Страница озонирования воды (для Андрея)

Озонирование воды
Основателем технологии озонирования воды является Франция, которая в
1997 году отмечала 100- летие эффективного использования озонирования
при подготовке питьевой воды и начала промышленного выпуска
озонаторного оборудования.
Области применения озонирования воды
 Обеззараживание воды при значительном бактериальном загрязнении
водоисточника, в первую очередь при наличии в воде патогенных
микроорганизмов - энтеровирусов и цист лямблий, устойчивых к действию
хлорсодержащих реагентов;
 Окисление и удаление трудноокисляемых антропогенных загрязнений, таких как
фенолы, нефтепродукты, ПАВ, пестициды, амины и многие другие органические и
неорганические соединения, которые традиционными технологиями очистки воды
удаляются малоэффективно;
 Улучшение органолептических показателей качества питьевой воды, устранение
привкусов и запахов почвы, плесени, травы, рыбы и других продуцируемых
водными организмами. Удаление специфического запаха и привкуса,
появляющихся при повышенных концентрациях планктона, а также выделяемых
планктоном ядовитых веществ;
 Очистка подземных вод от повышенных концентраций железа и марганца,
удаление сероводорода.
Технологические и технические возможности применения технологии
озонирования воды
 Озонирование для обеззараживания и обезжелезивания питьевой воды
централизованного водоснабжения, поверхностных или подземных
источников
 Озонирование при подготовке питьевой или минеральной воды
непосредственно перед розливом (финишное озонирование)
 Озонирование при обеззараживании питьевой воды, локальные установки
обеззараживания воды
 Применение озонирования для обеззараживания и обезжелезивания воды
в плавательных бассейнах
 Озонирования в пищевой промышленности
 Применение озонирования для дезинфекции и стерилизации
оборудования, тары и упаковки
 Производство озонированного льда
 Озонирование при обработке минеральной воды
 Использование озонирования при производстве алкогольных
напитков
 Применение озонирования для обеззараживания и очистки сточных вод
 Применение озона в медицине
 Озонирование в сельском хозяйстве
o Озонирование в животноводстве
o Озонирование при выращивании рыб, обработке морепродуктов
o Озонирование в растениеводстве
 Озонирование в целлюлозно-бумажной промышленности
 Дезинфекция воды и оборудования в прачечных
 Озонирование для удаления запахов
 Очистка поверхностей полупроводниковых изделий
 Предварительная обработка пластика при ламинировании и
безэлектродной металлизации
Применение озонирования для обеззараживания и обезжелезивания
питьевой воды централизованного водоснабжения, поверхностных или
подземных источников
Обеззараживание и очистка питьевой воды централизованного водоснабжения,
поверхностных или подземных источников
Качество воды поверхностных и подземных водоисточников Украины характеризуется
различным физико-химическим составом. Характерным для многих водоисточников
является практически повсеместное наличие нефтепродуктов, изменяющееся от
небольших величин до 0,5 мг/л, а в отдельных случаях и до 2,5 мг/л.
Достаточно сложное положение сложилось в ряде регионов страны, находящихся в
чрезвычайной экологической ситуации. Это прежде всего промышленные регионы
Украины, где водоисточники загрязняются сточными водами предприятий, предприятий
сельского хозяйства и др., а также за счет выбросов в атмосферу загрязняющих веществ. В
воде р. Днепр, ее притоках и водохранилищах в последние годы отмечается в отдельные
периоды наличие повышенных концентраций нефтепродуктов, фенолов, ионов тяжелых
металлов.
Подземные воды также подвержены антропогенным химическим загрязнениям.
Отмечается повышенное содержание железа
(1-6мг/л), марганца (0,1-1,5 мг/л),
сереводорода (до 0,1 мг/л), двуокиси углерода (более 40 мг/л), большое количество
подземных вод содержат значительные концентрации солей жесткости.
Отмечается рост в водоисточниках детергентов – поверхностно – активных веществ (ПАВ)
– моющих средств, применяющихся в быту и промышленности, а также в сельском
хозяйстве (в качестве эмульгаторов пестицидов).
Присутствие этих соединений в водоемах оказывает вредное действие: замедляются
процессы самоочищения воды, нарушается кислородный режим водоемов и проявляется
отрицательное влияние на развитие животных и растительных организмов. ПАВ в
количестве 0,4-3,0 мг/л придают воде горький привкус. Имеются данные, что ПАВ
изменяют проницаемость тканей организма и облегчают прохождение в клетки других
веществ, в том числе и токсичных соединений. ПАВ повышают активность канцерогенных
веществ, их предельно допустимая концентрация в воде 0,5 мг/л.
Приведенная информация далеко не полностью характеризует возможные
химические загрязнения, но даже она свидетельствует о том, что, для их удаления
требуются специальные технологии, использование которых совместно с традиционными
методами и существующими очистными сооружениями позволит повысить
эффективность их извлечения из природной воды.
Главными гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды является гарантия
ее безопасности в эпидемическом отношении по микробиологическим и
паразитологическим показателям, отсутствие в воде патогенных микроорганизмов.
Как правило, в качестве обеззараживающих реагентов используют хлор или его
соединения: диоксид хлора, хлорная известь, гипохлорид натрия. Однако увеличивать
дозу хлорреагентов для повышения эффективности обеззараживания воды в связи с
образованием хлорорганических соединений не представляется возможным.
В связи с этим большое внимание стало уделяться другим методам обеззараживания,
таким как озонирование, использование мембран и др., которые зачастую обеспечивают
более глубокое обеззараживание воды.
Озонировании при обеззараживании питьевой питьевой воды локальне
установки очистки воды
Озон уничтожает все известные микроорганизмы: бактерии, вирусы, простейших, их
споры, цисты и т.д.; при этом озон на 51% сильнее хлора и действует в 15-20 раз быстрее.
Вирус полиомиелита погибает при концентрации озона 0,45 мг/л через 2 мин, а от хлора только за 3 ч при 1мг/л.На споровые формы бактерий озон действует в 300-600 раз
сильнее хлора.
Озон признан как самый безопасный, мощный, быстрый дезинфектант и оксидант для
обработки воды.
При
озонировании воды окисляются
органические
и
минеральные
примеси,
являющиеся источником запахов и привкусов.
Вода, прошедшая обработку озоном, содержит
больше кислорода и по вкусу напоминает
свежую родниковую воду.
Одной из областей использования озона является его применение в локальных
водоочистных установках небольшой производительности ( до 2000 м3/сут.) для
водоснабжения дома, малых населенных пунктов, отдельных объектов, производств.
Одной из областей применения технологии озонирования являются комплексы по
доочистке воды в жилых и общественных зданиях. После прохождения по городской
водопроводной сети большой протяженности качество воды ухудшается. Сравнение
результатов анализов воды на водопроводных станциях и на входе в дома показывает,
что основными загрязнениями, привнесенными по пути транспорта воды в
трубопроводах, являются взвешенные частицы, железо, органические примеси.
Широкое применение получила технология водоподготовки, основанная на сочетании
процессов предварительной очистки, озонирования, фильтрации и обратного осмоса.
Озоно-сорбционная обработка позволяет очищать воду от высокотоксичных
антропогенных загрязнений различных классов.
Система обратного осмоса предназначена для удаления трудноокисляемых органических
соединений, снижения общей минерализации, сульфатов и хлоридов, жесткости, а также
удаления стронция, фтора с целью достижения качества воды, соответствующего
требованиям водопотребления.
Применение озонирования для подготовки воды плавательных бассейнов
Первые успешные попытки использования
озона для обработки воды плавательного
бассейна были предприняты в Западной Европе
( Франции и Германии) в конце 50-х – начале 60х годов прошлого века. Сейчас в мире работают
многие сотни таких бассейнов. Замена хлора на
озон связана, в первую очередь, со значительно
более высоким качеством воды, которое
достигается при использовании озона. Полная
микробиологическая безопасность, отсутствие
раздражения слизистой оболочки глаз и
носоглотки купающихся, исчезновение
неприятного “хлорного” запаха в воздухе
бассейна, наконец, замечательный
голубоватый цвет воды в ванне бассейна – все
это делает озон уникальным средством
обработки воды плавательных бассейнов.
Вода в бассейне подвергается
загрязнениям,
которые
вносятся
купающимися людьми. В воду поступают
волосы, перхоть, чешуйки кожи, кожный
жир и смывы косметических средств. Кроме
того, в среднем купающиеся выделяют в
воду бассейна от 30 до 50 мл мочи и вносят
около 3 г органических материалов.
Патогенная микрофлора в воде бассейна весьма разнообразна. В основном это
бактерии и вирусы, кроме того, в воде возможно также наличие других
микробиологических загрязнений. Вода бассейна может служить переносчиком таких
серьезных инфекций, как гепатит и полиомиелит.
Различные дезинфектанты значительно отличаются по силе воздействия на
микрофлору. Исследования показали, что озон значительно превосходит все остальные
реагенты по эффективности обеззараживания.
В отличие от хлора у микроорганизмов отсутствует эффект “привыкания” к озону. На
споровые формы бактерий озон действует в 600 раз быстрее хлора.
При озонировании, в отличие от хлорирования, в воде не возникают токсические
хлорорганические соединения, которые должны удаляться в канализацию путем ввода
значительного количества свежей воды. Следовательно, при применении озонирования
снижаются затраты на потребляемую воду и ее нагрев.
При выборе метода обеззараживания и очистки воды – озонирование
предпочтительней не только по санитарно-гигиенической эффективности, но и за счет
низких эксплуатационных затрат.
При выборе типа и мощности установки озонирования необходимо учитывать
конструктивные особенности конкретного бассейна: размеры, производительность
системы фильтрации воды, количество скиммеров или переливных бортов и, особенно –
расположение и количество форсунок подачи очищенной воды.
Оптимальным вариантом очистки и обеззараживания воды в беассейне является
применение ультрафильтрации совместно с озонированием
Главное достоинство применения данной технологии заключается в возможности
получения воды высокого качества без использования дополнительных стадий обработки
и реагентов.
Другое достоинство данной технологии – ее гибкость, возможность адаптироваться к
изменяющемуся качеству исходной воды. Наконец, одним из решающих факторов
является высокая степень обеззараживания воды, а применение технологии
озонирования воды, позволяет сохранить этот показатель в процессе эксплуатации
ипараллельно обогащает воду бассейна кислородом.
Принципиальная схема
Ультрафильтрационные мембраны обеспечивают более
тонкую очистку воды от взвешенных и коллоидных
веществ, чем скорые фильтры, и вместе с тем позволяют
обрабатывать воду с высокой мутностью без ухудшения
качества фильтрата. Этот эффект достигается благодаря
особой
конструкции
мембранных
аппаратов
и
применению различных режимов их эксплуатации. Низкий
расход промывных вод (обычно не более 5 %) делает эту
технологию более привлекательной.
Примение озонирования в пищевой промышленности
Широкое применение находит озон в пищевой промышленности:
 Дезинсекция и обработка помещений в пищевом производстве;
 Дезинсекция и детоксикация зерна и зернопродуктов;
 Уничтожение вредителей продовольственных запасов в местах хранения
или переработки продуктов;
 Уничтожение насекомых, размножение которых приводит к выходу из строя
различных узлов производственного оборудования;
 Получение пищевого льда;
 В различных технологических процессах: производства ванилина,
рафинирования масел и жиров, стерилизации тары и оборудования.
Применение озонирования при обработке минеральной воды
Директивой
Европейской
комиссии
2003/40/ ЕС от 16 мая 2003 г.
предусмотрена
очистка
природных
минеральных и родниковых вод от железа,
марганца, серы, мышьяка и др. соединений
при помощи озона.
При розливе минеральной воды ( и при
бутилировании
других
напитков)
в
настоящее время широко используется
система введения небольшого объема
озонированной воды в момент розлива,
непосредственно в бутылку. В результате в
объеме напитка создается концентрация
озона 0,2-0,3 мг/л.
Согласно проведенным исследованиям, подвергнутые такой процедуре напитки
сохраняют свое качество в течение многих лет.
Озонирование воды непосредственно перед ее розливом (финишное
озонирование)
Насыщение озоном предварительно очищенной
и подготовленной продуктовой воды
непосредственно перед входом в разливочную
машину ( финишное озонирование) на
относительно короткое время придает воде
дезинфицирующие свойства. В результате озон
не только уничтожает бактерии в воде, но и
стерилизует внутреннюю поверхность тары,
крышки и воздушный зазор между крышкой и
тарой, а также трубопроводы линии розлива.
После укупорки проходит несколько часов, в
течение которых озон полностью превращается в
кислород. После этого продукт готов к
реализации и остается стерильным до начала его
потребления.
Кроме того, все оборудование,
контактирующее с озонированной
водой, - трубопроводы, емкости,
разливочная машина – подвергается
дезинфекции непрерывно в течение
всего цикла розлива и с точки зрения
микробиологии находится в идеально
чистом состоянии.
Таким образом, применение озона на заключительной стадии процесса – при
расфасовке уже подготовленной (очищенной и предварительно обеззараженной) воды
позволяет решить следующие задачи:
 Подавление вторичного микробиологического загрязнения воды в результате
попадания в продуктовую воду частиц из воздуха рабочей зоны, со стенок тары и
оборудования, соприкасающихся с продуктовой водой ;
 Дополнительная дезинфекция тары, подготовленной к розливу, ополаскиванием
озонированной водой.
Принципиальная схема станции озонирования воды при ее розливе
Очистка воды с использованием озона может с успехом применяться не
только для бутилированной воды, но также для лимонадов, напитков типа пепсиколы и, наконец, в производстве пива и ликероводочной продукции.
В США стерилизация бутилированной воды озоном начала применяться
более 20 лет назад, и на сегодняшний день более 90% всей разливаемой воды
обрабатывается с помощью озонирования.
Это объясняется целым рядом уникальных свойств озона.
 Озон является самым сильным окислителем из используемых[ в
водоподготовке, он окисляет как неорганические, так и органические
вещества, находящиеся в воде.
 Озон – единственный дезинфектант, который не придает воде
дополнительных привкусов и запахов, так как после реакции окислении
быстро разлагается.
 Реакции окисления озоном протекают очень быстро, в десятки и сотни раз
быстрее, чем при использовании любых других окислителей.
 Разлагаясь, озон обогащает воду кислородом, что улучшает ее вкусовые
качества
 При окислении озоном органических соединений не образуется каких-либо
опасных для здоровья вторичных продуктов
 Озон не меняет рН воды и не удаляет из нее необходимые организму ионы
– Са, Mg, K, Na и т.п.
 На скорость взаимодействия озона с содержащимися в воде соединениями
не влияют внешние условия, такие как температура воды, рН, присутствие
каких-либо ионов.
 Озон губителен для любых микроорганизмов, которые могут встретиться в
воде, в том числе и устойчивых к другим дезинфектантам.
 Озон уничтожает микроорганизмы в 300-3000 раз быстрее, чем любые
другие дезинфектанты.
 Озон обеспечивает 100% - ную гарантию микробиологической чистоты воды
и напитков.
Применение озона позволяет значительно снизить или вовсе исключить
убытки, связанные с порчей продукта
( засветание, появление осадка, запаха и привкуса) и продлить срок его
хранения ( реализации).
 В производстве и розливе напитков озонированная вода используется также
для промывки и стерилизации разливочных линий и накопительных танков,
ополаскивания бутылок непосредственно перед наполнением.
Применение озонирования воды в прачечных
Интересные данные приводятся об
использования озонирования в прачечных.
Эта технология возникла в 1991 г. И сейчас
число таких прачечных растет
эспоненциально. Сущность метода состоит
в том что применяется замкнутая система
оборота воды с использованием для ее
очистки озона.
Преимущества:
 Экономия на нагреве воды ( на 70-80%) и на детергентах;
 Уменьшение времени всего цикла стирки – увеличение производительности (1045%).
Применение озонирования в медицине
Растут масштабы применения озона в
медицине.
Популярность немедикаментозных методов
лечения в последнее время неуклонно растет.
Это связано с нарастающей аллергизацией
населения,
увеличением
антибиотикоустойчивой флоры, повышением
стоимости фармпрепаратов.
Отсутствие каких-либо противопоказаний,
возможность избежать развития тяжелых
аллергических
реакций,
простота
и
эффективность сделали метод озонотерапии
особенно популярным.
Используется озон в виде газа для дезинфекции ран, язв, открытых поверхностей тела и
различных кожных заболеваний.
Озон, введенный в физиологические растворы,
применяется в озонотерапии для лечения
многочисленных заболеваний, в частности для
инактивации биохимических компонентов, при
лечении сердечно – сосудистых заболеваний,
болезней легких, сахарного диабета, вирусного
гепатита, болезней желудочно – кишечного тракта
(введение озонированного масла),
хемодеструкции злокачественных
новообразований и др.
При сравнении бактерицидности озонированных и неозонированных антисептиков
установлено, что действие озонированных растворов оказалось губительным для 100%
используемых штаммов уже в течение первой минуты. Ни один из исследуемых
неозонированных антисептиков не проявил такой бактерицидности.
Показания для использования озонотерапии
 При нарушении обеспечения тканей кислородом
( нарушение артериального и венозного кровообращения, при появлении
пролежней, трофических язв и с целью ускорения заживления ран)
 Окклюзионные нарушения периферических артерий
 Варикозное расширение вен с венозной недостаточностью















Мигрени
Ишемическая болезнь сердца
Болезни суставов и позвоночника
Наличие грыж и протрузий межпозвоночных дисков
Заболевания желудочно-кишечного тракта - язвенная болезнь,
гастродуоденит, хронический антральный гастрит, хронические гепатиты
Болезни легких - бронхиальная астма и хронический бронхит
Хирургические заболевания – перитонит, острый и хронический панкреатит,
острый тромбофлебит, ожоги, переломы, травмы, остеомиелит и др.
Вирусный и другие инфекционные заболевания – острый вирусный гепатит (
А, B, С, D), опоясывающий лишай, генитальный лишай, инфекции,
вызванные вирусом папилломы, рецидивирующие заболевания органов
дыхания, грибковые инфекции, туберкулез.
Гинекологические заболевания – острый и подострый и хронический в
стадии обострения сальпингоофорит, эрозии шейки матки и т.д.
Заболевания обмена – сахарный диабет, ожирение, целлюлит,
липодистрофия
Дерматология – экзема, нейродермит
Неврология
Клинические проявления иммунодефицита
Профилактика профессиональных заболеваний в условиях поликлиник и
курортов
Заболевания ЛОР-органов
Озонирование сточных вод
Озонирование
является
многофункциональным
и
универсальным методом очистки стоков
и водоподготовки.
Окисление
загрязняющих
веществ
возможно только растворенным озоном.
Поэтому эффективность деструкции
ингредиентов будет зависеть от условий
смешивания озона с жидкостью и
характером последней.
При нормальном атмосферном давлении растворимость озона в воде при температуре,
близкой к 0°С, составляет 1,05г/л (т.е в 1 л воды растворяется 0,49 л озона), а при
температуре 20°С - 0,62 г/л (0,29 л озона в 1л).
Существенное значение для растворения и связанного с ним показателя эффективности
использования озона имеет способ подачи и смешивания газа с жидкостью.
В целях увеличения продолжительности контакта между озоном и загрязняющими
веществами помимо эжекторов используется емкостной реактор озонирования, где
происходят процессы растворения-разложения остаточного озона.
Ознакомившись с вышеизложенными данными, можно сделать вывод, что озонирование
– универсальный и многофункциональный метод обработки сточной, технической,
поверхностной, питьевой воды и технологических растворов. Озонирование применяется
на завершающем этапе обработки жидкости, прошедшей предварительную очистку. На
сегодняшний день актуально и экономически выгодно использовать озонирование
Применение озонирования в целюлозно-бумажной промышленности
Важной отраслью использования озона является его
применение в целлюлозно – бумажной
промышленности. Применение озона взамен хлора,
который практически не используется на зарубежных
предприятиях, позволяет существенно повысить
качество целлюлозы и, соответственно,
вырабатываемой бумаги.
Применение озонирования в сельском хозяйстве
Озонирование в животноводстве
«Институтом озонотерапии и медоборудования»
проводились работы по определению
бактерицидной активности озона при обработке
озоном сырого молока и сыров в процессе
производства.
Установлено, что при обработке газообразным озоном концентрацией выше 40 мг/л
сырого молока в течение 20 минут происходит 100% уничтожение кишечной палочки,
плесневых грибков, сальмонеллы и других бактерий, что позволяет рассматривать
вопрос о замене электроемкой пастеризации молока на более дешевый и эффективный
способ обработки озоном. Получены хорошие результаты по улучшению качества
созревания сыров в процессе их производства и увеличения в 1,5-2 раза сроков хранения
за счет периодического озонирования цехов и складов.
Узнать о применении озона в газовой фазе в сельском хозяйстве
Таким образом, многочисленными исследованиями и практическими результатами
доказано, что применение озонных технологий в сельском хозяйстве оправдано, и
следует широко их применять для решения народохозяйственных задач по увеличению
объемов сельскохозяйственного производства, улучшению качества продукции и ее
сохранности.
Озонирования в рыбоводстве
В рыбоперерабатывающей промышленности
применение озонных технологий эффективно на
всех этапах технологической цепочки: от
разделки рыбы до ее консервирования. Озон,
как средство стерилизации и обеззараживания,
успешно используется:
 на рыбозаводах
 в искусственных питомниках и водоемах
Широкие возможности озонных технологий в рыбоводстве находят применение при:
 дезинфекции и дезодорации помещений, цехов, складов, оборудования
 подготовке воды (обезжелезивания и обеззараживания) при выращивании рыбы.
Обработка воды озоном повышает их жизнеспособность и показатели
воспроизводства.
 очистке воды от вредных веществ и остатков их жизнедеятельности
 профилактике заболеваний рыбы
 дезинфекционной обработки рыбы, тары и упаковки для консервирования.
Узнать о применении озона в газовой фазе в рыбоводстве
Озонирование в растениеводстве
Озон является одним из самых мощных
окислителей, и способен быстро разлагаться, что
подтверждает его экологическую чистоту, как
действующего химического вещества.
Применение озона в растениеводстве:
Узнать о применении озона в газовой фазе в сельском растениеводстве
Озонирование воды для очистки поверхностей полупроводниковых
изделий
При производстве полупроводниковых элементов
огромную роль играет вода высшей степени очистки.
Микробиологическая и органическая чистота воды
имеет решающее значение.
Системы дезинфекции с помощью озонирования
соответствуют самым высоким требованиям в
отношении удаления общего органического
углерода.
Для производственных процессов на предприятиях полупроводниковой промышленности
требуется вода высшей степени очистки с максимально низким уровнем содержания
общего органического углерода, составляющим менее 1 частей на миллиард или даже
менее 0,5 частей на миллиард содержания общего углерода. Только озонирование может
обеспечить такие низкие уровни без добавления каких-либо примесей в воду наивысшей
степени очистки.
Озон успешно используется для дезинфекции и окисления воды наивысшей степени
очистки, особенно до этапа дегазации в дополнительном контуре. Озон также
используется для окисления изопропилового спирта для восстановления технологической
воды.
Озонирование воды для удаления вкусов и запахов
Неприятные привкусы и запахи в некоторых природных
водах вызываются присутствием соединений минерального
и органического происхождения, находящихся в
растворенном или коллоидном состоянии. Озон окисляет
названные выше соединения, приводя к их расщеплению,
сопровождающемуся исчезновением привкусов и запахов.
Благодаря более высокой окислительной способности, озон
в состоянии действовать на такие соединения, которые не
подвергаются воздействию других химических реагентов.
Обработка воды избыточным количеством озона не влечет
за собой никаких нежелательных явлений; избыточный
озон, будучи нестойким, снова превращается в кислород в
течение нескольких минут.
Озонирование не создаст дополнительных или замещающих соединений, тогда как хлор
дает с некоторыми веществами сложные соединения, вызывающие появление весьма
резких запахов.
Таким образом, озон применяется для обеззараживания, удаления примесей, запаха и
цветности воды. Он имеет способность хорошо растворяться в воде, насыщая ее
кислородом, позволяет улучшить ее физические и вкусовые качества. При этом не
нарушается ее минеральный состав. Из воды удаляются бактерии, вирусы, споры, цисты,
простейшие, в том числе, стойкие к хлору, органические и неорганические соединения , в
том числе, нефтепродукты, фенолы, сернистые соединения, соединения металлов, хлор и
хлористые соединения.