14.7 Озонаторы

     Первые опыты озонирования проводили во Франции больше столетия назад. В 1893 в Голландии впервые применили озон для обработки питьевой воды. Менее чем 100 годами позднее озон стали использовать для обработки воды бассейнов. Озонирование воды бассейнов начали применять в Европе в 1960 г. В схеме использовали реагенты для флокуляции взвешенных веществ, фильтрование и гашение остаточного озона на угольных фильтрах. При этом добавляли хлор в концентрации 0,2-0,5 мг/л.

      Озон обладает выраженным споро-, бактерио- и вирулицидным действием. В литературе отсутствуют данные о существовании озоноустойчивых микроорганизмов. Его недостатком является отсутствие эффекта последействия (в статическом режиме, без “подкачки” его концентрация быстро снижается, и через десятки минут не обнаруживаются даже следы, - иногда спектрально регистрируются следы перекиси водорода). Поэтому рекомендуют сочетать озон с малыми дозами других дезинфектантов. Например, озонирование проводят в присутствии ионов брома и эффективного количества азотсодержащего вещества, способного удалять гипобромидион. В воде образуется устойчивое к озону N-Br-соединение, обладающее бактерицидным свойством и подавляющее каталитическую реакцию разложения озона гипоброматом.

     Другим способом постоянной дезинфекции является введение электролитически растворенного серебра после фильтрации и озонирования.

     Появление малых количеств озона в воздухе (до 55 мкг/м3) способствует выполнению физической работы и активизирует восстановительные процессы. При озонировании воды в бассейне до 1 мг/л, в воздухе концентрация не превышает 15 мкг/м3.

     С применением озона связаны многие особенности технологии. Например, увеличение концентрации бикарбонатов (щелочности) замедляет скорость распада озона. В связи с этим сейчас рассматриваются новые принципы очистки воды с повышенным pH.

     Растворенные органические вещества удаляются при окислении озоном. Происходит уменьшение количества питательных для бактерий веществ и сокращается контактное время дезинфекции. Благодаря подготовительной аэрации воды при озонировании очень маленькие пузырьки всплывают через слой воды, суспендируют твердые частицы грязи и уносят их на поверхность, где удаляются через скиммер. Дезинфекция озоном улучшается при увеличении концентрации и контактного времени. Органика окисляется до озонидов и окислов, а неорганика - до высших степеней окисления. Окисленная органика и поливалентные катионы могут комбинироваться, образовывать конгломераты и оседать из раствора в виде осадка. Многие органические вещества окисляются до своего рода золы, которая может быть весьма тонкой и требовать тщательной фильтрации. Если этого не делать, за неделю вода зрительно помутнеет.

     К сожалению, эта зола имеет цвет - зеленоватый или коричневый, и, часто, обманчиво воспринимается как водоросли. Впрочем, она легко движется в воде и может даже оседать в тихих местах, оставляя воду идеально чистой. Для открытых бассейнов проблема заостряется ввиду активизации роста водорослей с высокой стойкостью к озону. Может помочь бром.

     Озон, конечно, не самый дешевый способ обработки воды, но так как он воздействует на множество веществ и имеет много функций, его применение становится экономически оправданным.

     Озон окисляет примеси не оставляя нежелательного продукта, который бы добавлялся к растворимому остатку или вызывал бы резкое изменение рН. Он окисляет органику, неорганику, удаляет железо (переводя его в нерастворимые формы, что очень часто заметно в бассейнах возле донных форсунок в виде рыжих пятен при применении некачественного неочищенного гипохлорита натрия, который нынче разливают некоторые фирмы, выдавая за качественный зарубежный продукт), дезинфицирует воду и действует как флокулянт.

     При окислении неорганики происходит окисление железа и магния до нерастворимых окислов. Проблема их удаления скорее эстетическая, чем гигиеническая. Однако, существуют стандарты на их растворимые формы, потому что есть железо - и магний окисляющие бактерии, рост которых в воде ухудшает ее состояние. 

    Озон более эффективен в окислении железа, - он будет окислять его сначала до атаки магния - явление, которое будет влиять на необходимую дозу и время контакта. Поэтому надо знать все о воде, которую собираются очищать. 

     Вкус и запах воды могут возникнуть как из-за органики, так и неорганики. Органика чаще всего представлена водорослями. Ее окисление убирает вкус, запах и цвет воды, которые возникают по большей части из-за гуминовых веществ, содержащихся в почве. Озонирование удаляет от 90 до 95 % органики (и цвета). 

     Дозировка озона. Озон имеет ряд преимуществ перед хлором как дезинфектант. Он воздействует на окислительно-восстановительную систему бактерий и на их протоплазму, тогда как хлор разрушает только ферменты микробной клетки. Этим можно объяснить более активное действие на вирусы, которые не имеют ферментных систем. При озонировании принят критерий надежности обеззараживания, рекомендованный ГОСТ 2874-73 (коли-индекс 3, коли-титр 300). Существует критическая доза озона (0,3-0,4 мг/л), выше которой бактерицидное действие его резко возрастает и достигается полное обеззараживание в отличие от хлора, обеззараживающее действие которого монотонно возрастает с увеличением дозы. 

     Обеззараживающее действие быстрее хлора в 20 раз. Влияние рН и температуры значительно меньше, чем на хлор. 

     Доза озона и время его контакта с водой изменяются в довольно широких пределах и зависят от условий обработки. Влияют температура, концентрация озона, способ распределения озона в воде, наличие и высота контактных емкостей, концентрация загрязнений. 

     Озон вводят в предварительно отфильтрованную воду. В этом случае расход озона уменьшается в 2-3 раза. 

     При обработке озоном щелочность, рН, показатель стабильности и свободная углекислота не изменяются. 

     Преимущества озонирования воды в бассейнах Озон не представляет опасности для здоровья, и безвреден для окружающей среды.

     Озон не портит одежду для купания и волосы. 

     Озонирование воды не изменяет рН воды.

     Озон обеззараживание воду в 300 раз быстрее хлора, а также не создает вредных побочных химических соединений.

     Озонатор воды — это безвредная и безопасная очистка воды.

     Более чем столетие европейские страны используют озонирование как предпочтительный метод очистки воды. Озон намного отличается от традиционных хлор - и бромсодержащих химикатов. Главное отличие озона в том, что производится он из окружающего воздуха, — очищает и обеззараживает воду — и превращается в кислород. 

     Озон разлагает органические загрязнения, делает их нерастворимыми, способствует их укрупнению и, таким образом, увеличивает эффективность песчаных фильтров для очистки воды. 

     Озон позволяет достичь 100% дезинфекцию. Правильно подобранная система озонирования убивает все бактерии и вирусы, а также, плесень. 

     Озонирование воды придает воде свежесть и прозрачность. После озонирования весь неиспользованный озон медленно превращается в обыкновенный кислород и остается растворенным в воде до момента насыщения воды кислородом. Это делает воду в бассейне чистой, сверкающей и привлекательной.

     Отсутствие неприятных и вредных запахов. Если нерастворенный газообразный озон легко отделяется от обработанной воды, то пары хлора постоянно находятся над поверхностью воды бассейна. 

     Есть одно «но» в насыщении воды кислородом. При насыщении воды кислородом, в ней происходит развитие аэробных бактерий. Поэтому кроме озона, в воде должен быть другой дезинфектант, который имеет длительное действие и предотвращает их рост. Таким дезинфектантом выступает хлор, бром, ионы меди и серебра. 

     Озон оказывает антикоррозийное и антинакипевое действие. Озонирование воды предотвращает образование солей кальция и удаляет существующий меловой налет, снижает коррозию металлов на открытом воздухе, очищает и предотвращает образование жирного осадка на стенках бассейна. 

     Озонирование воды экономически выгодно. Правильно выбранная система озонирования воды оправдывает расходы по ее покупке уже через 1-2 года за счет экономии средств на химикаты и очистительные процедуры. Польза здоровью от озонирования не может быть измерена в денежном выражении. 

     Озон придает воде прозрачность и голубой оттенок. Важным преимуществом является также эстетическая полноценность бассейна с озонированной водой - прозрачной и голубой. Также можно с уверенностью сказать, что нам неизвестны какие-либо негативные последствия после плавания в воде, прошедшей озонирование. 

Существует два принципиальных параметра при использовании озонирования в плавательных бассейнах, которые необходимо учитывать при расчёте производительности оборудования:

  1. доза озона в воде должна обеспечивать дезинфекцию воды и удаление органики;

    2. концентрация растворённого озона в воде безопасна для пловцов, но несовместима с жизнедеятельностью бактерий и вирусов.

Доза озоновой обработки варьируется в различных нормативных документах в пределах от 0,4 до 1 мг озона/л и зависит от времени обработки и температуры воды. Концентрация остаточного озона на входе в чашу бассейна регламентируется в диапазонах от 0,05 -0,15 мг/л.

Практически по всем стандартам озонирование применяется как основной метод дезинфекции, при условии, что в бассейне система фильтрации обеспечит 4-х кратный водообмен за сутки.

Существует несколько видов схемных решений по применению озонирования в водоподготовке бассейна.

1. Озонирование бассейна с малой дозой обработки воды.
В таких системах применяются озонаторы с малой производительностью и низкой концентрацией озона в озононесущем газе. |
Схема водоподготовки выглядит следующим образом:

В данных системах для наработки озона чаще всего применяется озонаторы на основе ртутных УФ-ламп или слабые разрядные озонаторы. Обработке озоном подвергается вся вода, проходящая через контур фильтрации. Производительность системы подбирается исходя из производительности фильтрационных насосов и допустимой концентрации озона на выходе из подач в бассейне. В СанПине 2.1.2.1188-03 данная норма прописана и соответствует 0,1 мг/л.

То есть, на каждые 10 м3/ч производительности насосной группы, установка должна быть производительностью не более 1 г/час.

Но данной концентрации (0,1 мг/л) недостаточно чтобы обеспечить полную очистку воды за непродолжительное время жизни озона (период полураспада 15-30 мин), поэтому при таком схемном решении озонирование используется в качестве дополнения к реагентной обработке воды.

 

Подробнее в книге...