» статтею Озон для водоочищення. Де поговоримо про застосування цього газу для створення чистішої води.
Озон для водоочищення – технологія, яка перевірена часом. Більш ніж століття європейські країни використовують озонування як кращий спосіб очищення води. Першою країною, яка застосувала озон під час очищення води стала Франція.
Головна відмінність озону як реагенту у водопідготовці в порівнянні з іншими речовинами в тому, що виробляється він з навколишнього повітря, не вимагаючи закупівлі змінних елементів, реагентів і т.д.
Озон - це активна хімічна сполука, що складається з трьох атомів кисню. Ця сполука стабільна, третій зайвий атом кисню легко відщеплюється і надактивно взаємодіє з оточуючими сполуками. На цьому явищі засновано технологію озонування води.
Озон за рахунок своєї підвищеної реакційної здатності окислює органічні домішки, робить їх нерозчинними, сприяє їх укрупненню і, таким чином, збільшує ефективність наступних щаблів очищення води, де ці сполуки відфільтровуються.
Озон окислює розчинені у воді залізо, марганець, важкі метали, переводить їх у нерозчинний стан і полегшує їхнє подальше видалення.
Відсутність неприємних та шкідливих запахів. Якщо у воді присутні сірководень та аміак, то озонування води повністю позбавляє цих речовин.
Озон має часткову антинакипівтворювальну дію. Озонування води уповільнює утворення солей кальцію на стінках гарячого трубопроводу та частково видаляє існуючий крейдяний наліт.
Сучасні технології озонування завдяки використанню напівпровідників стають дедалі менш дорогими. Оскільки ефект озонування комплексний, то при очищенні води на весь будинок у багатьох випадках, особливо з «важкою» водою, можна передбачити включення цієї технології.
Приклад організації очищення води за допомогою озону.
Це не рецепт від усіх бід, це спроба показати на прикладі, як можна застосовувати озонування у водопідготовці.
Припустимо, ситуація: вихідна вода містить 2,5 мг/л розчиненого заліза, окислюваність 12 мгО2/л, каламутність 5 мг/л, кольоровість 30 градусів. Тобто вода каламутна, зелена, багато органіки та заліза. Не найгірша ситуація, з цим може впоратися простий знезалізнювач. Але, припустимо, ми збираємося застосувати менш затратне озонування.
Існує еміпрічне правило, яким доза озону для обробки води при видаленні заліза становить 0,14*, тобто 0,14 помножити на концентрацію заліза. Джерело, на жаль, не пам'ятаю. У нашому випадку доза озону становитиме 0,35 мг/л. Оскільки окислюваність - це комплексний показник, і насправді не відомо, що там знаходиться, то точно розрахувати дозу озону можна лише на практиці. Орієнтовно озону у нашому прикладі потрібно 2 мг/л. Відповідно, на 1000 літрів потрібно 2000 міліграм озону, або 2 грами. 1000 літрів - це та кількість води, яка потрібна сім'ї з 3-4 осіб на добу.
Озонатори діляться за продуктивністю: 1 г/годину, 2 г/годину, 4 г/годину і т.д. Що більше грамів на годину, то дорожче. Припустимо, ми обрали озонатор на 1 г/годину. Отже, для обробки води на наш приклад знадобиться 2 години. Як подаватимемо озон? Дуже просто - компресором пробулькувати в накопичувальному баку. Пухирці повітря, насиченого озоном, проходять через воду, окислюють все, що можна окислити, і лопаються на поверхні води. Не використаний озон потрібно видаляти, оскільки озон досить отруйний. Для цього на виході з бака встановлюється фільтр з активованим вугіллям, що розкладає озон. Все це має бути в добре вентильованому приміщенні.
Вода відстоюється, залізо і органіка укрупнюються, і їх можна відфільтрувати на наступній стадії очищення води за допомогою звичайних фільтрів механічного очищення картриджного типу. Не зайвим виявиться фільтр з активованим вугіллям і промивний сітчастий фільтр. Але це вже треба дивитися по грошах.
Отже, потрібні: озонатор продуктивністю 1 г/годину, накопичувальний бак на 1000 літрів, компресор для подачі озоно-повітряної суміші в бак, система подачі озону в бак, фільтр грубої очистки, насосна станція, фільтри механічного очищення води.
Схематично це виглядатиме так:
Отже, вода надходить із свердловини, набирається у ємність. Рівень води регулює поплавець від занурювального насоса та соленоїдний клапан. Все разом підключається до таймера, який дозволяє набір води лише вночі. Інший таймер включає озонатор та компресор для подачі повітро-озонової суміші у воду. Таймер запрограмовано на 2 години роботи. Через 2 години він відключає озонатор та компресор.
За ці 2 години озон із повітрям потрапляють у бак через шланг із дірочками для рівномірної подачі озону по всьому об'єму бака. Залізо окислюється, органіка окислюється, вони укрупняються і випадають осад.
Далі мешканці будинку встають, відкривають кран — і насосна станція подає вже очищену воду через ряд фільтрів (наприклад, сітчастий на 100 мікрон, гофрований картриджний на 30 мікрон, картриджний на 5 мікрон і фільтр з активованим вугіллям) в будинок.
В результаті вода не містить заліза і у неї набагато менше органічних речовин.
Для того, щоб видалення домішок було повнішим, просто збільшується час озонування. Порядок експерименту простий - налили воду в бак, пропустили озон 2:00, годину, 3:00, 4:00 і порівняли зовнішній вигляд води.
Потрібно пам'ятати, що в забрудненій воді озон майже повністю розкладається і стає безпечним для людини за 20 хвилин, а для вірності – за 30 хвилин. Тобто пити воду можна лише через цей час.
Вважаємо час: початок наповнення бака о першій годині ночі. Наповнення бака 2 години – 3 години ночі. Час для деструкції озону у воді – 30 хвилин. 3.30 ночі – вода готова до використання.
Витрати на проект мінімальні, зі змінних елементів — лише картриджі механічного очищення вугільної фільтрації, які були б присутніми за будь-якої схеми водопідготовки — і з озоном, і без озону. Інших змінних елементів та витратних матеріалів немає – ні заміни каталітичного завантаження, ні витрат на марганцівку чи сіль.
Де беруть озонатори? В основному ті компанії, які займаються басейнами. Вони ж підкажуть і покажуть, а можливо і встановлять.
Таким чином, озонування при правильному підході – це комплексне очищення води.
За матеріалами http://voda.blox.ua/2008/10/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-34.html
На відміну від хлорування та фторування води при озонуванні у воду не вноситься нічого стороннього (озон швидко розпадається). При цьому мінеральний склад та pH залишаються без змін.
Озон має найбільшу знезаражуючу властивість проти збудників хвороб.
Руйнюються органічні речовини у воді, запобігаючи тим самим подальшому розвитку мікроорганізмів.
Без утворення шкідливих сполук руйнується більшість хімікатів. До них відносяться пестициди, гербіциди, нафтопродукти, миючі засоби, солі натрію, сполуки сірки, азоту та хлору, які є концерагенами. Знижується концентрація азбесту та важких металів. Окислюються до неактивних сполук метали, у тому числі залізо, марганець, алюміній та ін. Окисли випадають в осад і легко фільтруються.
Швидко розпадаючись, озон перетворюється на кисень, покращуючи смакові та лікувальні властивості води.
Вода, оброблена озоном, бактеріологічно та хімічно безпечна.
78. Від чого залежить час обробки води?
Здатність озону розчинятися у воді залежить від температури води та площі контакту газів із водою. Чим холодніша вода і менше розмір розсікача, тим менше озону буде розчинено. Що температура води, то швидше озон розпадається до кисню і втрачається при випаровуванні.
Залежно від ступеня забруднення води потрібні більші або менші концентрації озону. Так, наприклад, у Росії для очищення поверхневих вод середніх та північних районів потрібна доза 2,5 мг озону на літр води. Для південних районів потрібно 8 мг на літр.
79. Як діє озон на залізо та марганець?
У природних водах часто трапляється залізо в розчиненому стані. Його колоїдні частинки (до 0,1 – 9,01 мкм) убезпечити звичайним методом не вдається. Необхідне їхнє попереднє окислення. Марганець зазвичай супроводжує залозу. Вони легко окислюються озоном до нерозчинних сполук, утворюючи великі пластівці, які легко фільтруються.
Органічні сполуки, що містять залізо та марганець, спочатку розщеплюються озоном, а потім окислюються. Це найефективніший метод очищення води від таких сполук.
80. Чи потрібна додаткова фільтрація води після озонування?
Якщо вода містила дуже багато комплексних сполук, то результаті обробки озоном у ній випадають різні опади. Таку воду потрібно додатково фільтрувати. Для цієї фільтрації можна використовувати найпростіші та найдешевші фільтри. При цьому ресурс їхньої роботи буде значно продовжено.
81. Чи слід боятися тривалого часу обробки води озоном?
Обробка води надмірною кількістю озону не спричиняє згубних наслідків. Газ швидко перетворюється на кисень, що лише покращує якість води.
82. Яким є показник кислотності води, що пройшла озонування?
Вода має слаболужну реакцію PH = 7,5 – 9,0. Ця вода рекомендується для пиття.
83. На скільки збільшується вміст кисню у воді після озонування?
Вміст кисню у воді збільшується у 14 – 15 разів.
84. Як швидко розпадається озон у повітрі, у воді?
У повітрі за 10 хв. концентрація озону зменшується на половину, утворюючи кисень та воду.
У прохолодній воді через 15-20 хв. озон розпадається на половину, утворюючи гідроксильну групу та воду.
85. Від чого залежить концентрація озону та кисню у воді?
Концентрація озону та кисню залежить від домішок, температури, кислотності води, матеріалу та геометрії ємності.
86. Чому використовується молекула О3, а не О2?
Озон приблизно в 10 разів краще розчинний у воді, ніж кисень. Чим нижча температура води, тим більший час збереження.
87. Чому корисно пити насичену киснем воду?
Посилюється споживання глюкози тканинами та органами, збільшується насичуваність киснем плазми крові, зменшується ступінь кисневого голодування, покращується мікроциркуляція крові. Виявляється позитивна дія на метаболізм печінки та нирок. Підтримується робота серцевого м'яза. Зменшується частота дихання та збільшується дихальний об'єм.
88. Як довго треба озонувати воду?
Чим насиченіша домішками вода, тим довше час обробки. Приміром, озонування 3л водопровідної води займає 10 - 15 хв. Такий же об'єм води, взятої з водоймища, залежно від сезону року та рівня забруднення повинен проводитись у три-чотири рази довше.
89. У чому краще озонувати воду в мисці чи банку?
Посуд краще вибирати скляну з горлом, що звужується (банку) для створення більшої концентрації озону в обмеженому обсязі.
90. Коли краще обробляти воду для чаю до або після кип'ятіння?
91. Чи можна озонувати мінеральну воду?
У такій воді зберігаються всі мінерали, вона стає безпечною та насиченою киснем.
92. Навіщо озонують продукти харчування?
З продуктів харчування озон видаляє органічні та неорганічні шкідливі речовини, віруси, пліснява, яйця глистів.
Курка, яловичина, свинина, риба, виведені у промислових умовах, підгодовуються антибіотиками та анаболіками. Рослини удобрюються і обприскуються засобами, що прискорюють ріст і захищають їх від шкідників та хвороб. Ці речовини, потрапляючи з їжею до організму, є джерелами порушення обмінних процесів чи, простіше кажучи, шкодять здоров'ю.
Озонування продуктів є екологічно чистим способом їх очищення від різноманітних забруднень, чим підвищуються їх споживчі властивості.
93. Чи потрібно озонувати крупи?
Так треба.
94. Як обробляти м'ясо?
М'ясо не повинно бути заморожене.
Попередньо розрізати на шматки 2 см і опустити у воду на 10 хв. Обробляти від 15 до 25 хв.
95. Чи потрібно обробляти продукти для зберігання?
Бажано. Обробка озоном підвищує термін зберігання.
96. Чи не руйнує озон поживні речовини, що містяться в овочах, м'ясі, фруктах?
Усі поживні речовини зберігаються.
97. Чи слід обробляти яйця?
Обробка яєць озоном дозволяє продовжити термін зберігання та запобігає можливості зараження сальмонелою.
98. Як обробляти алкогольні напої?
Горілку і вино обробляти як і воду, тобто. 10 – 15 хв.
99. Чи можна дезінфікувати посуд за допомогою озону?
Так! Добре дезінфікувати дитячий посуд, посуд для консервування та ін. Для цього помістити посуд у ємність із водою, опустити повітропровід із розсікачем. Обробляти протягом 10 – 15 хв.
100. З яких матеріалів має бути посуд для озонування?
Скляна, керамічна, дерев'яна, пластмасова, емальована (баз сколів та тріщин). Не можна використовувати металевий, у тому числі алюмінієвий та мідний посуд. Гума не витримує контакту з озоном.
101. Обробка взуття. Чи можна позбутися стійкого запаху?
Так! Взуття помістіть у целофановий пакет. Зніміть з димаря дифузний камінь. Струмію направте в носок черевика. Пакет перев'яжіть. Обробляйте протягом 10 – 15 хв.
102. Як усунути неприємний запах у побутових приладах?
Випускний повітропровід озонатора без насадки поміщається в холодильник або пральну машину і озонатор включають на 10-15 хвилин для повної дезодорації при закритих дверцятах холодильника або пральної машини.
103. Як обробляти озоном нижню та постільну білизну?
Нижню чи постільну білизну покласти в поліетиленовий пакет, куди помістити повітропровід озонатора без насадки. Верх пакету зав'язати, не пережимаючи повітропровід, і робити дезінфекцію протягом 10-15 хв.. Цей спосіб дуже зручний для обробки дитячої білизни та пелюшок, т.к. виключає необхідність прасування.
104. Чи не може озон погіршити колір матеріалу?
Використання озонованої води при пранні одягу надає виробам яскравості, контрастності, свіжості, а також виробляє їх дезінфекцію.
105. Чи ефективне застосування озонування повітря для усунення запахів прокурених приміщень та приміщень після ремонту (запахи фарби, лаку)?
Так, ефективно. Обробку можна провести кілька разів.
106. Чи потрібно озонувати повітря у приміщеннях з кондиціонерами?
Після проходження повітря через кондиціонери та нагрівальні прилади у повітрі знижується вміст кисню та не знижується рівень токсичних компонентів повітря. До того ж, старі кондиціонери самі є джерелом забруднення та зараження і ведуть до «синдрому закритих приміщень», що виявляється головним болем, втомою, частими респіраторними захворюваннями. Озонування таких приміщень просто необхідне.
107. Чи можна дезінфікувати озоном кондиціонер?
Так, можна і треба.
108. Чи можна застосовувати озоновану воду для рослин?
Так, озонованою водою можна поливати кімнатні рослини та обробляти їй насіння.
109. Принцип роботи озонатора.
Отримання озону походить з повітря, що надходить у прилад завдяки роботі насоса. Під впливом електричного розряду збуджуються молекули кисню повітря та розпадаються на атоми. Звільнені атоми на деякий час приєднуються до молекул кисню, утворюючи озон.
110. Термін використання озонатора.
Гарантійний термін обслуговування – 1 рік. Термін використання озонатора від 5 до 10 років за умови роботи на день не більше 6 годин. Час безперервної роботи не повинен перевищувати 30 хв. Перерва між включенням щонайменше 10 хв.
111. Як вибрати місце роботи озонатора?
Найкраще його повісити на стіну. При цьому слід пам'ятати, що озон важчий за повітря, тому бажано розташувати прилад досить високо. При обробці води, щоб уникнути зворотного потоку, озонатор повинен перебувати вище судини з водою.
112. Яка роль дифузного каменю? Чи не привносить він елементів забруднення?
Дифузний камінь використовується при озонуванні води та відіграє роль розсікача струменя озону, створюючи велику площу реагування молекул озону з водою. Сам він не входить у реакцію з озоном. Перебуваючи постійно в озоновому середовищі, він не є джерелом забруднення. Дифузний камінь слід занурювати лише у воду. У густих рідинах відбувається засмічення канальців, що розсікають каменю. Густі рідини (молоко, рослинні жири) слід озонувати, використовуючи трубочку без насадки дифузного розсікача.
При необхідності ви можете купити аналогічне дифузне каміння в магазині зоотоварів.
113. Як перевірити працездатність озонатора?
Ознаки несправності озонатора:
відсутність запаху озону;
відсутність звуку працюючого генератора чи вентилятора;
надто галаслива робота приладу.
Якщо при зовнішніх ознаках нормальної роботи озонатора, ви не відчуваєте запаху озону, капніть у склянку з водою кілька крапель синіх чорнил. Опустіть повітропровід з дифузним розсікачем у воду. Ознакою правильної роботи є знебарвлення води.
114. Чи можна безперервно використовувати озонатор?
Для раціонального використання пристрій необхідно відключати на 10-15 хвилин через кожні 30 хвилин роботи.
Аніонний озонатор від американської корпорації Green World допоможе Вам не лише зберегти, а й значно зміцнити здоров'я. Ви маєте можливість використовувати у своєму будинку незамінний прилад - аніонний озонатор, який об'єднав у собі всі якості та функціональні можливості як іонізатора повітря, так і озонатора.
Озонатор для автомобіля забезпечений підсвічуванням та ароматизатором. Одночасно може бути включений режим озонації та іонізації. Ці режими можуть бути включені окремо. Цей озонатор незамінний при далеких поїздках, коли збільшується стомлюваність водія, погіршується зір та пам'ять. Озонатор знімає сонливість, надаючи бадьорості за рахунок притоку.
Порівняйте будь ласка особливості озону та кисню за даними критеріями! і отримав найкращу відповідь
Відповідь від Ірина Рудерфер[гуру]
1. Хімічний елемент, який утворює речовину - кисень, хімічний. символ О, для обох
2. Молекулярна хімічна формула: кілсород О2, озон О3
3. Агрегатний стан, колір, запах, розчинність у воді
Кисень за нормальних умов - газ без кольору, смаку та запаху, слабо розчиняється у воді (4,9 мл/100г при 0 °C, 2,09 мл/100г при 50 °C)
Озон за нормальних умов - газ блакитного кольору зі специфічним запахом. Розчинність у воді за 0 °C - 0,394 кг/куб. м; (0,494 л/кг) , вона у 10 разів вище порівняно з киснем.
4. Хімічна активність
Обидві модифікації – окислювачі, але озон набагато сильніший
Як правило, реакція окиснення протікає з виділенням тепла та прискорюється при підвищенні температури. Озон - потужний окислювач, набагато реакційніший, ніж двоатомний кисень. Окислює майже всі метали (за винятком золота, платини та іридію) до їх вищих ступенів окислення. Окислює багато неметалів.
5. Знаходження у природі
Кисень - найпоширеніший Землі елемент, з його частку (у складі різних сполук, переважно силікатів) , припадає близько 47,4 % маси твердої земної кори. Морські та прісні води містять величезну кількість зв'язаного кисню - 88,8% (за масою), в атмосфері вміст вільного кисню становить 20,95% за обсягом та 23,12% за масою. Понад 1500 з'єднань земної кори у своєму складі містять кисень.
Озон утворюється в багатьох процесах, що супроводжуються виділенням атомарного кисню, наприклад, при розкладанні перекисів, окисленні фосфору і т.п.
При опроміненні повітря твердим ультрафіолетовим випромінюванням утворюється озон. Той самий процес протікає у верхніх шарах атмосфери, де під дією сонячного випромінювання утворюється і підтримується озоновий шар.
Атмосферний озон відіграє важливу роль для живого на планеті. Утворюючи озоновий шар у стратосфері, він захищає рослини та тварин від жорсткого ультрафіолетового випромінювання. Тому проблема утворення озонових дірок має особливе значення. Однак тропосферний озон є забруднювачем, який може загрожувати здоров'ю людей та тварин, а також ушкоджувати рослини.
6. Значення
Кисень – див. у Вікіпедії
Застосування озону обумовлено його властивостями:
сильного окислюючого агента:
oдля стерилізації виробів медичного призначення
oпри отриманні багатьох речовин у лабораторній та промисловій практиці
oдля відбілювання паперу
oдля очищення олій
сильного дезінфікуючого засобу:
oдля очищення води та повітря від мікроорганізмів (озонування)
oдля дезінфекції приміщень та одягу
Відповідь від 2 відповіді[гуру]
Вітання! Ось вибірка тем з відповідями на Ваше запитання: Порівняйте будь ласка особливості озону та кисню за даними критеріями!
Взаємодія забруднюючих речовин з озоном відбувається за рахунок прямої реакції з молекулами озону або з радикалами, що з'являються в процесі його розпаду. Більш активно озон взаємодіє з аніонами, ніж з нейтральними та катіонними речовинами.
Озон, будучи активним окислювачем, взаємодіє з багатьма органічними та неорганічними речовинами. З галогенів з озоном не реагує фтор і не вступає у взаємодію хлор. Бром окислюється озоном спочатку до гіпоброміту, та був і до броматних сполук. При цьому бромід, що утворюється, може паралельно взаємодіяти з речовинами органічного походження і аміаком. Йод окислюється озоном дуже швидко з утворенням йодатів та йодноватої кислоти. Солі галогеновмісних кислот не піддаються озоновому окисленню. Практично нейтральними до озону є азот та його сполуки, у тому числі аміак та іони амонію, а також нітрати, за винятком амінів, що добре взаємодіють з гідроксильними радикалами. Токсичні ціаніди легко окислюються озоном в ціанати, подальше окислення яких відбувається дуже повільно і прискорюється лише у присутності іонів міді, сповільнюючись за наявності у розчині іонів заліза. Сірка та сульфітні при взаємодії з озоном окислюються до сульфатів. Що ж до реакцій з металами, то озон досить активно окислює залізо і марганець, кобальт і нікель, утворюючи оксиди і гідроксиди, що видаляються з розчину при флокуляції або фільтрації. Практично пасивний щодо озону хром, хоча за певних умов може бути окислений ним до максимального ступеня окислення, шестивалентного хрому.
1.1 Вступ
Озон було відкрито 1840 р. швейцарським хіміком Християном Шомбайном, після експериментів з електролізу кислот. Незабаром, в результаті низки досліджень було показано, що озон – це триатомний кисень, газ за стандартних умов, характерними властивостями якого є його здатність до окислення багатьох речовин та дезінфекція мікрофлори. Ці властивості дуже скоро були використані у промисловості для обробки питної води. Наприкінці 90х XIX століття в Нідерландах та Німеччині робилися спроби дезінфікувати воду для пиття за допомогою озону. Загальновизнаною датою народження озонної технології водопідготовки прийнято вважати 1906, коли у французькому місті Ніцца почала працювати станція водопідготовки, що носила символічну назву «Добрий шлях» («bon voyage») з продуктивністю по воді 22,5 м³/добу. Станція успішно працювала до 1970 року, коли була модернізована. Ця практика набула надалі широкого поширення, про що свідчать такі дані: У Німеччині кількість підприємств, що використовують озон, зросла в період з 1984 по 2000р. З 30 до 300, а США з 1954 по 1997 з 10 до 5500 відповідно.
У Росії її ефективність озонування для водопідготовки оцінили майже водночас, як і там. У 1901 р. п'ятий водопровідний з'їзд заслухав доповідь інженера Н.П. Зиміна з озонування води; останній характеризував «озонування води, як засіб усунення недоліків її фільтрування при міських водопроводах».
У 1905 р. при Петропавлівській лікарні в Санкт-Петербурзі було введено лад експериментальна установка з озонування води. Було встановлено, що кількість бактерій знижувалася в середньому на 98,8%, покращувався смак та був відсутній колір очищеної води. У 1911 р. у Санкт-Петербурзі почала працювати найбільша у світі на той час станція озонування води. При відкритті її продуктивність становила 44,5 тис. м³/добу обробленої води.
Огляд уявлень про озон, його одержання та застосування в різних областях на початку ХХ століття дано у книзі російського інженера В.В. Караффа-Корбутта «Озон та його застосування у промисловості та санітарії», що вийшла 1912 р.
Однією з перших радянських монографій з цієї теми є книга В.Ф. Кожінова та І.В. Кожінова «Озонування води». Ці роботи відносяться до минулого століття. Останнім часом у виробництві озону було досягнуто значного прогресу, при цьому відкрилися нові досить перспективні галузі використання озону.
1.2 Озон, його властивості та основні реакції з різними речовинами.
1.2.1 Фізико-хімічні властивості озону.
За нормальних умов озон – газоподібна безбарвна речовина, що має різкий запах. Вважається, що запах озону – запах свіжого повітря після грози. Це дійсно так, але лише в тому випадку, якщо його концентрація дуже мала і становить частки гранично допустимих концентрацій (ГДК). Детальний опис фізико-хімічних властивостей озону розглядається у численних роботах, зокрема. Деякі основні фізико-хімічні властивості озону наведено у таблиці 1.1 .
Таблиця 1.1.Основні фізико-хімічні властивості озону.
Чистий озон вибухонебезпечний. Він не має стабільності і швидко розкладається. На розкладання озону впливає безліч факторів: температура, рН, присутність речовин, що підлягають окисленню та ін.
1.2.2 Розчинність озону у воді
При розчиненні озону у воді його концентрація поступово підвищується і досягає граничних значень для цих умов.
Розчинність озону у воді може бути виражена або у вигляді так званого коефіцієнта Бунзеа - β, що показує відношення об'єму розчиненого озону, наведеного до нормальних умов, до об'єму води (Vоз/Vв), або в абсолютних значеннях розчиненого озону (г/л). При цьому вважається, що процес розчинення підпорядковується закону Генрі, згідно з яким кількість розчиненого озону пропорційна тиску газоподібного озону над розчином. Цей закон може бути записаний у вигляді:
C стац = β
З стац- Розчинність озону, г/л;
β - Коефіцієнт Бунзена;
M- Щільність озону = 2,14 г / л;
Pγ- парціальний тиск озону в аналізованому газовому середовищі.
Слід зазначити, що розчинність озону набагато вища за основні атмосферні гази – азот і кисень, але слабше таких окислювачів, як хлор і двоокис хлору. Розчинність озону збільшується зі зниженням температури води. При цьому спостерігається великий розкид експериментальних даних різних авторів, представлених у таблиці 1.2 .
Таблиця 1.2Розчинність озону у воді.
|
Т, °С |
За даними |
За даними |
За даними |
||||
|
Β (л О3/л Н2О) |
Розчинність, г/л |
Β (л О3/л Н2О) |
Розчинність, г/л |
Β (л О3/л Н2О) |
Розчинність, г/л |
||
1.2.3 Розкладання озону у воді
Одночасно із розчиненням озону у воді відбувається його розкладання. При цьому швидкість його розпаду, як і обернена величина «час життя», залежить від температури води і, в основному, від складу води. Насамперед від наявності у воді різних домішок, особливо деяких органічних сполук та іонів металів.
Час життя в одноразово дистельованій воді 20 хвилин, а у звичайній воді кілька хвилин.
1.3 Реакції озону із неорганічними речовинами.
Озон може реагувати з різними речовинами, що знаходяться у воді, за двома різними механізмами – безпосередньо як озон (у молекулярній формі) і вигляді радикалу ВІН*, який виникає при розпаді озону у воді. Вважається, що в нейтральній воді ці 2 канали реакцій розподілені порівну. У кислому середовищі переважає молекулярний механізм, а лужному – радикальний.
Оскільки озон виступає в хімічних реакціях як окислювач, можна судити про його окислювальної здатності, за так званою величиною окислювального потенціалу. Значення величин окисних потенціалів різних речовин-окислювачів наведено в таблиці 1.3 .
Таблиця 1.3. Окисно-відновні потенціали різних речовин.
З таблиці 1.3. слід, що озон є дуже сильним окислювачем. Зі стабільних речовин він поступається тільки фторуі перевищує хлор у півтора рази.
1.3.1 Реакція озону із металами.
Будучи сильним окислювачем, озон у газовій фазі окислює більшість металів крім золота і деяких металів платинової групи, оксиди вищих ступенів окислення, але ці реакції вимагають зазвичай присутність слідів вологи. Лужні та лужноземельні метали окислюються озоном так само, як і киснем, тільки з більшою швидкістю. Цікаво, що платівки золота і платини (і меншою мірою срібла та міді) в атмосфері сухого озону набувають негативного електричного заряду.
Металеве срібло добре окислюється озоном як у вологому, так і в сухому газі в інтервалі температур від кімнатної до 1000С з утворенням коричневого оксиду Ag2O. Останній є добрим каталізатором розкладання озону.
Металева ртуть, як і срібло, окислюються озоном вже при кімнатній температурі, при цьому поверхня втрачає властиву їй рухливість, прилипає до скла, а меніск ртуті стає більш плоским. Розплавлене олово при 5000С у присутності 1% озону покривається оксидною плівкою. Озон у присутності води окислює свинець із утворенням гідрооксиду. За відсутності вологи основним продуктом цієї реакції є темно-коричневий діоксид свинцю. Полірування поверхні міді, цинку, заліза, різних сталей в атмосфері вологого озону покриваються пухкими оксидними плівками, як і при звичайній атмосферній корозії. У сухій атмосфері ці поверхні пасивуються озоном утворюючи захисні плівки. Аналогічна картина спостерігається для міді та цинку.
Взаємодія металів з озоном у розчинах протікає різноманітніше. Так, якщо на золото озон у газовій фазі не діє, то невеликі його добавки сприяють розчиненню золота в розчинах ціаністого калію в 1.5-2 рази та срібла в 3 рази.
Сильні окисні властивості озону запропоновано використовувати для селективного окислення мінералів у водному середовищі. Так були отримані сульфати барію та стронцію. Сульфіди важких металів є цінною металургійною сировиною, тому переведення їх у водорозчинні сульфати (або оксиди) дуже давно привертало увагу. В даний час з цього питання накопичено великий лабораторний або напівпромисловий масив експериментальних даних. Йдеться про створення на основі вилуговування металів озоном із кислих пульп сульфідів. Ця гідрометалургійна технологія має цілий ряд переваг перед пірометаллургією, що використовується в даний час.
1.3.2 Реакції озону з неметалами.
Неметали реагують з озоном по-різному. Сухий фосфор, як білий, і червоний, окислюється озоном до P2О5. Миш'як подібно до фосфору, сірки, селену, телуру в сухій атмосфері окислюється до оксидів, а в присутності води утворюються відповідні кислоти, а в лужній воді - солі.
Азот не реагує з озоном, але оксиди азоту (деякі з них) реагують дуже легко, що робить можливість усувати їх із газових викидів цілої низки підприємств. Другий неприємний інгредієнт багатьох газових викидів, двоокис сірки – не реагує з озоном у газовій фазі, але реагує у розчині. Ціаніди (ціанід-іони) легко реагують з озоном у водному розчині, і ці процеси, а також усунення з води заліза та марганцю докладно розглядаються нижче.
Озон окислює всі галогени, крім фтору, причому зі збільшенням порядкового номера елемента легкість окислення збільшується. Ці процеси коротко розглядаються у розділі, присвяченому обробці води у басейнах.
1.4. Реакція озону з органічними сполуками.
Дати характеристику реакцій всіх основних органічних речовин із озоном досить важко. Можливо лише відзначити деякі загальні положення, розглядаючи прямий вплив озону.
Насичені алкільні сполуки реагують із озоном дуже повільно. Більшість хлорованих вуглеводнів і навіть ненасичені вуглеводні не реагують безпосередньо з озоном. У цьому випадку потрібна непряма взаємодія з озоном через радикал ВІН*. Бензол окислюється озоном дуже повільно, а поліциклічні вуглеводні швидше. Час реакції озону з фенольними сполуками становить кілька секунд.
Карбоксильні кислоти, кетові кислоти та ряд подібних сполук є кінцевими стабільними продуктами процесу окислення органічних речовин озоном.
Аміни при нейтральних значеннях рН реагують дуже повільно з озоном, при рН 8 реакції окислення проходять швидше. Однак переважно реакції окислення амінів йдуть через ВІН радикали. Четвертинні аміни (ароматичні аміни) реагують із озоном швидше.
Спирти можуть взаємодіяти з озоном, утворюючи як проміжні сполуки гідропероксиди. При цьому вони окислюються до карбоксильних кислот, тоді як вторинні спирти – до кетонів. Карбонові кислоти з озоном реагують слабко або взагалі не реагують.
Меркаптани окислюються з озоном до сульфонових кислот. Бісульфіти та сульфонові сполуки є проміжними речовинами. Амінокислоти, до складу яких входить сірка (цистеїн, цестин та метіонін) реагують швидко.
Амінокислоти (складова частина білків) реагують за електрофільним механізмом.
Серед пестицидів, що містять ефіри фосфорної кислоти, найбільш відомим є паратіон. Озонування цієї сполуки призводить до появи параоксону, який більш токсичний, ніж паратіон. Подальше озонування перетворює параоксон на менш токсичні речовини (наприклад, на нітрофенол, який потім окислюється до кінцевих продуктів – нітратів та СО2).
1.5. Озон як інактиватор мікрофлори.
Як уже згадувалося вище озон має потужну бактерицидну та вірулентну (інактивуючу віруси) дію.
У науковій літературі (особливо популярної) часто стверджується, що озон справді дезактивує бактерії та віруси сильніше, ніж хлор (і це буде проілюстровано нижче), але до кількісних оцінок цієї переваги треба відноситися з певними застереженнями.
В даний час при оцінці ефективності того чи іншого дезінфектанту використовується так званий СхТкритерій, тобто. добуток концентрації реагенту на час дії.
Можна сказати що:
ВПЛИВ (ІНАКТИВАЦІЯ) = Концентрація * Час дії.
В таблиці 2.1. представлені для порівняння значення СхТкритерії різних мікроорганізмів – дезинфікуючих агентів.
Таблиця 2.1.Значення СхТкритерію різних мікроорганізмів (99% інактивації при 5-25 °З.). СхТкритерій (Мг/л*хв)
Очевидно, що озон перевершує такі дезінфектанти як хлор, хлорамін та двоокис хлору, але по-різному для різних патогенів. Для такого патогенна як кишкова паличка (Е-coli) озон ефективніший, ніж хлор, але ненабагато. У той же час для криптоспоридіуму ставлення СхТкритеріїв цих дезінфекторів наближається до 1000. У принципі озону можуть скласти конкуренцію такі дезінфікуючі реагенти як хлор, бром, йод, двоокис хлору та срібло.
Молекулярний газоподібний хлор, розчиняючись у воді, розпадається, виробляючи хлористу кислоту HOCl, яка, своєю чергою, дисоціює у воді на аніон СlО- і катіон Н+. Ступінь цієї дисоціації визначається кислотністю середовища. Встановлено, що при рН = 8 концентрація недисоціюючої кислоти ≈ 20%, а при рН = 7, концентрація НСlО≈80%. Так як сильну бактерицидну дію має саме НСlО, то при використанні хлору (навіть у вигляді гіпохлориту) необхідно підтримувати оптимальне значення рН.
Йод як дезінфектант використовується для інактивації мікрофлори в невеликих системах водопідготовки і іноді в плавальних басейнах невеликого обсягу. За своїми дезінцифікуючими властивостями йод слабший за хлор і тим більше озону, але він більш зручний у транспортуванні.
Бром, в принципі, може використовуватися для цілей дезінцифікації, однак, у присутності інших окислювачів він утворює бромати, похідні кислоти HBrO3, які є дуже шкідливими і відповідає низьким значенням ГДК. Ця проблема – утворення броматів при озонуванні бром-містких вод є досить серйозною, і ми зупинимося на ній у розділі «Використання озону для підготовки питної води». Срібло – екзотичний, але дуже слабкий дезінфектант і використовується рідко.
Крім того, останнім часом вітчизняна та зарубіжна промисловість пропонує ряд органічних речовин, що мають сильну дезінфікуючу дію. Однак усі вони мають ті чи інші недоліки і великого поширення досі не знайшли.
Таким чином, реальним конкурентом озону може бути лише хлор. На жаль, у хлору є суттєві недоліки:
Довгий час використовувався рідкий хлор із балонів під тиском, що було великою проблемою з погляду безпеки. В даний час хлор отримують або використовують гіпохлорит, який розчиняючись у воді, створює необхідну концентрацію вільного хлору. Слід зазначити, що під терміном «вільний хлор» розуміють концентрацію хлорнуватистої кислоти HСlO. Використання гіпохлориту викликають необхідність зберігання запасу реагенту, але гіпохлорит при зберіганні розкладається, і вміст вільного хлору падає.
Одна з основних неприємних властивостей хлору полягає в тому, що при його реакціях з більшістю органічних сполук виникає цілий спектр похідних хлорорганічних, більшість з яких сильно отруйні. Хлорфеноли і особливо поліхлорфеноли, деякі з останніх, так звані діоксини, є одними з найсильніших відомих нині органічних отрут, причому дія цих токсинів полягає в руйнуванні імунної системи людини, так що говорячи про діоксини іноді використовують термін «хімічний СНІД».
Хлор дуже легко взаємодіє з аміаком, утворюючи хлораміни. Ці речовини мають дуже слабку дезінфікуючу дію, але надзвичайно сильно дратують слизові оболонки очей та носоглотки. Хлораміни часто називають «пов'язаним хлором». Цей зв'язаний хлор у 5-10 разів сильніший подразник, ніж вільний хлор.
Озон може утворювати проміжні сполуки (by products) при озонуванні газових і конденсованих середовищ. Теоретично можна припустити, що ті, що утворюються за продуктами, більш токсичні, ніж озон.
Ця проблема була предметом досліджень багатьох вчених усього світу. Концентрації та склад проміжних речовин, що виникають при озонуванні, сильно залежать від того, чи озонується питна або стічна вода. Безумовно, у першому випадку утворюється набагато менше, ніж products і склад їх більш очевидний. Усі ці питання будуть розглянуті у відповідних розділах огляду. Можна резюмувати результати багаторічних досліджень, що досить узгоджуються, наступним чином:
У переважній більшості випадків проміжні продукти окислення забруднювачів озоном МЕНІШЕ ТОКСИЧНІ, ніж вихідні інгредієнти.
Пряме зіставлення проміжних речовин, що утворюються при порівняльних експериментах з хлорування та озонування показало, що в першому випадку утворюється набагато більше небажаних products.
Пряме зіставлення хлору і озону як дезінфектантів мікрофлори робилося в численних експериментальних дослідженнях і на працюючих водоочисних станціях. Зазначимо лише деякі з відомих робіт:
М. Кейн та Глекнер вивчали дію озону та хлору на цисти (щільні оболонки, що утворюються навколо одноклітинних організмів) Endamoeba hystolica та на бактерії, що супроводжують ці культури. Встановлено, що час, необхідний знищення цих організмів при залишкової концентрації озону 0.3 мг/л становить 2-7.5 хв, а хлору (залишкова концентрація 0.5-1 мг/л) набагато більше – 15-20 хв.
Вірусологи США та Німеччини в 40х-60х роках провели ряд досліджень із суспензіями вірусу поліоеміліту з метою його інактивації за допомогою хлору, озону та двоокису хлору.
Висновки з цих досліджень можуть бути подані у такому вигляді:
Інактивація вірусу поліомієліту хлором досягається дозою 0.1 мг/л при температурі води 18 ºС, при температурі води 7 ºС доза хлору повинна бути не менше 0.25 мг/л.
Інактивація вірусу за допомогою озону досягається дозою 0,1 мг/л при температурі води 18 ºС, для холодної води 7 ºС доза повинна бути підвищена до 0,15 мг/л.
При використанні двоокису хлору слід використовувати дозу 0.6 мг/л (18 ºС). Для води з температурою 7 ºС доза двоокису хлору має становити 1 мг/л.
За даними Науманна, збудники поліомієліту знищуються озоном за 2 хв при концентрації 0.45 мг/л, тоді як при хлоруванні дозою 1 мг/л для цього потрібно 3 години.
На думку ряду авторів, озон успішно усуває мікроводорості та найпростіші активніше, ніж хлор. Так, озон при концентрації 15 мг/л за 3 хв руйнує види найпростіших, які зберігають свою активність при обробці води дозою хлору 250 мг/л протягом тривалого часу.
Личинки молюска дрейсени за дози озону 0.9-1.0 мг/л загинули на 90%, при дозі 2 мг/л – 98%, при дозі 3 мг/л – повністю. Дорослі форми молюска гинули при тривалій обробці озонованою водою (до 30 хв).
Щоправда, квітучі водорості, зазвичай бурхливо розмножуються у відкритих басейнах на сонячному світлі, слабо схильні до дії озону. Тут застосовують ударні дози хлору. Цю обробку проводять зазвичай уночі при профілактичному чищенні таких басейнів.
Ріденор та Інголс із США обробляли хлором та озоном суспензії e-coli у дистильованій воді при Нр = 6.8 та температура 1 ºС. У цих умовах бактерицидні дози, що викликають загибель 99% колоній e-coli, становили для хлору 0.25-0.3 мг/л за 16 хв, а для озону 0.5 мг/л за 1 хв.
Багаторічна історія використання цих двох дезінфектантів на великих водоочисних станціях містить багатий фактичний матеріал, що дозволяє судити про їх переваги та недоліки. У згадуваній книзі «Озонування води» наводиться низка цікавих прикладів.
Так, за час тривалої експлуатації станції в Ніцці в озонованій воді ніколи не виявлялася поява бактерій Escherichia coli і Clostridium pertringers.
На фільтрувальній станції Бельмонт у Філадельфії (США) озонування води показало результати усунення e-coli успішніше, ніж результати досягнуті при хлоруванні.
Дослідження щодо озонування води проводились на Східній водопровідній станції у м. Москва. Ефект знезараження води озоном за вмістом загальної кількості бактерій в 1 мл 800-1200 од. становить при дозі озону 1 мл/л 60-65%, при дозі 2 мл/л - 85%, при дозі 3 мл/л - 90-95%. Прийнятною дозою озону слід вважати 3-4 мл/л.
На Рубльовській водопровідній станції (м. Москва) проводили озонування води річки Москви. Загальна кількість бактерій у 1 мл води після введення озону знижувалася на 92-99% у межах часу від 1-25 хв. Бактерицидна доза озону відповідала такій після обробки, якої не можна було виявити e-coli в 500 мл. води. Підвищення каламутності з 6.8 до 12 мг/л та кольоровості з 3.2 до 18 град. вимагало збільшення бактерицидної дози озону з 3,2 до 4,1 мг/л.
Так зіставляючи роботу французької станції водопідготовки в Сен-Мор і станції в Чикаго (США) В. Ф. Кожинов зазначає, що в першому випадку хвороби «водного походження» були зареєстровані лише в 1 випадку на 100 тис. жителів, хоча концентрація залишкового озону в воді не перевищувала 0,05 мг/л.
Водночас у Чикаго мали місце спалахи шлунково-кишкових захворювань, незважаючи на вельми значний вміст хлору у водопровідній воді.
Один з найбільших гігієністів минулого століття Уотсон висловив на міжнародному конгресі з водопостачання в Стокгольмі (липень 1964 р.) таку думку: «Найбільш істотним запереченням проти озонування зазвичай вважають відсутність залишкового озону в водопровідній мережі, тоді як при хлоруванні в мережі може бути виявлений залишковий хлор. Експерименти, проведені в Аштоні (Англія) показали, що в знезараженій озоновій воді, що циркулює у справній водопровідній мережі трубопроводів, не відбувається погіршення її якостей. Контрольні проби озонованої води, взяті з мережі, виявилися абсолютно рівноцінними проб, що містять залишковий хлор у воді, які були взяті з інших джерел. Встановлено також, що невеликі кількості залишкового хлору, наявні в трубопроводах, не можуть вплинути на забруднення, спричинені пошкодженнями комунікацій. Тобто. Присутність залишкового хлору в трубопроводах ще не означає неодмінної бактеріальної чистоти води, хоча найчастіше її вважають саме такою.
Один із авторів цього огляду обговорював цю проблему з провідними працівниками цюріхівського водопроводу, і вони підтвердили думку Вотсона, що при використанні чистих труб у водопровідних мережах повторного зараження озонованої води не відбувається.
Навіть із цього короткого зіставлення озону з іншими окислювачами-дезінфектантами переваги озону безперечні.
Підсумовуючи певний підсумок гранично короткому зіставленню озону, хлору і двоокису хлору як агента для очищення і знезараження води відзначимо, що у певному сенсі цю суперечку було вирішено самим життям. Справді, досвід роботи водоочисних станцій, що використовують озон і хлор, повністю свідчить на користь озону.
1.6 Інші переваги озону.
Через стислість огляду ми не зупиняємося тут на таких позитивних властивостях озону, як посилення процесів коагуляції-флоккуляції, ефективний вплив на процес мікрофлоккуляції, незрівнянно більш високу якість води в плавальних басейнах, які використовують озон замість хлору та інших.
Зрештою, проблема вартості. Існує думка, що озонування значно дорожче за хлорування. Однак, це не так. У процесі хлорування виникає необхідність усунути зайвий хлор із води, провести так зване дехлорування. Зазвичай це роблять, застосовуючи спеціальні реагенти. З урахуванням цього фактора, а також тенденцій безперервного зниження ціни на озонаторне обладнання та підвищення ціни на хлор та хлор-продукти, нині вартість цих процесів практично порівнянна.
Тим не менш, хлорування, якщо говорити про нашу країну, використовується частіше, ніж озонування. Чому? Є кілька причин.
Працювати з хлором, особливо якщо йдеться про балони з рідким хлором, порівняно просто. Достатньо відвернути вентиль балона або вилити в басейн відро гіпохлориту, як у першому наближенні всі проблеми з дезінцифікацією вирішені. Це, безумовно, простіше, ніж стежити за концентрацією озону, що виходить з озонатора, враховуючи, що озонатор є порівняно складним апаратом і треба бути впевненим, що він несподівано не відключиться.
Ось тут і виникає друга (а може і перша) причина слабкої поширеності озону. До останнього часу надійність озонаторного устаткування залишала бажати кращого, а низький рівень автоматизації передбачав необхідність використання обслуговуючого персоналу щодо високої кваліфікації.
У розділі «Отримання озону» ми зупинимося на розгляді цієї проблеми детальніше та критично розглянемо існуючі конструкції саме під кутом надійності та простоти обладнання. Лише останнє покоління озонаторів фірми «Позитрон» дозволяє за рахунок високої автоматизації та надійності конструкції, звести обслуговування апаратури, що озонує, до мінімуму, точніше до натискання однієї кнопки.
1.7 Токсикологія озону
Токсичні властивості озону стали предметом численних досліджень, починаючи з 40-х років минулого століття. У цей час у Лос-Анджелесі (США), а потім у багатьох інших містах спостерігалася поява так званого фотохімічного смогу. Під дією сонячної радіації автомобільні викиди (вуглеводні та окис азоту) трансформувалися в результаті складного ланцюга фотохімічних реакцій в озон та органічні перекису, у тому числі в бензопірен-дуже сильний канцероген. При цьому в ряді випадків концентрація озону досягала 10 ГДК (1 мг/м³). У людей, які зазнали дії фотохімічного смоку, спостерігалося подразнення очей та слизових оболонок дихального тракту. Після певного часу на свіжому повітрі неприємні симптоми зникали.
Технічний прогрес і в першу чергу застосування каталітичних нейтралізаторів автомобільних викидів практично повністю усунули причини фотохімічного смогу. Ретельні експериментальні дослідження на людях та тваринах прояснили досить повно питання про токсичність озону. Можна сказати, (на нашу думку) що у певному сенсі страхи про токсичність озону є міфом. Так, озон відносять до речовин із першим класом небезпеки. Його ГДК нижче, ніж у таких речовин як хлор та ціаністий водень (ГДК хлору = 1 мг/м³, ГДК ціаністого водню = 0.3 мг/м³). Річ у тім, що з встановленні величини ГДК враховується як летальна доза, а й пружність пари даного речовини. Так як озон вкрай леткий газ (Т? кип = -111 °С), то значення токсичності виявляється високим. Але, необхідно наголосити, що за півтора століття знайомства людства з озоном невідомо жодного випадки летального отруєння озоном. Та й взагалі не спостерігалося жодного випадку серйозного отруєння озоном, який вимагав би перебування в медичному стаціонарі. Найбільше впливає озон на органи дихання. Змінюється частота дихання, об'єм повітря при вдиху, життєва та залишкова ємність легень. Але в книзі угорського фахівця з озону М. Хорвата описаний експеримент, в якому 5 осіб поміщали в спеціальну камеру з максимальною витримкою 6 ррм озону протягом 1 години (6 ррм ≈ 120 ГДК) та мінімальною 1.2 ррм (≈ 24 ГДК) протягом 2. годин. Відчуття смаку, тиск крові, частоти пульсу був виявлено. Було знайдено, що знижувалося відчуття запаху, проте не ясно, чи озон впливає на нервову систему або «перебиває» запах речовини датчика. Не було виявлено жодної зміни у складі крові.
Досліди, проведені на малих тваринах, показали, що є звикання організму до озону, після чого він здатний переносити і летальні дози. Однак необхідно зробити суттєве зауваження саме за летальними дозами озону.
Одному з авторів цього огляду доводилося під час роботи з озоном, через непередбачені обставини вдихати озон у концентрації 20-40 г/м³, що відповідає (10-30)- 10³ ррм, і лежить набагато вище летальної кривої 4. Відчуття було дуже неприємним, Однак перебування на відкритому повітрі повністю відновили нормальне дихання. Навіть якщо у людини нежить, і вона не відчуває запах озону, зараз у продажу є прості та надійні «озонові щупи», що дозволяють швидко знайти будь-який витік озону.
1.8 Висновок
Озон, як унікальний окислювач-дезінфектант, набув широкого поширення у світі, насамперед у галузі підготовки питної води. У Франції, наприклад, функціонує кілька тисяч водоочисних підприємств, які використовують озон. Фізико-хімічні властивості озону дуже своєрідні. Він добре розчиняється у воді, але швидко розкладається, особливо якщо є домішки забруднювачів. Тому час життя, особливо з нейтральним РН може змінюватися від годинника (надчиста вода) до секунд (лужні розчини, органічні домішки).
Як сильний окислювач (його окислювальний потенціал поступається зі стабільних речовин, тільки фтору), озон окислює практично всі метали, виключаючи золото. З багатьма речовинами озон реагує із вибухом. Озон реагує з розчинами хлору у воді, що суттєво при використанні цих речовин для обробки води в басейнах. Реакції з органічними речовинами залежить, насамперед, від природи органічних речовин. Сполуки з ненасиченими зв'язками окислюються дуже швидко. Інші речовини, як органічні кислоти (щавлеві, оцтові, і.т.п), і навіть спирти і кетони реагують дуже повільно. Швидкості реакцій з озоном у розчині залежать дуже від РН середовища, т.к. у кислому середовищі реалізується молекулярний механізм окислення, де діє сам озон, а лужній – радикал ОН*.
Не менш, а може, і ціннішою властивістю озону є його надзвичайно ефективна здатність до усунення мікрофлори. Тут він перевершує інші поширені дезінфектанти (насамперед хлор) у 3-1000 разів, залежно від виду патогенної мікрофлори. Згубна дія озону і на такі мікроорганізми як гриби та водорості, хоча в цьому випадку багато залежить від умов обробки.
Незважаючи на ці очевидні переваги в цілій низці виробництв (насамперед у водопідготовці) часто замість озону використовують хлор і його сполуки. Це з рядом упереджень. Вважається, що застосування озону значно дорожче, ніж використання хлору. У ряді кваліфікованих зіставлень вартісних показників озонного та хлорного очищення, коли враховувалася вартість заключного процесу дехлорування, показано, що сумарні витрати практично однакові, а в ряді випадків, коли транспортування хімічних реактивів утруднене або дуже затратне, використання озону вигідніше за інших окислювачів-дезінфектантів.
Щоправда, саме виробництво озону є технічно складнішим процесом, ніж одержання хлору. Раніше часто мали місце претензії щодо складності обслуговування та надійності озонаторного обладнання. Зараз ця ситуація змінилася на краще. Останні розробки, запропоновані групою компаній VIRIL GROUP, відрізняються високим ступенем автоматизації. Для включення озонатора та його подальшої роботи достатньо натиснути одну кнопку.
Нарешті, існує упереджена думка про надзвичайно високу токсичність газоподібного озону. Справді, для озону є дуже низьке значення гранично допустимої концентрації ГДК=0,1 мг/л. А це пояснюється в першу чергу його дуже високою летючістю (озон зріджується при -1110 C).
1.9 Список літератури
Драгінський В.Л., Алексєєва Л.П., Самойлович В.Г. «Озонування у процесах очищення води» М. Делі принт. 2007 р.
Інж. В.В. Караффа-Корбутть «Озон і його застосування в промисловості та санітарії» Вид. «Освіта» СПП. 1912 р.
В.Ф. Кожин, І.В. Кожинов «Озонування води» М. Будвидав 1973
В.В. Лунін, М.П. Попович, С.М. Ткаченка «Фізична хімія озону» Вид. МДУ 1998р.
Manley Т.С., Negowski S.J. "Ozone" in Encyclopedic of chemical Technology. SecondEd. Vol 14. N.J. 1967.
Чуднів А.Ф. Реакція озону із неорганічними речовинами. Праці кузбаського політехнічного інституту. Г.Кемерово. 1979р.
HozvatsM.L. Біліцкіланд Hutter. Ozoneed. AkademiaKiado. Budapest.1985
Коган Б.Ф. та ін Довідник з розчинності. Т1 кн.1 м.1961
Manchot E. Kampsihulte Berichte b.40 2891.1907
Там же. B.43.750.1910
Андрєєв Н.І. Известия С-П політехнічного института.1908. т.9 №19 стор.447
RonrebertE. DazOzone. Huttart 1916 року.
Крилова Л.М. Фізико-хімічні властивості комбінованої технології переробки змішаних мідних руд удоканського родовища Автореферат на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. Москва 2008р.
Крилова Л.М. та ін. «Застосування озону в гідрометалургії. Матеріали першої всеросійської конференції «Озон та інші екологічно чисті окислювачі». 2005р. Москва, МДУ, стр155
Акопян С.З. та ін. Кінетика окислення дисульфіду озоном. Матеріали другої всесоюзної конференції з озону. Москва, 1977, с.6
Бабаян Г.Г. та ін. Обезмежування електролітних шлаків міднохімічного виробництва за допомогою озону. стор.153.
Чтян Г.С. та ін Механізм процесу переробки мідноелектролітних шлаків озоном. Матеріали наради «Хімія та технологія рідкісних елементів» Єреван. 1978р. З 122.
Семачов В.Ю. Семачов В.Ю. Розробка озонного способу очищення димових газів ТЕС. Автореферат дисстертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. Москва 1987р.
Новосьолов С.С. та ін. «Озоновий метод очищення димових газів». Теплоенергетика 1986р. №9.
Розумовський С.Д. Замков Д.Є. Озон та його реакції з органічними сполуками. М. 1974р.
DojbidoJ. Etol. «Утворення проміжних речовин у процесі озонування та хлорування» Wat. Res. 1999. 33. №4 р3111 - 3118.
