IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Проблема обеспечения населения питьевой водой, отвечающей требованиям стандарта, является одной из основных задач, стоящих перед предприятиями и организациями водообеспечения России.

Обеззараживание воды - процесс уничтожения микроорганизмов. Значительная часть бактерий и вирусов задерживается в процессе очистки воды до 98%, а оставшаяся часть может содержать патогенные организмы, поэтому для их уничтожения требуется обеззараживание воды.

Технологиями, которые являются эффективными на действующих крупномасштабных сооружениях очистки воды являются хлорирование, озонирование и ультрафиолетовое облучение. Каждая из этих технологий обладает преимуществами и недостатками при применении в технологическом процессе по характеру воздействия на воду и его последствиям, экономической эффективности, возможностям и затратам на внедрение технологии в существующие системы водоочистки.

Поэтому целью моей работы является обзор существующих методов очистки питьевой воды, поиск наиболее экологичных и внедрение стадии озонирования в существующие технологические схемы водоподготовки с последующей разработкой дипломного проекта.

В настоящее время одним из наиболее реальных и высокоэффективных методов очистки воды от загрязнений является озонирование.

Озонирование воды - это способ очистки воды, в результате которого происходит тщательная и многоуровневая очистка молекул воды без каких-либо негативных явлений. Озон - это естественный окислитель, за счёт активности его соединений при взаимодействии с обрабатываемой водой, он очень быстро окисляет присутствующие загрязнения. В озонированной воде избытки озона обратно трансформируются в кислород, из которого он и был выработан. Озонирование воды происходит за короткое время, при этом нет необходимости в расходных реагентах и материалах [1].

Образование озона проходит по обратимой реакции:

3O₂ + 68 ккал/моль (285 кДж/моль) ⇄ 2O₃.

Молекула О₃ неустойчива и при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут превращается в O₂ с выделением тепла. Повышение температуры и понижение давления увеличивают скорость перехода в двухатомное состояние. При больших концентрациях переход может носить взрывной характер. Контакт озона даже с малыми количествами органических веществ, некоторых металлов или их окислов резко ускоряет превращение.

В присутствии небольших количеств HNO₃ озон стабилизируется, а в герметичных сосудах из стекла, некоторых пластмасс или чистых металлов озон при низких температурах (-78 °С) практически не разлагается.

Озон обладает свойством быстро разлагаться в воздухе и, особенно, в воде. Растворимость озона в воде находится под заметным влиянием величины pH и количества веществ, рас­творенных в воде; небольшое содержание кислот и нейтральных со­лей усиливает растворимость озона, а наличие щелочей снижает ее.

Вследствие высокого окислительного потенциала бактерицид­ное действие озона, введенного в воду, сильнее, чем у других хими­ческих агентов. Поэтому озон вполне обеспечивает обеззаражива­ние воды от бактерий, если вода предварительно осветлена или если мутность природной воды ниже 3 мг/л. Это условие не является характерной чертой озонирования, так как предварительная очист­ка мутных вод обязательна при любых методах обеззараживания (при хлорировании, бактерицидном облучении и т. д.).

Следует отметить различия в действии озона на бактерии, содержащиеся в воде, по сравнению с действием хлора. С повышени­ем интенсивности хлорирования постепенно увеличивается число от­мирающих бактерий. Между тем озонирование вызывает внезапное резкое и полное бактерицидное действие, соответствующее опреде­ленной критической дозе озона.

Озон может быть применен для удаления из воды железа и мар­ганца в тех случаях, когда обезжелезивание и деманганация воды обычным способом не удаются. Это наблюдается, если железо или марганец содержатся в воде в виде органических комплексных сое­динений или коллоидальных частиц. Озонирование воды вызывает окисление этих соединений и осаждение железа и марганца.

Иногда озонирование применяют с главной целью - для устра­нения привкусов и запахов воды, так как озон действует на соеди­нения, которые не поддаются действию других химических реаген­тов. Например, на Восточной водопроводной станции (г. Москва) хлорирование воды усиливало болотно-тинистый запах волжской воды. После озонирования дозами 0,5-1 мг/л эти запахи интен­сивностью 4 балла полностью исчезали [2].

При озонировании возрастает со­держание растворенного кислорода, что способствует возврату очи­щенной озоном воде свежести, характерной для чистых природных источников.

Особенно эффективен озон при очистке воды, загрязненной фе­нолами, сероводородом, сернистыми и цианистыми соединениями и другими веществами.

Озонирование представляет собой единственный современный метод обработки воды, который действительно универсален, так как проявляет свое действие одновременно в бактериологическом, физическом и органолептическом отношении. С химической точки зрения минеральные вещества, растворенные в воде и определяю­щие ее качественный состав, после озонирования не изменяются. Вместе с тем при обработке озоном в воду не вносится никаких дополнительных посторонних веществ, что происходит, например, при хлорировании воды.

В связи с чем целью данной работы является обзор существующих методов очистки питьевой воды, поиск наиболее экологичных и разработка технологической схемы со стадией озонирования для существующей схемы водоподготовки в г. Ульяновске.

Стадия озонирования может быть легко включена в существующие технологические схемы водоподготовки, не требует дорогостоящего химического сырья и является экологически чистой.

Таким образом, озонирование воды является в полной мере экологически безопасной процедурой, имеет высокую дезинфицирующую способность на возбудителей вирусных болезней (на споры, устойчивые к обработке хлором). За счёт озонирования воды, мы всегда можем пить очищенную, наполненную кислородом питьевую воду высокого качества.

Список используемой литературы:

1. Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчеты: Учеб. Пособие для вузов. - 4-е изд., репринтное. - М.: ООО «БАСТЕТ», 2008. - С. 213-219.
2. Терентьев В.И. Инженерные системы безопасного водоснабжения и водоотведения городов и населенных мест. - СПб.: «Гуманистика», 2002. - С. 6-43.

Код для цитирования: Скопировать