Одним из перспективных методов окисления железа является озонирование. Озон является одним из самых сильных окислителей, уничтожающих бактерии, споры и вирусы. По сравнению с хлором применение озона оказывается более эффективным для окисления детергентов, гербицидов, пестицидов, фенолов и для окисления других трудно окисляемых химических соединений.
Одновременно с обеззараживанием идут процессы окисления двухвалентных железа и марганца, обесцвечивание воды, а также ее дезодорация и улучшение органолептических свойств.
Озон получают из воздуха в специальных аппаратах — озонаторах. В озонаторе при прохождении электрического тока через разрядное пространство с воздухом происходит разряд коронного типа, в результате чего из кислорода воздуха образуется озон.
По стехиометрии можно определить дозу озона на окисление двухвалентного железа по следующему выражению:
Доз = 0,14 * [Fe2+], мг/л (12)
где [Fe2+] — концентрация двухвалентного железа в исходной воде, мг/л.
Доза озона зависит от цели, для которой используют озонирование воды. Для обеззараживания фильтрованной воды доза озона составляет 1-3 мг/л, для обработки подземных вод — 0,75 -1 мг/л. При введении озона для окисления железа, обесцвечивания воды с одновременным обеззараживанием доза может доходить до 4 мг/л.
Озоно-воздушную смесь из озонатора вводят в воду с помощью эжекторов или через сеть пористых труб, уложенных в камерах смешения.
Концентрация остаточного озона после камер смешения должна быть 0,1-0,3 мг/л. Продолжительность контакта озона с водой зависит от состава воды, концентрации озона в озоно-воздушной смеси, конструкции смесителя, температуры и в среднем составляет 5-20 минут, часто 5-12 минут.
Наша промышленность производит низкочастотные озонаторы, работающая на токе промышленной частоты, а также высокочастотные (0,4-10 кГц), которые более компактные и менее металлоемкие. Завод «Курганхиммаш» серийно выпускает озонаторы производительностью по озону от 0,25 до 10 кг/ч.
Необходимо отметить, что озон высокотоксичен и может поражать органы дыхания. Предельно-допустимая концентрация озона в воздухе рабочей зоны (ПДК р.з.) составляет 0,1 мг/м3. Для сравнения можно указать, что для хлора эта величина в 10 раз менее жесткая и равна 1 мг/м3.
Хотя метод озонирования имеет блестящие перспективы, однако оборудование пока достаточно дорогостоящее, а процесс характеризуется сравнительно большим расходом электроэнергии.
- Очистка воды от железа, марганца, сероводорода, в т.ч. их бактериальных и органических форм.
- Удаление токсичных примесей – нефтепродуктов,моющих средств, пестицидов, фенолов.
- Улучшение органолептических свойств воды – деструкция запахов, улучшение вкуса, снижение цветности.
- Обеззараживание при подготовке воды из источников, подверженных значительному риску микробиологического загрязнения (как правило, поверхностных).
- Финишное озонирование на линиях по производству бутилированной воды.
Преимущества озона перед химическими реагентами:
- Озон производится непосредственно на месте применения и не требует транспортировки, хранения и приготовления рабочих растворов