Качество воды в природных водоемах, которые используются для забора в водопроводы, с каждым годом падает. Очистка питьевой воды для крупных мегаполисов становится настоящей проблемой. Все чаще в качестве основного реагента вместо ядовитого хлора, обладающего способностью на протяжении длительного времени сохранять свою токсичность и требующего значительных усилий для удаления, используется озон. Его преимущество – существенно большая дезинфицирующая и окислительная способность и невысокая продолжительность жизни: трехатомный озон в течение 10-15 минут разлагается, образуя обычный кислород, безопасный для человека.
Озон в природе образуется преимущественно в верхних слоях атмосферы, где сильны процессы ионизации под действием космического излучения. В обычных условиях он образуется, например, во время грозы и имеет достаточно резкий характерный запах. Для очистки воды требуется озон в промышленных масштабах. Получают его из кислорода посредством пропускания электрического разряда. Дело в том, что молекулы кислорода при воздействии на них мощным зарядом распадаются на атомы, которые, в свою очередь, немедленно соединяются с ближайшей молекулой кислорода, образуя озон. Молекула озона также неустойчива, вступая в реакцию с атомарным кислородом, она разлагается на две молекулы обычного кислорода.
Озонирование воды
Озонирование воды – процедура многоступенчатая, а технология процесса зависит от такого фактора, как качество воды, поступающей в водоочистные сооружения. Если исходная вода загрязнена несильно обычно используется одноступенчатая очистка, предполагающая озонирование, сочетающееся с коагуляцией (пропусканием воды через угольные/песчаные фильтры). Такой процесс называется предозонированием, позволяющим избавиться от загрязнений неорганической или органической природы, легко поддающихся окислению. При одноступенчатой очистке озон требуется в относительно небольших количествах.
Двухступенчатая схема очистки предполагает добавление к предыдущему способу повторного озонирования, которое проводят после обработки воды флокулянтами/коагулянтами. Повторное озонирование позволяет избавиться от более стойких загрязнений, оставшихся после первой стадии очистки. Поскольку второй этап озонирования обычно проводят перед использованием песчаных/угольных фильтров, качество сорбционной очистки возрастает, а сами фильтры служат намного дольше.
Трехступенчатая схема озонирования включает третий, дополнительный этап очистки озоном, называемый постозонированием. Сего помощью удается добиться максимального полного обеззараживания, существенно улучшив органолептические характеристики воды. Схемы очистки воды с помощью озона могут быть разными. В городских водоочистных станциях, как правило, применяют барботажные колонны, на дно которых подается насыщенная озоном воздушная смесь, проходящая вверх сквозь толщу воды и очищающая её.
Очистка сточных вод
Еще одна важная сфера применения трехатомного кислорода – очистка сточных промышленных вод. Наиболее распространенный тип загрязнения – химическое, когда в воду попадают вещества органического происхождения (кислоты, фенолы, пестициды), неорганические (щелочи, соли металлов). Встречаются в сточных сбросах и токсические вещества (соединения ртути, свинца). Бактериальное загрязнение характеризуется наличием бактерий, грибов, вирусов и других простейших микроорганизмов.
Сточные воды – это результат технологических процессов с использованием воды (а вода в больших количествах используется практически на любом крупном предприятии). Естественно, у каждой отрасли промышленности имеются свои особенности, влияющие на состав сточных вод. Скажем, целлюлозно-бумажная промышленность характеризуется сбросом сульфатов, жирных и смолистых веществ, лигнинов, органики (целлюлозы). Машиностроительная отрасль загрязняет сточные воды тяжелыми металлами, цианидами, фторидами, аммонием. Отходы текстильной, пищевой промышленности – это органические красители, синтетические поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, жиры. Предприятия химпрома загрязняют сточные воды теми же СПАВ, фенолами, нефтепродуктами, углеводородами. Список можно продолжать до бесконечности.
