Использование озона в питьевой воде

Благодаря превосходным свойствам дезинфекции и окисления озон широко используется для обработки питьевой воды . Озон может использоваться для различных целей в системах обработки, таких как предварительное окисление, промежуточное окисление или окончательная дезинфекция . Как правило, рекомендуется использовать озон для предварительного окисления перед песочным фильтром или фильтром с активированным углем (GAC). После озонирования эти фильтры могут удалить оставшееся органическое вещество (важное для окончательной дезинфекции).

Эта комбинация имеет ряд преимуществ:

— устранение органических и неорганических веществ;
— ликвидация микрозагрязнителей, таких как пестициды;
— улучшение процесса флокуляции / коагуляции;
— декантация; — улучшение дезинфекции и сокращение суб — продукты дезинфекции
— устранение вкусов и запахов

Оборудование для озонирования можно купить на ozon-voda.ru.

Устранение органических веществ и неорганических веществ

Все источники воды содержат природные органические вещества. Концентрации (обычно измеренные в растворенном органическом углероде, DOC) отличаются от 0,2 до более 10 мг L-1 [6]. Естественное органическое вещество создает прямые проблемы, такие как вкус и запах воды, а также косвенные проблемы, такие как образование побочных продуктов органической дезинфекции , поощрение развития бактерий в системах распределения, и т.д. Для производства чистой питьевой воды удаление естественного органического вещества является приоритетом в современной очистке воды.
Озон, как и любой другой окислитель, редко достигает полной минерализации естественного органического вещества. Органическое вещество частично окисляется и становится более легко биодеградируемым. Это приводит к большему количеству BDOC (Biodegradable DOC). Поэтому озон улучшает процесс удаления природного органического материала с помощью последующего фильтра при использовании в качестве предварительного окислителя [33, 39, 40]. В исследовании Siddiqiui [40] описан эффект озона в сочетании с биологическим фильтром. Комбинированное лечение приводит к уменьшению DOC от 40 до 60%. Устранение еще лучше, когда озон используется с коагулянтом. Это связано с тем, что озон может способствовать процессу коагуляции. Комбинированная коагуляция-озоно-биофильтрация позволяет уменьшить DOC на 64%. Когда использовалась только биофильтрация, скорость восстановления составляла всего 13%. Оптимальной концентрацией для удаления органического вещества из озона была доза озона:₃ / DOC = 1 мг / мг.
Большая часть неорганического материала может быть удалена озоном довольно быстро [15, 39]. После озонирования биохимическая фильтрация также требуется для неорганического материала. Фактически, окисление образует нерастворимые соединения, которые необходимо удалить на следующей стадии очистки воды .

Пестициды

Микропоглотители, такие как пестициды, могут занимать поверхностные воды, но также и в подземных водах. Стандарты питьевой воды для пестицидов в Европейском союзе строгие: 0,1 мкг л-1 для каждого соединения [38].
Несколько цифр показывают, что озон может быть эффективным для окисления нескольких пестицидов. Было доказано, что в установке по очистке воды в Зевенбергене (Нидерланды) три барьера (фильтр с активированным озоном с помощью озонирования) (GAC-фильтр) эффективны и безопасны для устранения пестицидов. Из 23 проверенных пестицидов 50% были достаточно деградированы (80% -ная деградация). В таблице 1 представлен обзор пестицидов, которые легко разрушаются озоном. Для высокопрочных пестицидов рекомендуется более высокая дозировка озона или озон в сочетании с перекисью водорода [38].

Таблица 1: Деградация легко разлагаемых пестицидов путем озонирования (%)

Снижение побочных продуктов дезинфекции и улучшенной дезинфекции

В дезинфекции побочных продуктов (DBP) в основном формируются в процессе реакции между органическим материалом и дезинфицирующим средством. Реакция хлора с органическим веществом может привести к образованию хлорированных органических DBP, таких как тригалометаны (THM). Озон также может реагировать с органическим веществом и формировать DBP. Это в основном органические побочные продукты, такие как альдегиды и кетоны, которые могут быть легко деградированы с помощью биофильтра (90-100%). Как правило, эти органические ДАД озона не представляют опасности нарушения стандартов питьевой воды, когда озон используется в качестве предварительного окислителя.
Чтобы уменьшить количество DBP до обычной системы дезинфекции ( дезинфекция хлорированными продуктами ), важно, чтобы потенциал для формирования DBP оставался низким. Это часто выражается как потенциал обучения DBP (DBPFP). Потенциал для формирования DBP может быть уменьшен путем удаления (большинства) природных органических материалов, например, путем предварительного окисления озоном (озоновая фильтрация). Эта комбинация может уменьшить DBPFP на 70-80%, когда в качестве конечного дезинфицирующего средства используется хлор [40]. Это касается DBPFP для THM, галогенуксусных кислот и хлоральгидрата.

Озон является более эффективным дезинфицирующим средством, чем хлор, хлорамины и даже диоксид хлора, Доза озона 0,4 мг / л в течение 4 минут обычно эффективна для предварительно обработанной воды (низкая концентрация природного органического вещества) [39]. В нескольких исследованиях показано, что озон, в отличие от хлорированных продуктов, может дезактивировать устойчивые микроорганизмы). Однако, поскольку озон быстро разлагается в воде, его жизнь в водных растворах очень короткая (менее одного часа). Таким образом, озон менее подходит для остаточной дезинфекции и может использоваться только в особых случаях (в основном в небольших распределительных системах). Хлор и диоксид хлора часто заменяют озон при окончательной дезинфекции. Для первичной дезинфекции (до биофильтрации) озон очень подходит. Это приведет к более полной дезинфекции и снижению концентрации дезинфицирующего средства.

Устранение вкуса и запаха

Производство запаха и вкуса в питьевой воде может иметь несколько причин. В сырой воде могут присутствовать соединения вкуса и запаха, но они также могут образовываться во время обработки воды. Эти соединения могут быть получены из разложения вещества, но обычно они являются результатом активности живых организмов, присутствующих в воде [5]. Неорганические соединения, такие как железо , медь и цинк, также могут создавать специфический вкус. Другая возможность заключается в том, что химическое окисление (обработка хлором) приводит к неприятным вкусам и запахам.
Соединения, вызывающие вкусы и запахи, часто очень устойчивы. Таким образом, их устранение требует очень интенсивного процесса [33]. Для удаления вкуса и запаха может быть целесообразным несколько процессов, таких как окисление, аэрация, фильтрация с активированным углем (GAC) или фильтрация песком . Как правило, используется комбинация этих методов.
Озон может окислять компоненты в диапазоне 20-90% (в зависимости от типа соединения) [6]. озона более эффективен для окисления ненасыщенных соединений. Как и в случае окисления пестицидов, озон в сочетании с перекисью водорода (процесс ОДП) более эффективен, чем озон. Geosmin и 2-methylisoborneol (MIB) являются примерами устойчивых пахучих соединений, которые часто присутствуют в воде. Они вырабатываются водорослями и обладают слабым запахом и небольшим вкусом. Тем не менее озон все еще оказывает очень большое влияние на эти соединения