Генератор кислорода для водоподготовки

Качество воды в природных водоемах, использующихся для забора в водопроводы, с каждым годом снижается. Очистка питьевой воды для крупных городов - настоящая проблема. Долгое время основным способом очистки воды было хлорирование, которое в сочетание с методами фильтрации (песчаными/угольными фильтрами, использованием флокулянтов и коагулянтов) эффективно справлялось с загрязнениями и вредоносной микрофлорой. Хлор является ядовитым веществом, поэтому много усилий предпринималось для нейтрализации вредного воздействия хлора на организм человека. Сегодня для этих целей чаще применяется аллотропная модификация кислорода, лишенная многих недостатков, которые присущи хлору.

Первые попытки применять трехатомную форму кислорода для очистки были еще в конце XIX столетия, но тогда не было технологий, которые обеспечивали промышленное производство озона соответствующего качества. Сегодня ситуация изменилась в качестве основного реагента используют озон, вместо хлора. Его преимущество – большая дезинфицирующая и окислительная способность и малая продолжительность жизни: трехатомный озон в течение 10-15 минут разлагается, образуя обычный кислород, безопасный для людей.

В природе озон появляется обычно в верхних слоях атмосферы. В обычных условиях он образуется во время грозы и имеет специфический запах. Для очищения воды нужен озон в больших масштабах. Получают его из кислорода путем пропускания электрического разряда. Молекулы кислорода под воздействием мощного заряда распадаются на атомы, которые немедленно соединяются с ближайшей молекулой кислорода, и образуют озон. Молекула озона также неустойчива, вступая в реакцию с атомарным кислородом, она разлагается на две молекулы обычного кислорода.

Озонирование воды

Это многоступенчатый процесс, и его технология зависит от качества воды, которая поступает в водоочистные сооружения. Если вода слабо загрязнена, используют одноступенчатую очистку, которая предполагает озонирование, сочетающееся с коагуляцией (пропускание воды через угольные/песчаные фильтры). Этот процесс называют предозонированием, он избавляет от загрязнений неорганической или органической природы, которые легко поддаются окислению. При одноступенчатой очистке озон нужен в малом количестве.

Двухступенчатая схема очистки – добавление к предыдущему способу повторного озонирования, его производят после обработки воды флокулянтами/коагулянтами. Повторное озонирование помогает убрать более стойкие загрязнения, которые остались после первой стадии очищения. Так как второй этап озонирования производят перед применением песчаных/угольных фильтров, качество сорбционного очищения растет, а фильтры служат дольше.

Трехступенчатая система озонирования включает третий, дополнительный этап очищения озоном, который называют постозонированием. При помощи него получается добиться максимального обеззараживания, улучшив органолептические показатели воды.

Схемы очищения воды при помощи озона могут быть разными. В городских водоочистных станциях обычно применяют барботажные колонны, на их дно подается насыщенная озоном воздушная смесь, которая проходит вверх сквозь толщу воды и очищает её.

Преимущества озонирования

• Обеззараживание воды. Редкие разновидности микроорганизмов способны противостоять воздействию озона. Чтобы полностью избавиться от вредных бактерий, озона нужно намного меньше, чем хлора, причем обеззараживание происходит намного быстрее, чем при использовании ядовитого хлора;
• Улучшение органолептических свойств очищаемой воды. Озон может эффективно устранять любые посторонние привкусы и запахи, что делает питьевую воду практически нейтральной, без запахов плесени, рыбы, гнилых водорослей, тины. Этому способствует способность кислорода частично растворяться в воде. А остаточный хлор, который всегда в небольших концентрациях присутствует в хлорированной воде, придает ей специфический, неприятный запах и вкус. Озон обладает также обесцвечивающим действием, уничтожая большинство органических соединений, ионов солей марганца и железа, которые делают цвет воды рыжим.
• Окисление нефтепродуктов, разложение их до безопасных поверхностно-активных веществ. С помощью озона разлагаются соединения тяжелых металлов, фенола, сероводород, цианиды, пестициды, гербициды, нитраты и аммиак, попадающие в почву.

Очистка сточных вод

Еще одна область использования трехатомного кислорода – очистка сточных промышленных вод. Самый распространенный тип загрязнения – химический, когда в воду попадают кислоты, фенолы, пестициды, щелочи, соли металлов. Иногда в сточных водах бывают и токсические вещества, такие как, соединения ртути, свинца. Бактериальное загрязнение – наличие в воде бактерий, грибов, вирусов и других простейших микроорганизмов.

У каждой промышленной отрасли есть свои особенности, влияющие на состав сточных вод. Целлюлозно-бумажная промышленность сбрасывает сульфаты, жирные и смолистые вещества, лигнины, органику (целлюлозу). Машиностроительная отрасль загрязняет воду тяжелыми металлами, цианидами, фторидами, аммонием. Отходы текстильной, пищевой промышленности – это красители, синтетические ПАВ, нефтепродукты, жиры.

Использование трехатомного кислорода при очистке сточных вод помогает добиться следующих целей:

• Очистка воды от фенолов и нефтепродуктов;
• Окисление органики и неорганических соединений, биологически активных веществ;
• Очистка сточных вод от канцерогенных веществ;
• Окисление ионов тяжелых металлов, марганца, растворенного железа;
• Дезодорация и обесцвечивание воды;
• Очистка от сероводорода и ацетона;
• Доочистка после биологической очистки.
Озонирование облегчает поздние этапы очистки сточных вод, а финишное озонирование улучшает их органолептические свойства.