Введение

Утвержденная 3 марта 2009 г. концепция Городской целевой среднесрочной программы (на период 2010-2012 гг.) имеет главной целью гарантированное обеспечниежителей г. Москвы чистой питьевой водой. Подчеркивается, что вода должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении и обладать хорошими органолептическими свойствами.

Именно такое качество воды можно получить, если использовать для ее подготовки озон уникальный окислитель дезинфектант, во многих отношениях превосходящий аналогичные реагенты, используемые в настоящее время.

В зависимости от происхождения поступающей на очистку воды химия и технология очистки могут весьма отличаться. Основные закономерности этих процессов достаточно хорошо изучены, но изменчивость начальных условий заставляет подходить к созданию каждой схемы очистки во многом как к новой проблеме.

В настоящем обзоре мы постарались кратко остановиться на основных преимуществах процесса озонирования вод различного происхождения, не оставляя в стороне в некоторых случаях его ограничения.

Ведущий специалист г.Москвы по технологиям очистки воды С. В. Храменков отмечает, что в последнее время появилась опасность загрязнения воды относительно новыми загрязнителями органическими веществами, возникающими при производстве гормональных лекарственных и косметических препаратов. Сложным образом попадая в питьевую воду, такие загрязнители могут быть весьма неприятными в дальнейшем, способствуя появлению устойчивых штаммов микроорганизмов. Такая опасность действительно существует, и здесь особенно эффективен озон как один из наиболее мощных применяемых дезинфектантов.

Основные виды воды, сопутствующие им загрязнения, эффективность использования озона, некоторые специальные применения озона в этой области кратко будут рассмотрены в этом разделе.

Какова роль озона в проблемах водоподготовки в мире?

На ХХ Всемирном конгрессе по озону (Париж, 2011 г.), организованном Международной Ассоциацией по Озону (ІОА), был представлен обстоятельный доклад интернациональной группы исследователей ІОА по анализу рынка озонаторного оборудования. В определенном смысле эта работа является развитием идей С. Бега, представленных на аналогичном конгрессе в Страсбурге в 2005 г.. Можно кратко суммировать выводы авторов по состоянию дел с использованием озона для обработки питьевой воды и трендами в этой отрасли в различных странах следующим образом.

Франция, являющаяся в определенном смысле родоначальницей этого вида обработки воды, имеет в настоящее время более 700 озоновых установок для водоподготовки.

140 кг/ч озона). В «большом Париже» (столица с пригородами) в настоящее время для обработки питьевой воды расходуется 500 кг/ч озона.

В Германии полномасштабные озоновые установки для во доподготовки строились начиная с 1950 г. В настоящее время работает более 100 станций водоподготовки, где используется озон в основном для устранения органических загрязнений гуми новой природы, а также снижения запахов и улучшения вкусовых качеств воды.

Нидерланды используют озон в водоочистке весьма умерен но. Существует 6 больших станций по обработке поверхностной воды (доза озона колеблется в интервале 1,5-3,2 мг/л); цель обработки устранение органических микроэлементов и разрушение прочных гербицидов. Успешно работают также 3 станции по подготовке подземной воды. Причины такой сдержанности связаны в первую очередь с очень строгим соблюдением нор мы по присутствию в воде броматов. В качестве альтернативы используют UV/Н2О2-процесс.

В конце 2004 г. сотрудники Европейско-азиатский группы (European African Asian Australian Group, или EA3G) между народной Озоновой Ассоциации провели важное аналитическое исследование развития озонаторного рынка за период 1990- 2004 гг. в регионе EA3G (Европейско-азиатский регион). Целью исследования были такие вопросы, как мощность генераторов озона, различные области применения (табл. 6.1), локализация объектов по регионам мира и т. д. Таблица 6.1 дает определенное представление о различных областях применения озона.

Данные этой таблицы показывают, что обработка питьевой воды озоном по-прежнему остается основной областью применения озона. Хотя тенденция использовать озон в других областях промышленности и экологии также существует и играет все более заметную роль.

Относительный рост числа промышленных озонаторов по годам в EA3G-регионе представлен на рис. 6.1.

Как следует из этого рисунка, наблюдается значительное ускорение роста начиная с 1990 г. В этот период скорость ввода новых установок достигала 6% в год.

Таблица 6.1 Основные области применения озона в регионе ЕА3G

Рис. 6.1. Изменение процентного отношения суммарной производительности озонаторов с 1969 по 2004 г.

К сожалению, данные, на основании которых строился рис. 6.1, не являются достаточно полными. В них не учтены сведения по новым быстроразвивающимся рынкам Китай, Индия, Индонезия. Рассматривается лишь Япония. Не включены и данные по США, так как это другое подразделение ІОА.

В настоящее время в Японии функционирует 17 тысяч станций водоподготовки, обрабатывающих более 17 млн м³ воды. Крупными и средними станциями можно считать 2300 производств. Из них озон используют 11% наиболее крупных производств.

Бурная индустриализация Японии, начавшаяся в 1960 г.. привела к развитию озонных технологий. Первой здесь надо считать станцию Канзаки в префектуре Хиода (1973 г.).

В настоящее время озонаторные установки работают на более чем 50 станциях водоочистки, и основные направления использования озона это устранение неприятного запаха, цвета, снижение уровня тригалоидометанов (ТНМ). Эти станции функционируют весьма успешно, однако проблема использования озона в Японии осложняется тем обстоятельством, что, согласно существующему в этой стране экологическому законодательству, после озоновой обработки обязательно должен применяться блок фильтрации на активированном угле, что, конечно, удорожает весь процесс обработки воды.

В 2004 г. на обработку питьевой воды в Японии расходовалось около 800 кг/ч озона. Японские исследователи считают весьма перспективным применение озона для усиления фильтрации че- рез биофильтры (табл. 6.2), особенно зимой. Рассматриваются также вопросы с уменьшением расхода озона и соответственно удешевлением процесса за счет применения AOP's-технологии (03/Н2О2-процесс), причем оптимальным является соотношение 2,5-5 молей Н2О2/моль Оз. Установлен также такой существенный факт, что при температуре ниже 10°С броматионы не возникают даже при наличии значительной концентрации бромид-ионов, что существенно облегчает применение озоновых технологий к водам, содержащим бромидионы.

Первое использование озона для целей водоочистки в США относится к 1940 г. В дальнейшем центром применения озона для этой цели становится Калифорния, где в 1987 г. 96500 м³/сутки воды обрабатывалось озоном, причем впервые в США станция водоочистки использовала для производства озона собственную криогенную станцию по производству кислорода. Озон успешно использовался для инактивации таких патогенов, как легионелла и криптоспоридиум. Правда, для полноценной дезинфекции последнего патогена в холодное время оказывается слишком высоким.

Таблица 6,2 Основные направления использования озона в процессах очистки питьевой воды в Японии

В отличие от других регионов по США имеется достаточно хорошая база данных по озонаторным установкам благодаря обзорным работам Р. Райса и К. Томсона.

Рисунок 6.2 показывает рост производительности озонаторов и их количества. Начиная с 1988 г. наблюдается резкий рост рынка озонаторов (в среднем 20%).

Рисунок 6.3 представляет распределение основных направлений обработки воды озоном на очистительных станциях В США.

В докладе сообщается, что нельзя считать озоновый рынок в США насыщенным. Планируется ввод новых станций водоподготовки с использованием озона, особенно в штате Техас. Отмечается также, что для устранения такого резистентного патогена, как криптоспоридиум, необходимо использовать AOP's- технологию.

Некоторые данные о развивающихся азиатских рынках

Как сообщалось в докладе, не существует данных по использованию озона на таких быстро развивающихся рынках, как Китай, Тайвань, Корея, Индия, Индонезия. Нам не удалось обнаружить каких-либо обзорных материалов по этим странам, что весьма огорчительно, так как сопоставление этих стран с Россией представляется очень интересным.

Рис. 6.2. Рост производительности озонового обору дования и его рынка в США с 1980 по 2012 г.: треугольники производительность установок свыше 1000 фунтов/сут, квадраты число заводов; кружки модернизированные установки; ромбы общая производительность по воде

Рис. 6.3. Использование озона в большинстве стан ций очистки воды начиная с 1990 г. (больше 1000 фунтов/сут). ТОС общий органическти углерод. Т&О вкус и запах, ТМН тригалоидометаны, SWTR обработ ка воды поверхностных не точников, предварительное озонирование, устранение окраски воды. Crypto крипто споридиум

Китай:
- общее количество произведенного озона > 1100 кг/ч.

Тайвань:
общее количество производимого озона 800 кг/ч.

Корея:
общее количество производимого озона 1000 кг/ч.

Россия.
В последние годы в некоторых крупных городах России созданы мощные станции водоподготовки, использующие озон. Так, в г. Москве в настоящее время успешно работает Рублевская станция 75 кг/ч озона, Юго-Западная станция 36 кг/ч озона и Западная станция 36 кг/ч озона на отечественном оборудовании фирмы.

Станция производительностью по воде 400 тыс. м³/сут (42 кг/ч озона) работает на водопроводной станции в Санкт-Петербурге.

Рис. 6.4. Предполагаемое развитие озонового рынка на период 2007-2016 гг.

Автор книги "Теория и практика получения и применения озона"
В.В. Лунин, Самойлович, В.Г., С.Н. Ткаченко, И.С. Ткаченко

По вопросам и предложениям свяжитесь с нами любым удобным способом

Телефон: 8 (800) 775-28-45
E-mail: info@ozonbox.pro
Соцсети: Вконтакте | Rutube