Одна из первых интересных работ, представленных на Конгрессе в Лас-Вегасе это работа большой группы французских ученых, была посвящена устранению ряда «прочных» очных» микрозагрязнителей, прошедших фильтрацию на активированном угле. Наряду с такой очисткой применялась параллельная обработка сточных вод с использованием двух отдельных очистных устройств в разных населенных пунктах, где работали различные АОР. Структура этого интересного эксперимента представлена в табл. 1.

Таблица 1 Характеристики эксперимента

Используемый активированный уголь (24,5 л. 2 метра высотой) был достаточно долго работающим. После 6 месяцев непрерывного круглосуточного применения он демонстрировал нормальную работоспособность. Операционные условия в применяемых АОР технологиях.

Таблица 2. Условия работы АОР систем

Авторы отмечают, что комбинация AOP O₃UV/H₂O₂ не применялась, хотя она весьма эффективна, из-за высокой стоимости. Сам озон может устранить 70% (уст. А) и 77% (уст. Б) избранных микрозагрязнителей (для исследования были выбраны 64 соединения, относящиеся к различным классам органики (4 вещества), антибиотики (10 веществ), лекарства (4 вещества). гербецирды-пестициды (6 веществ), фенолы (6) веществ). полициклические соединения (19 веществ), металлы (15 металлов). Добавление перекиси водорода к озону не увеличивает числа веществ, хорошо удаляемых озоном, но увеличивает число соединений. удаляемых озоном плохо.

Рис. 1. Число органических соединений в установках А и Б

Это интересные данные, но весьма стандартные среди других аналогичных работ Конгресса. Мы выделили эту работу по той причине, что здесь делается попытка оценить стоимостные характеристики АОР технологий. Исследователи определяли два вида стоимости капитальную (САРЕХ) и оперативную (ОРЕХ), причем на основе полученных данных рассчитывались стоимостные параметры для двух гипотетических установок, которые должны очищать воду в городах с населением в 200 и 60 тысяч человек. И здесь, как подчеркивают авторы, стоимости у различных технологий расходятся очень сильно. Из пяти рассмотренных технологий минимальная стоимость у технологии О_з или О_з/Н₂О₂, в то время, как максимальная стоимость относится к процессам, связанным с UV излучением. Технология с активированным углем (АУ) определяется мощностью очистного предприятия.

В качестве выводов авторы утверждают:
- добавление Н₂О₂ к О_з увеличивает устранение соединений, устойчивых к О_з до 50%;
- стоимость галлона (4,5 л) воды при добавлении озоновой очистки (и также АОР) составляет 2-20 центов.

Сколь многогранно применение озона в различных отраслях жизни, показывает американская работа по использованию озона для обработки воды, которой поливают поля для гольфа. Авторы сообщают, что среднее гольфовое поле требует 4000 м² воды в день, и качество этой воды должно быть достаточно высоким. Совершенно недопустимы примеси сульфидов (появляется неприятный запах) или железа е марганцем (возможен черный налет на траве). Желательно убрать также микроорганизмы и природные органические соединения активированным углем. Но озон, по мнению авторов, имеет здесь преимущество (нет необходимости в доставке реагентов и т. п.). В процессе работы использовались различные производительности по озону от 1 до 5 кг/час. Для питания озонаторов применялся жидкий кислород. Некоторое представление об эффективности озоновой обработки воды может дать таблица 3 и рис. 2.

Таблица 3. Устранение сульфидов в новой озонаторной системе

Рис. 2. Эффективность озоновой обработки воды


Работа группы японских исследователей сообщает о весьма важной прикладной тематике использовании озона для обеззараживании балластной воды в современных судах. Они подчеркивают, что проблема эта до настоящего времени не разрешена. Количество балластной воды, перевозимой современными судами по миру, приближается к 10 миллиардам (1) тонн, а потери, наносимые водной флоре и фауне в портах, где происходит слив и залив такой воды, может превышать 100 миллионов долларов. Задача обеззараживания такой воды осложняется двумя обстоятельствами: ее большим объемом и малым пространством (корабельный трюм), где эта вода находится. По мнению авторов, есть несколько способов решить эту задачу, если использовать следующие методы: ультрафиолет, электролиз и озонирование. Первый метод мало пригоден из-за плохой прозрачности воды и быстрого загрязнения окон UV лампи. Второй также мало применим из-за часто меняющегося состава воды, рН и температуры. Кроме того, здесь надо помнить об опасности взрыва от выделившегося при электролизе водорода. Остается озонирование, которое интересно еще и тем, что при озонировании морской воды происходит взаимодействие растворенного иона Вr^- с озоном и возникновение таких понных частиц. как BrO₃^-; BrO^-c соответствующими им кислотами. Эти кислоты сами могут деактивировать микроорганизмы и планктон, и, проводя исследования, авторы разделяют эти два пути дезинфекции воды (рис. 3).

Рис. 3. Эффект действия озона и оксокислот на разрушение микроорганизма A. SALINA

Авторы обращают внимание на очевидный синергетический эффект озона и оксокислот при дезинфекции. Они даже предлагают механизм такого воздействия, когда С^- и Вr^- входят в тело микроорганизма, дезактивируют его, а затем озон окончательно убивает.

В работе ведущих физико-химиков США дается весьма детальный разбор существующей ситуации в США, с предприятиями, использующими озон. Поскольку США ведущая промышленная держава мира, то тенденции развития здесь озоновой тематики представляют определенный интерес и для нас. Авторы сообщают, что за последние 40 лет (с 1972 по 2013 г.) наблюдается значительное увеличение числа предприятий, использующих озон. Прослеживается также возрастание применения озона в подготовке питьевой воды. В статье приводится очень большое количество различной информации, касающейся производства озона. Мы остановимся лишь на некоторых данных. Прежде, чем рассматривать информационные таблицы, приведем аргументацию, которую излагают в этой статье авторы при ответе на свой вопрос: «Какой смысл, какие причины существуют использовать озон в обработке воды?»

Ответ следующий:
1. Дезинфекция Giardi и вирусов
2. Контроль и устранение нежелательных запахов и цвета воды
3. Уменьшение хлорсодержащих промежуточных продуктов
4. Устранение таких нежелательных веществ, как сульфиды. железо и марганец
5. Усиление коагуляционных процессов
6. Усиление устранения общих органических загрязнений (ТОС)
7. Другие проблемы дезинфекции, в первую очередь устранение патогена Cryptosporidium.

Рис. 3. Эффект действия озона и оксокислот на разрушение микроорганизма A. SALINA

В таблице 4 приводится распределение различных направлений очистки на станциях, введенных в строй в различные временные периоды.

Таблица 4. Использование озона на различных станциях в США

* в «другие приложения» входит устранение сульфидов, железа, марганца, усиление коагуляции, дезинфекция Стyptosporidium.

Не совсем понятно, по какому принципу строилась эта таблица, но число 284 указывает на общее количество станций, работающих в настоящее время в США. Рассматриваются в этой работе и такие проблемы, как источники озонообразующего газа и устройства для смешения озона с водой.

За последние 15 лет только 5 новых станций обработки воды (СОВ) имеют систему питания, связанную с воздухом. Самая крупная СОВ, использующая воздух, имеет производительность 48 мегагаллон день и требует 500 кг/день. Переход к еще более высоким концентрациям 10 и даже 12 вес. % (технически это сейчас вполне возможно) предполагает переход к смесительным системам типа инжекторов. Об этом, в какой-то мере. свидетельствуют данные таблицы 5.

Таблица 5. Основные смесительные системы, используемые на СОВ в США

Если учесть, что в таблице приведены данные по строящимся станциям, то к 2023 г. в США должно быть 368 станций, то есть за период 2014-2023 г. будет введено в действие 10 станций, что соответствует примерно 3% росту.

Автор книги "Озон и другие экологически чистые окислители: Наука и технологии: сборник статей 34-й Всероссийской конференции"
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