ПОДГОТОВКА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
При применении озона для подготовки питьевой воды используются окислительные и дезинфицирующие свойства озона. Первоначально озон использовался только для обеззараживания, затем его стали применять для удаления запаха, цветности воды и примесей.
Обеззараживание - это удаление из воды бактерий, спор, микробов и вирусов (инактивация). До 98% бактерий задерживается в процессе очистки воды. Но среди оставшихся бактерий, а также среди вирусов могут находиться патогенные (болезнетворные) микробы, для уничтожения которых нужна специальная обработка воды. При полной очистке поверхностных вод обеззараживание необходимо всегда, при использовании подземных вод - только тогда, когда микробиологические свойства исходной воды этого требуют. Для профилактического обеззараживания и обработки воды в аварийных ситуациях сооружения обеззараживания необходимы на всех станциях подготовки хозяйственно-питьевых вод. Для обеззараживания используют в основном два метода - обработку воды сильными окислителями (например, озон при озонировании воды или соединения хлора, при хлорировании воды) и воздействие на воду ультрафиолетовыми лучами. Кроме названных можно необходимый эффект получить фильтрованием воды через ультрафильтры, обработкой ультразвуком, кипячением воды. Для очистки поверхностных вод почти исключительно применяют окислители - хлор, хлорсодержащие реагенты, озон; для обеззараживания подземных вод можно использовать бактерицидные установки для обеззараживания небольших порций воды - перманганат калия, перекись водорода. Надёжным средством уничтожения микробов является кипячение воды. Чем больше дезинфицирующего вещества введено, тем эффективнее его воздействие на бактерии. Для озона обнаруживается резкое бактерицидное действие при достижении критической дозы озона равной 0,4-0,5 мг озона в газе не литр обрабатываемой воды. ПРИЧЁМ, ПРИ ЭТОМ ПРОИСХОДИТ ПОЛНАЯ ИНАКТИВАЦИЯ ВОДЫ. Механизм воздействия окислителя состоит в разрушении бактерий путём инактивации бактериальных протеинов, то есть диффузией через мембрану клетки в цитоплазму с поражением жизненных центров. Если озон эффективно воздействует на бактерии, то хлор производит только выборочное отравление жизненных центров бактерий, причём довольно медленное из-за необходимости длительного времени для диффузии в цитоплазме. Кроме большой способности уничтожения бактерий озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист (плотные оболочки, образующиеся вокруг одноклеточных организмов, например, жгутиковых и корненожек, при их размножении, а также в неблагоприятных для них условиях) и многих других патогенных микробов, на которые ОН ДЕЙСТВУЕТ ПРИМЕРНО В 300 - 600 РАЗ СИЛЬНЕЕ. ЧЕМ ХЛОР.
ДЕЙСТВИЕ ОЗОНА НА ВИРУСЫ
Озон оказывает более активное действие на вирусы по сравнению с хлором. Это объясняется тем, что озон оказывает влияние на окислительно-восстановительную систему и на протоплазму клетки, а хлор разрушает только ферменты микробной клетки. Как известно, вирусы не имеют ферментных систем. Озонирование воды является эффективным методом обеззараживания в отношении энтеровирусов.
Обесцвечивание - это удаление из воды органических и химических веществ, окрашивающих воду. В зависимости от цветности исходной воды требуется большое или меньшее количество озона для обесцвечивания воды. В России для поверхностных вод средних и северных районов для доведения цветности воды до нормы обычно требуется доза озона 2,5 мг/л. Для южных районов, где исходная цветность воды значительно больше, требуется уже доза озона, равная 8 мг/л. Физический механизм воздействия озона при обесцвечивании воды заключается, во-первых, в разложении веществ до простейших - воды и углекислого газа, во-вторых, в коагуляции (объединении) веществ с дальнейшим выпадением их в осадок.
ЭФФЕКТИВНОЕ ОБЕСЦВЕЧИВАНИЕ ВОДЫ ОЗОНИРОВАНИЕМ ЯВЛЯЕТСЯ ОДНИМ ИЗ ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КРИТЕРИЕВ В ВЫБОРЕ ОЗОНА В КАЧЕСТВЕ ВОЗДЕЙСТВУЮЩЕГО РЕАГЕНТА ПРИ ПОДГОТОВКЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ.
УДАЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА И МАРГАНЦА.
В природных водах наиболее часто встречается железо в двух валентной форме, находящееся в растворенном состоянии. Марганец в природной воде обычно сопутствует железу. Оба этих вещества придают воде цветность и характерный привкус. Озон легко окисляет соли железа и марганца с образованием нерастворимых веществ, которые удаляются отстаиванием или фильтрацией.
Если железо и марганец содержатся в форме органических соединений или коллоидальных частиц (с размером 0,1 - 0,01 мкм), то обезжелезивание и деманганация воды обычными способами не удаётся. В этом случае необходимо предварительное окисление этих комплексных органических соединений, приводящее к их расщеплению, после чего становится возможным удаление железа и марганца одним из обычных методов. Окисляя комплексные соединения, озон преобразует растворимые соли и нерастворимые, поэтому необходимо последующее фильтрование воды для освобождения её от выпадающих осадков. Следует отметить, что хотя озонирование и не является наиболее экономичным методом обезжелезивания и деманганации, но применение озона с этими целями оправдано в двух случаях: во-первых, когда обычные способы удаления из воды железа и марганца не дают результатов или ведут к недостаточным результатам, во-вторых, когда необходимо одновременное устранение запахов, привкусов и цветности воды.
УСТРАНЕНИЕ ПРИВКУСОВ И ЗАПАХОВ ВОДЫ
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 даёт с некоторыми веществами сложные соединения, вызывающие появление весьма резких запахов.
