Наиболее часто всего при упоминании об озоне (O₃) на ум приходит ассоциация с озоновым слоем земли. Между тем, этот «голубой газ» является мощным окислителем и, следовательно, может служить в качестве эффективного дезинфицирующего средства – например, для нейтрализации сточных вод. Поэтому для обеспечения максимального качества очистительных процедур содержание озона в воде подлежит тщательному контролю как в процессе очистки, так и перед сбросом обеззараженных стоков в природный водоём.
Предпосылки использования озона в качестве дезинфектора
Известно, что в земной стратосфере озон отвечает за поглощение вредоносного ультрафиолетового солнечного излучения, тем самым предотвращая повреждение Земли. Присутствие озонового слоя было открыто в 1840 году, однако лишь полвека спустя были обнаружены, исследованы и использованы его дезинфицирующие способности. В 1893 году озон в первый раз был применён в полном объеме в Нидерландах, в качестве очистителя питьевой воды. В течение 1900-х годов использование озона как дезинфектора распространилось по всей остальной Европе и в Соединенных Штатах, где он используется и по сей день.
Преимущества очистки водных стоков с помощью озона
После того, как патогенные микроорганизмы во время обеззараживания сточных вод удалены, любые остаточные дезинфицирующие средства должны также быть удалены перед сбросом воды в естественный водоём. Во многих ситуациях это требует добавления в очищенные стоки дополнительных химикатов. К примеру, остаточный хлор может быть удалён посредством добавления в воду бисульфита натрия.
Тем не менее, природная нестабильность озона позволяет ему распадаться на кислород без необходимости в дополнительных химикатах, что делает его идеальным для очистки сточных вод. Отсутствие вредных побочных продуктов, высокая эффективность и исключительное удаление неприятных запахов являются одними из многих причин, по которым на станциях очистки сточных вод применяются именно системы дезинфекции озоном. В Европе озон является очень популярным дезинфицирующим средством, используемым в сточных водах, и уступает только хлору. В дополнение к очистным предприятиям, озон также находит применение и в других отраслях, включая очистку воздушных масс и одежды, а также сохранение продуктов питания.
Популярные методы генерации озона в установках очистки сточных вод
Поскольку, как мы уже отметили, озон является в атмосфере нестабильным, он формируется на очистных сооружениях прямо на месте и имеет срок службы всего 20–90 минут, после чего снова превращается в кислород. Два самых популярных метода генерации озона – это использование ультрафиолетового излучения и метод «коронного разряда». Метод, основанный на действии УФ-света, представляет собой расщепление молекул кислорода ультрафиолетовым излучением, в результате чего образуются свободные молекулы кислорода (0), которые присоединяются к другим таким же молекулам с последующим образованием озона (0₃).
Установки очистки сточных вод, получающие озон с помощью этого метода, снабжены генераторами, которые содержат ультрафиолетовые лучи, и трубкой подачи кислорода. Образующийся озон улавливается, а затем закачивается в контактный резервуар, где он смешивается со сточными водами и вступает во взаимодействие с патогенными микроорганизмами для дезинфекции воды. Этот метод в основном используется в небольших установках водоочистки.
Метод «коронного разряда» работает аналогично действию ультрафиолетового излучения, но только вместо ультрафиолетового света для расщепления молекул O₂ на свободный кислород используются электрические разряды. Это облегчает связь между молекулами для формирования озона. Отфильтрованный и высушенный газообразный кислород подается в камеру с контролируемым напряжением, в результате которого кислород разрывается. Затем, по аналогии с действием УФ-метода, образующийся озоновый газ улавливается и доставляется в контактный резервуар для сточных вод. Метод «коронного разряда» является предпочтительным в более крупных установках, так как эффективность дезинфекции этим способом наиболее высока.
Приборы для проверки концентрации озона на разных этапах очистки вод
Для проведения выборочной проверки остаточной концентрации озона в очищенной воде после удаления из неё озона служат специальные измерительные приборы фотометры. Они обеспечивают простой и точный метод испытаний воды на присутствие в ней озона. Кроме того, в случае, если прибор является многопараметрическим (содержит несколько колориметрических параметров качества воды – например, химическое потребление кислорода (ХПК), то с его помощью можно также провести и множество других испытаний.
Чтобы качественно оценить содержание озона в воде перед её сбросом в природный водоём, достаточно, чтобы прибор измерял содержание озона в промежутке значений от 0.00 до 2.00 мг/л при погрешности ±0,02 мг/л ±3% от показаний с использованием метода DPD, при котором в присутствии озона происходит изменение розового цвета. Важным требованием к современному фотометру также является возможность его подключения к ПК, что позволяет пользователю легко передавать данные и организовывать сохранённые измерения чётко и аккуратно. Также полезную информацию для пользователей, незнакомых с фотометром, предоставляет встроенный режим обучения, в результате использования которого заказчик сможет точно измерить содержание озона в своих сточных водах и повысить эффективность работы предприятия самостоятельно, без привлечения сторонних специалистов.
По материалам блога компании Hanna Instruments