pooler.
Ridenour och Ingalls från USA behandlade e-colisuspensioner i destillerat vatten med klor och ozon vid Нр = 6,8 och en temperatur på 1 ºС. Under dessa förhållanden var bakteriedödande doser som orsakade döden för 99 % av e-coli-kolonierna 0,25-0,3 mg/l för klor på 16 minuter och för ozon 0,5 mg/l på 1 minut.
Den långa historien med användningen av dessa två desinfektionsmedel i stora vattenreningsverk ger en mängd faktamaterial för att bedöma deras fördelar och nackdelar. Den redan nämnda boken "Ozonation of Water" ger ett antal intressanta exempel.
Sålunda, under den långa driften av stationen i Nice, upptäcktes aldrig uppkomsten av Escherichia coli och Clostridium pertringers-bakterier i ozoniserat vatten.
Vid filtreringsanläggningen Belmont i Philadelphia (USA) visade ozonering av vatten resultat för att eliminera e-coli mer framgångsrikt än de resultat som uppnåddes med klorering.
Forskning om vattenozonering utfördes vid Östra vattenverket i Moskva. Effekten av vattendesinfektion med ozon när det totala antalet bakterier i 1 ml är 800-1200 enheter. är: vid en ozondos på 1 ml/l 60-65 %, vid en dos på 2 ml/l – 85 %, vid en dos på 3 ml/l – 90-95 %. En acceptabel dos av ozon bör anses vara 3-4 ml/l.
Vid Rublevskaya vattenstation (Moskva) utfördes ozonering av vattnet i Moskvafloden. Det totala antalet bakterier i 1 ml vatten efter införandet av ozon minskade med 92-99% inom ett tidsintervall på 1-25 minuter. Den bakteriedödande dosen av ozon motsvarade den som efter behandling inte kunde upptäcka e-coli i 500 ml. vatten. Ökning av grumlighet från 6,8 till 12 mg/l och färg från 3,2 till 18 grader. krävde en ökning av den bakteriedödande dosen av ozon från 3,2 till 4,1 mg/l.
Genom att jämföra arbetet med den franska vattenreningsstationen i Saint-Maur och stationen i Chicago (USA), noterar V.F. Kozhinov att i det första fallet registrerades sjukdomar av "vattenursprung" i endast 1 fall per 100 tusen invånare, även om koncentrationen av kvarvarande ozon i vatten inte översteg 0,05 mg/l.
Samtidigt inträffade utbrott av gastrointestinala sjukdomar i Chicago trots mycket höga halter av klor i kranvatten.
En av förra seklets ledande hygienister, Watson, uttryckte följande åsikt vid den internationella kongressen om vattenförsörjning i Stockholm (juli 1964): ”Den mest betydande invändningen mot ozonering brukar anses vara frånvaron av kvarvarande ozon i distributionen. vattenförsörjningsnät, medan vid klorering kan kvarvarande ozon detekteras i nätets klor. Experiment utförda i Ashton (England) visade att vatten som desinficerats med ozon, som cirkulerar i ett fungerande vattenförsörjningsnät, inte försämras i dess kvalitet. Kontrollprover av ozonerat vatten som tagits från nätet visade sig vara helt likvärdiga med prover som innehöll restklor i vatten tagna från andra källor. Det har också konstaterats att små mängder kvarvarande klor som finns i rörledningar inte kan ha någon desinficerande effekt på föroreningar orsakade av skador på kommunikationer. De där. förekomsten av restklor i rörledningar betyder inte nödvändigtvis att vattnet är bakteriellt rent, även om det ofta anses vara just det.
En av författarna till denna recension diskuterade detta problem med ledande arbetare i Zürichs vattenförsörjningssystem, och de bekräftade Watsons åsikt att när rena rör används i vattenförsörjningsnät, sker ingen återförorening av ozonerat vatten.
Även från denna korta jämförelse av ozon med andra oxiderande desinfektionsmedel är fördelarna med ozon obestridliga.
Genom att sammanfatta en mycket kort jämförelse av ozon, klor och klordioxid som ett medel för att rena och desinficera vatten, noterar vi att i en viss mening denna tvist löstes av livet självt. Erfarenheterna från vattenreningsverk som använder ozon och klor vittnar verkligen om ozon.
1.6 Andra fördelar med ozon.
På grund av översiktens korthet uppehåller vi oss inte här vid sådana positiva egenskaper hos ozon som att förbättra koagulations-flockuleringsprocesserna, effektiv inverkan på mikroflockningsprocessen, ojämförligt högre kvalitet på vattnet i simbassänger som använder ozon istället för klor och ett antal av andra.
Slutligen är det frågan om kostnaden. Det finns en åsikt att ozonering är mycket dyrare än klorering. Det är det dock inte. I kloreringsprocessen blir det nödvändigt att eliminera överskott av klor från vatten, för att utföra den så kallade dekloreringen. Detta görs vanligtvis med hjälp av speciella reagenser. Med hänsyn till denna faktor, såväl som trenderna i den kontinuerliga minskningen av priset på ozoneringsutrustning och ökningen av priset på klor och klorprodukter, är kostnaden för dessa processer för närvarande nästan jämförbar.
Men klorering, om vi talar om vårt land, används oftare än ozonering. Varför? Det finns flera skäl.
Att arbeta med klor, särskilt när det gäller flaskor med flytande klor, är relativt enkelt. Det räcker med att skruva av cylinderventilen eller hälla en hink hypoklorit i poolen och till en första uppskattning är alla problem med desinfektion lösta. Detta är verkligen enklare än att övervaka koncentrationen av ozon som lämnar ozonisatorn, med tanke på att ozonatorn är en relativt komplex apparat och du måste vara säker på att den inte stängs av oväntat.
Det är här den andra (och kanske den första) orsaken till den låga förekomsten av ozon uppstår. Fram till helt nyligen lämnade ozoniseringsutrustningens tillförlitlighet mycket att önska, och den låga automationsnivån krävde användning av relativt högt kvalificerad servicepersonal.
I avsnittet "Produktion av ozon" kommer vi att titta på detta problem mer i detalj och kritiskt granska befintliga konstruktioner utifrån utrustningens tillförlitlighet och enkelhet. Endast den senaste generationen av ozonisatorer från Positron-företaget tillåter, på grund av hög automatisering och tillförlitlighet av designen, att reducera underhållet av ozoniseringsutrustning till ett minimum, eller snarare genom att trycka på en knapp.
1.7 Ozontoxikologi
Ozonets giftiga egenskaper har varit föremål för många studier sedan 1940-talet. Vid denna tidpunkt, i Los Angeles (USA), och sedan i många andra städer, observerades uppkomsten av så kallad fotokemisk smog. Under påverkan av solstrålning omvandlades bilutsläpp (kolväten och kväveoxid) som ett resultat av en komplex kedja av fotokemiska reaktioner till ozon och organiska peroxider, inklusive bensopyren, ett mycket starkt cancerframkallande ämne. Samtidigt nådde ozonkoncentrationen i vissa fall 10 MPC (≈ 1 mg/m³). Hos personer som exponerats för fotokemisk rök observerades irritation av ögon och slemhinnor i luftvägarna. Efter att ha tillbringat en viss tid i friska luften försvann de obehagliga symtomen.
Tekniska framsteg och, först och främst, användningen av katalysatorer för bilutsläpp har nästan helt eliminerat orsakerna till fotokemisk smog. Noggranna experimentella studier på människor och djur har helt klarlagt frågan om ozontoxicitet. Man kan säga (enligt vår mening) att i en viss mening är rädslan för ozontoxicitet en myt. Ja, ozon är klassificerat som en faroklass I. Dess maximalt tillåtna koncentration är lägre än för ämnen som klor och vätecyanid (tillåten koncentration av klor = 1 mg/m³, vätecyanid tillåten koncentration = 0,3 mg/m³). Faktum är att när MPC-värdet fastställs tas inte bara hänsyn till den dödliga dosen, utan även ämnets ångtryck. Eftersom ozon är en extremt flyktig gas (Tº kip = -111 ºC) är toxicitetsvärdet högt. Men det måste understrykas att det under ett och ett halvt århundrade av mänsklighetens bekantskap med ozon är okänt ingen fall av dödlig ozonförgiftning. Och det observerades inte alls ingen vid allvarlig ozonförgiftning som skulle kräva sjukhusvård. Ozon har störst effekt på andningsorganen. Andningsfrekvensen, luftvolymen under inspirationen, lungornas vitala och kvarvarande kapacitet förändras. Men boken av den ungerske ozonspecialisten M. Horvath beskriver ett experiment där 5 personer placerades i en speciell kammare med en maximal exponering av 6 ppm ozon under 1 timme (6 ppm ≈ 120 MAC) och minst 1,2 ppm ( ≈ 24 MAC) i 2,5 timmar. Smaksinne, blodtryck och puls detekterades inte. Det visade sig att uppfattningen av lukt minskade, men det är inte klart om ozon påverkar nervsystemet eller "övervinner" lukten av sensorsubstansen. Det var heller ingen förändring i blodets sammansättning.
Experiment gjorda på små djur har visat att kroppen vänjer sig vid ozon, varefter den kan tolerera dödliga doser. Det är dock nödvändigt att göra en betydande anmärkning angående dödliga doser av ozon.
En av författarna till denna recension var tvungen att, när han arbetade med ozon, på grund av oförutsedda omständigheter, andas in ozon i en koncentration av 20-40 g/m³, vilket motsvarar (10-30)-10³ ppm, och ligger långt över dödlig kurva 4. Känslan var mycket obehaglig, men att vistas i frisk luft återställde helt normal andning. Även om en person har rinnande näsa och inte luktar ozon så finns det nu enkla och pålitliga "ozonsonder" på marknaden som gör att du snabbt kan hitta eventuellt ozonläckage.
1.8 Slutsats
Ozon, som ett unikt oxidationsmedel-desinfektionsmedel, har blivit utbrett i världen, främst inom området för beredning av dricksvatten. I Frankrike finns det till exempel flera tusen vattenreningsverk som använder ozon. Ozonets fysikalisk-kemiska egenskaper är mycket unika. Det löser sig bra i vatten, men sönderdelas snabbt i det, särskilt om det finns föroreningar. Därför kan livslängden, särskilt med ett neutralt pH, variera från timmar (ultraprent vatten) till sekunder (alkaliska lösningar, organiska föroreningar).
Som ett starkt oxidationsmedel (dess oxidationspotential är sämre, bland stabila ämnen, endast fluor) oxiderar ozon nästan alla metaller, exklusive guld. Ozon reagerar explosivt med många ämnen. Ozon reagerar med klorlösningar i vatten, vilket är viktigt när man använder dessa ämnen för att behandla vatten i simbassänger. Reaktioner med organiska ämnen beror i första hand på de organiska ämnenas beskaffenhet. Föreningar med omättade bindningar oxiderar mycket snabbt. Andra ämnen, såsom organiska syror (oxalsyra, ättiksyra, etc.), samt alkoholer och ketoner, reagerar mycket långsamt. Reaktionshastigheterna med ozon i lösning beror mycket på miljöns pH, eftersom i en sur miljö realiseras den molekylära mekanismen för oxidation, där ozon i sig verkar, och i en alkalisk miljö verkar OH*-radikalen.
Ingen mindre, och kanske ännu mer värdefull, egenskap hos ozon är dess extremt effektiva förmåga att eliminera mikroflora. Här är den 3-1000 gånger överlägsen andra vanliga desinfektionsmedel (främst klor), beroende på vilken typ av patogen mikroflora. Ozonets effekt på mikroorganismer som svampar och alger är också skadlig, även om i det här fallet mycket beror på bearbetningsförhållandena.
Trots dessa uppenbara fördelar används ofta i ett antal industrier (främst inom vattenrening) klor och dess föreningar istället för ozon. Det beror på ett antal fördomar. Man tror att användningen av ozon är betydligt dyrare än användningen av klor. I ett antal kvalificerade jämförelser av kostnadsindikatorerna för ozon- och klorrening, när kostnaden för den slutliga avkloreringsprocessen beaktades, visade det sig att de totala kostnaderna är nästan desamma, och i vissa fall när transport av kemiska reagens är svårt eller mycket dyrt, användningen av ozon är mer lönsam än andra oxiderande desinfektionsmedel.
Det är sant att produktionen av ozon i sig är en tekniskt mer komplex process än produktionen av klor. Tidigare fanns det ofta klagomål på komplexiteten i underhållet och tillförlitligheten hos ozoneringsutrustning. Nu har denna situation förändrats till det bättre. Den senaste utvecklingen som erbjuds av företagsgruppen VIRIL GROUP kännetecknas av en hög grad av automatisering. För att slå på ozonisatorn och dess fortsatta funktion, tryck bara på en knapp.
Slutligen finns det en förutfattad mening att ozongas är extremt giftig. För ozon finns det faktiskt ett mycket lågt värde på den högsta tillåtna koncentrationen MPC = 0,1 mg/l. MEN detta förklaras i första hand av dess mycket höga flyktighet (ozon smälter vid -1110 C) Under de 100 år som ozon funnits är i alla fall inte ett enda allvarligt fall av förgiftning med det känt, för att inte tala om dödlig förgiftning
1.9 Referenser
Draginsky V.L., Alekseeva L.P., Samoilovich V.G. "Ozonering i vattenreningsprocesser" M. Delhi tryck. 2007
Eng. V.V. Karaffa-Korbutt "Ozon och dess tillämpning inom industri och sanitet" Ed. "Utbildning" SpP. 1912
V.F. Kozhinov, I.V. Kozhinov "Ozonering av vatten" M. Stroyizdat 1973
V.V. Lunin, M.P. Popovich, S.N. Tkachenko "Ozonets fysikaliska kemi" Ed. MSU 1998
Manley T.S., Negowski S.J. "Ozon" i Encyclopedic of chemical technology. SecondEd. Vol 14. N.J. 1967.
Chudnov A.F. Reaktion av ozon med oorganiska ämnen. Proceedings of the Kuzbass Polytechnic Institute. Kemerovo. 1979
HozvatsM.L. BilitzkilandHutter. Ozonad. Akademia Kiado. Budapest.1985
Kogan B.F. etc. Handbok om löslighet. T1 bok 1 m.1961
Manchot E. Kampsihulte Berichte f.40 2891.1907
Precis där. F.43.750.1910
Andreev N.I. Nyheter om S-P Polytechnic Institute. 1908. Vol.9 nr.19 s.447
Ronrebert E. DazOzon. Huttart 1916.
Krylova L.N. Fysikalisk-kemiska egenskaper hos den kombinerade tekniken för bearbetning av blandade kopparmalmer av Udokan-fyndigheten. Sammanfattning för graden av kandidat för tekniska vetenskaper. Moskva 2008
Krylova L.N. och andra "Tillämpning av ozon i hydrometallurgi. Material från den första allryska konferensen "Ozon och andra miljövänliga oxidationsmedel". 2005 Moskva, MSU, byggnad 155
Akopyan S.Z. Kinetik för disulfidoxidation med ozon. Material från den andra unionskonferensen om ozon. Moskva, 1977, s.6
Babayan G.G. Dekontaminering av elektrolytslagg från kopparkemisk produktion med ozon. s.153.
Chtyan G.S. och andra Mekanismen för processen för bearbetning av koppar-elektrolytslagg med ozon. Material från mötet "Kemi och teknik för sällsynta element" Jerevan. 1978 C 122.
Semachev V.Yu. Semachev V.Yu. Utveckling av en ozonmetod för rening av rökgaser från värmekraftverk. Sammanfattning av avhandlingen för graden av kandidat för tekniska vetenskaper. Moskva 1987
Novoselov S.S. och andra. "Ozonmetod för rening av rökgaser." Termisk kraftteknik, 1986. Nr 9.
Razumovsky S.D. Zamkov D.E. Ozon och dess reaktioner med organiska föreningar. M. 1974
DojbidoJ. Etol. "Bildning av mellanliggande ämnen i processen för ozonering och klorering" Wat. Res. 1999. 33. nr 4 s3111 – 3118.
