Озон - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
Преимущества
- - Озон имеет более высокую эффективность, чем хлор, хлорамин и диоксид хлора с точки зрения инактивации вирусов Cryptosporidium и Giardia - Озон позволяет окислять железо, марганец и сульфиды. - В некоторых случаях озон позволяет повысить эффективность осветления воды и удаления мутности - Озон позволяет контролировать цветность, привкусы и запахи - Являясь одним из наиболее сильных дезинфектантов, озон требует очень короткого времени контакта - В присутствии бромида не образуются галогенсодержащие побочные продукты дезинфекции - При разложении, единственным остаточным веществом является растворенный кислород - Биоцидная активность озона не зависит от уровня рН
Недостатки
- - Образование побочных продуктов, в частности броматов и бромозамещенных ароматические углеводородов в присутствии бромида, а также альдегидов, кетонов и т. д. - Высокая строительная стоимость озонаторного оборудования - Генерация озона требует значительных затрат энергии и должна производится на месте - Озон обладает высокой коррозионной активностью и токсичностью - Для удаления ассимилируемого органического углерода, а также биоразлагаемых побочных продуктов дезинфекции, требуется применение биологически активных фильтров - При высоких значениях рН и температуры, озон подвержен быстрому разложению - Озон не обладает пролонгированным действием - Применение озонирования требует высококвалифицированного обслуживания и эксплуатации
Озон
Параметры |
Описание |
Генерация |
По причине нестабильности озон должен производиться на месте применения. Озон может быть произведен из воздуха или из кислорода высокой очистки. Исходный газ должен быть сухим и чистым и иметь максимальную току росы -60С. Генератор озона потребляет электроэнергию от 8 до 17 кВт-ч/кг О3. Генерация на месте сохраняет складские пространства |
Основные цели применения |
Первоочередными целями применения озона являются первичная дезинфекция и химическое окисление. В качестве окислителя, озон может использоваться для увеличения биоразлагаемости органических соединений, удаляет привкусы и запахи и снижает уровень образования побочных продуктов дезинфекции хлором. Озон не может применяться для вторичной дезинфекции, поскольку имеет высокую реакционную активность и не сохраняет остаточную концентрацию необходимо продолжительное время в распределительной сети |
Эффективность инактивации |
Озон является одним из наиболее сильных гермицидов, используемых при водоподготовке. Он эффективен в отношении бактерий, вирусов и цист простейших. Эффективность инактивации бактерий и вирусов озоном не зависит от уровня рН, находящегося в пределах 6-9. При повышении температуры воды, дезинфицирующая эффективность озона увеличивается. |
Образование побочных продуктов |
Сам озон не вызывает образования галогенсодержащих побочных продуктов; однако в присутствии ионов бромида в исходной воде или при использовании хлора в качестве вторичного дезинфектанта, возможно образование галогеносодержащих побочных продуктов, включая ион бромата. Побочные продукты озонирования включают органические кислоты и альдегиды. |
Ограничения |
Генерация озона является относительно комплексным процессом. Хранение сжиженного кислорода (если кислород применяется в качестве исходного газа) является объектом Строительного и Пожарного Кодексов. |
Точки ввода |
Для первичной дезинфекции озон должен вводится до биофильтрации/фильтрации и после отстаивания. Для окисления, озон может вводиться перед коагуляцией/отстаиванием или фильтрацией в зависимости от характера веществ, требующих окисления. |
Меры безопасности |
Озон является токсичным газом и сооружения производства и применения озона должны проектироваться с учетом обеспечения безопасности персонала. Контроль содержания озона должен осуществляться непрерывно |
Перманганат калия
Преимущества
Перманганат калия позволяет окислять железо и марганец
Окисляет привкусо - и запахообразующие соединения
Легко транспортируется, хранится и легок в эксплуатации
Полезен для регуляции ТГМ и прочих побочных продуктов
Позволяет регулировать нежелательные микроорганизмы
Имеет небольшое влияние на технологические процессы
Проверенно эффективен в инактивации некоторых вирусов
Недостатки
Необходимо продолжительное время контакта
Имеет тенденцию придавать воде розовый оттенок
Токсичен и вызывает раздражение кожи слизистых оболочек
Не образует побочных продуктов, если перед применением подготавливается раствор, однако эти темные пурпурные/черные кристаллы могут вызвать серьезные повреждения глаз, раздражения кожи и дыхательных путей и могут привести к фатальному исходу при попадании внутрь перорально. Передозировка опасна и может вызвать такие проблемы, как химическая желтуха и падение кровяного давления.
Перманганат калия
Параметры |
Описание |
Генерация |
Продукт поставляется в сухом виде в ведрах, бочках или навалом. Приготовление раствора на месте требует использования химического смешения и соответствующего оборудования. |
Основные цели применения |
Позволяет регулировать привкусы и запахи, удалять цветность, регулировать биологический рост, позволяет удалять железо и марганец. |
Эффективность инактивации |
Не является эффективным дезинфектантом. Может служить в качестве альтернативы хлору или другим дезинфектантам когда необходимо химическое окисление. |
Образование побочных продуктов |
Нет литературных данных относительно образования побочных продуктов в результате использования непосредственно перманганата калия. Предварительная обработка перманганатом в сочетании с вторичным хлорированием вызывает снижение концентрации побочных продуктов которые могут образоваться при традиционном прехлорировании. |
Ограничения |
Не является эффективным дезинфектнатом. Основное применение - предварительная обработка для снижения дозы хлора и образования побочных продуктов. |
Точки ввода |
При обычной технологической схеме: ввод в исходную воду, в смеситель одновременно с коагулянтом, в осветлители перед фильтрами. При прямой фильтрации: в исходную воду. Во всех случаях перманганат может вводиться в воду до фильтров. |
Примечания |
Следует предотвращать передозировку. Больше исследований следует произвести для определения свойств дезинфекции и побочных продуктов окисления |
Хлорамины
Преимущества
Хлорамины не вступают в реакцию с органикой с образованием побочных продуктов, как это происходит со свободным хлором
Растворенный монохлорамин более стабилен и имеет более продолжительное действие, чем свободный хлор или диоксид хлора, обеспечивая тем самым лучшую защиту от повторного бактериального роста в системах с большими резервуарами и тупиковыми зонами. Однако излишек аммиака в распределительной системе может вызывать образование биопленки.
Поскольку хлорамины не имеют тенденции к вступлению в реакцию с органическими соединениями, во многих системах меньше случаев присутствия привкусов и запахов при использовании хлораминов
Стоимость хлораминов невысока
Хлорамины легки в производстве
Недостатки
Дезинфекционные свойства хлораминов не так сильны как у прочих дезинфектантов, таких как хлор, озон и диоксид хлора
Хлорамины не позволяют окислять железо, марганец и сульфиды
При использовании хлорамина в качестве вторичного дезинфектанта, может появляться необходимость в периодическом преобразовании в свободный хлор для контроля биопленки в распределительной сети
Излишки аммиака в распределительной системе могут привести проблеме нитрификации, особенно в тупиковых зонах и прочих местах с низкой концентрацией остаточного дезинфектанта
Параметры |
Описание |
Генерация |
Хлорамины производятся при последовательном вводе хлора (хлорноватистой кислоты) и аммиака в соотношении Cl2 и NH3 от 3:1 до 5:1. Хлор и аммиак могут вводиться в любой последовательности. Хлор обычно вводится первым чтобы обеспечить первичную дезинфекцию и после 10-30 минут вводится аммиак для предотвращения дальнейшего образования побочных продуктов. Наиболее распространенные введения хлора включают газообразный хлор используя системы разбавления с водой или прямое введение раствора гипохлорита (обычно 12%) Наиболее распространенные сооружения введения аммиака включают безводный ввод аммиака напрямую или с помощью систем разбавления с водой или прямого ввода водного раствора аммиака (обычно 20%) |
Основные цели применения |
Монохлорамин в первую очередь используется в качестве вторичного дезинфектанта для обеспечения остаточной концентрации в распределительной системе. Он используется в тех случаях когда потенциал образования побочных продуктов в воде высок настолько, что при применении в качестве вторичного дезинфектанта свободного хлора уровень образования побочных продуктов в распределительной системе будет высок. Обнаружено, что монохлорамин более эффективен чем свободный хлор в регуляции образования биопленки и колиформных бактерий в системах с продолжительны пребыванием из-за меньшей скорости разложения хлорамина. Монохлорамин имеет меньшую тенденцию к вступлению в реакцию с органическими соединениями и следовательно приводит к меньшему образованию привкусо - и запахообразующих соединений. |
Эффективность инактивации |
При рН на уровне 7 и ниже, свободный хлор в 200, 200, 50 и 2,5 раза более эффективен в инактивации соответственно бактерий, вирусов, спор и цист по сравнению с монохлорамином. |
Образование побочных продуктов |
Монохлорамин в значительной мере снижает образование побочных продуктов, но в некоторой степени все же приводит к их образованию. |
Ограничения |
Монохлорамин значительно используется в качестве вторичного дезинфектанта для обеспечения остаточного в распределительной системе по причине низкой скорости разложения чем свободный хлор и меньшей тенденцией к образованию ППД. С осторожностью следует использовать монохлорамин в распределительной системе, где водный источник, использующий остаточный свободный хлор также используется. Высокое соотношение Cl2 и N может произойти в тех случаях когда используются различные остаточные реагенты, приводя к возможному образованию привкусов и запахов, вызываемых дихлорамином и треххлористым азотом. В некоторых случаях остаточный может быть полностью удален реакцией точки разрыва. |
Точки ввода |
Монохлорамин обычно производится введением аммиака в хлорированную воду. Аммиак обычно вводится перед подачей в распределительную сеть. В некоторых случаях, аммиак вводится перед clearwell для минимизации образования ППД остаточным свободным хлором. |
Примечания |
Нитрификация и образование бактериального роста может произойти, когда Cl2 и N соотношение слишком низкое и условия благоприятны для роста нитрифицирующих бактерий. Было обнаружено, что минимальный остаточный монохлорамин в 2,0 мг/л эффективен для контроля нитрификации в большинстве систем. |
Пероксон (озон/перекись водорода)
Преимущества
Окисление более активное и более быстрое по сравнению с молекулярным озоном
Эффективен в окислении трудноудалимой органики, такой как привкусо - и запахообразующие соединения
Показано, что процесс пероксон эффективен в окислении галогенсодержащих органических соединений
Тенденция трансформации соединений органического углерода в более биоразлагаемую форму может быть увеличена при введении перекиси водорода
Насосы, используемые для подачи перекиси не очень большие поэтому требования к пространству не значительны
Параметры |
Описание |
Генерация |
По причине нестабильности озон должен производиться на месте использования. Перекись водорода приобретается у поставщиков реагентов. Перекись водорода может храниться на месте, однако имеет тенденцию к ухудшению при хранении. |
Основные цели применения |
Первичное использование включает химическое окисление. В качестве окислительного агента, пероксон может использоваться для удаления синтетических органических загрязнений и увеличивать биоразлагаемость органических соединений. Пероксон является эффективным дезинфектантом, однако его СТ не может быть установлено. Он очень реактивен и не оставляет достаточной концентрации для определения СТ. Пероксон может быть сложен в использовании по причине невозможности определения остаточной концентрации озона. |
Эффективность инактивации |
Пероксон является одним из самых сильных и эффективных гермицидов, используемых при водоподготовке. Он чуть более эффективен чем озон в инактивации бактерий, вирусов и цист простейших. |
Образование побочных продуктов |
Сам пероксон не приводит к образованию галогенсодержащих побочных продуктов; однако в присутствии бромида или если хлор вводится в качестве вторичного дезинфектанта, галогенсодержащие побочные продукты, включая бромат, могут быть сформированы. Другие побочные продукты включают органические кислоты и альдегиды. |
Ограничения |
В идеальных условиях озон должен использоваться в качестве первичного дезинфектанта перед процессом пероксоном. |
Точки ввода |
Для дезинфекции процесс пероксон осуществляется после озонирования. Контакт с озоном должен предшествовать введению перекиси водорода. Для окисления пероксон может предшествовать коагуляции/отстаиванию или фильтрации в зависимости от того какие соединения требуется окислить. |
Примечания |
Производство озона является достаточно сложным процессом. Хранение сжиженного кислорода для производства озона является объектом строительного и пожарного Кодексов. Озон является высокотоксичным газом и сооружения производства и применения озона должны подвергаться мониторингу на предмет обнаружения озона в окружающей атмосфере. Перекись водорода - это опасный для здоровья реагент, требующий вторичной защиты для сооружений хранения. |
Недостатки
Перекись является сильным окислителем и контакт с ней опасен
Перекись может храниться на месте, но ее качество снижается даже при правильном хранении
Пероксон является процессом дезинфекции при котором не обеспечивается измеряемый остаточный уровень дезинфектанта. Поэтому невозможно определить СТ, как это делается для прочих дезинфектантов
Способность данного процесса к окислению железа и марганца ниже чем у чистого озонирования
Пероксон (озон/перекись водорода)
Похожие статьи
-
Хлор - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
Преимущества - окисляет растворенные железо, марганец и сульфиды - улучшает удаление цветности - улучшает привкус и запах - может улучшить коагуляцию и...
-
Физико-химические способы обеззараживания - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
Существует большое количество реагентов, позволяющих осуществлять дезинфекцию с той или иной степенью эффективности. Наиболее распространены следующие:...
-
Результаты испытаний использования диоксида хлора для дезинфекции воды р. Москвы, проведенные в 1999 г., показали, что: Диоксид хлора обладает близким...
-
Введение - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
Безопасность питьевой воды, подаваемой потребителю, является одной из основных проблем, стоящих перед водопроводным хозяйством. Данная проблема касается...
-
Перспектива развития хлорных хозяйств. - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
В соответствии с программой, одобренной Госгортехнадзором, в 2001 - 2002 гг. намечено реализовать комплексный проект реконструкции хлорного хозяйства...
-
Хлорные хозяйства водопроводных станций постоянно контролируются федеральной службой технического надзора (Госгортехнадзором России, а именно, его...
-
Алгоритм выбора способа дезинфекции - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
При проведении оценки существующего положения в отношении дезинфекции, следует провести подготовку по следующему алгоритму: Усовершенствование процесса в...
-
Положение на московских водопроводных станциях - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
На водопроводных станциях г. Москвы применяется двухстадийное хлорирование. При хлорировании в две стадии хлор сначала дозируется перед смесителями...
-
Для ведения процессов обеззараживания воды, на всех водопроводных станциях построены и эксплуатируются хлорные хозяйства. Впервые хлор для...
-
УФ-излучение, Ультрафильтрация - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
Обработка ультрафиолетовым облучением с длиной волны в 253,7 нм, которое воздействует на уровне органических молекул (нуклепротеинов) и обеспечивает (в...
-
Состояние источников водоснабжения Московский регион имеет густую, разветвленную гидрографическую сеть, состоящую из больших и малых рек, общее число...
-
Актуальность проблемы Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания специалистов и экологов всего мира. И это не случайно, так...
-
Тысячелетиями считалось, что сельское хозяйство является другом природы. Оно ближе к природе по своей сущности, широко использует силы природы...
-
Основные законы экологии - Особенности современного состояния экологии как науки
Одним из главных достижений экологии стало открытие, что развиваются не только организмы и виды, но и экосистемы. Последовательность сообществ, сменяющих...
-
Современное состояние природной среды Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфере связаны и сопровождаются круговоротом...
-
Фотохимический туман (смог) - Современные экологические проблемы и возможные пути их решения
Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных...
-
Причины ослабления озонового щита. - Современные экологические проблемы РФ
Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает...
-
Заключение - Экологические проблемы современного мира
В заключении можно сказать, что восстановление здоровой окружающей среды связано с коренными политическими, экономическими, социологическими...
-
О зарождении в России движения "organic", об успехах распространения самой экологичной на сегодняшний день культуры питания, а также о том, как...
-
Состояние окружающей среды и здоровье человека - Проблемы экологии биосферы
В настоящее время значительная часть болезней человека связаны с ухудшением экологической обстановки в нашей среде обитания: загрязнениями атмосферы,...
-
Современное состояние биосферы. Взаимодействие человека и природы - Проблемы экологии биосферы
Биосфера - это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном...
-
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ БИОСФЕРЫ - Состояние окружающей среды
Хозяйственная деятельность человека, приобретая все более глобальный характер, начинает оказывать весьма ощутимое влияние на процессы, происходящие в...
-
Основные методы обеззараживания воды в России - Проблемы качества питьевой воды в России
В настоящее время, по данным Минпромэнерго, неочищенных стоков сбрасывается в водоемы 4081 млн. кубометров в год. Да и там, где применяют системы...
-
Основные особенности экологических проблем России - Современные экологические проблемы РФ
Охарактеризуем основные кризисные направления развития экологической ситуации в России. Хозяйственная деятельность человека. Человечество является частью...
-
Некоторые фермеры за рубежом, где не было коллективизации, никогда не применяли сельскохозяйственную химию, хозяйствую "по старинке". А более массовый...
-
Местоположение и функции озонового слоя. - Современные экологические проблемы РФ
В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из...
-
Вся правда об органических продуктах - Проблемы экологичного питания в современном мире
Так называемые "органические продукты" (это название - калька с английского словосочетания Organic Products; вообще же, в разных странах их называют...
-
Сохранение видового разнообразия животных и среды их естественного обитания в условиях нарастающих процессов трансформации наземных и водных экосистем...
-
Современная экологическая обстановка в России. Состояние экологической обстановки в г. Магнитогорске и здоровье детей Сегодня важно сознавать неразрывную...
-
Забота людей о безопасности продовольственных товаров вполне обоснованна. Оставим в стороне частые случаи продажи продуктов "второй свежести" или овощей...
-
С начала 20 века ученые наблюдают за состоянием озонового слоя атмосферы. Сейчас уже все понимают, что стратосферный озон является своего рода...
-
Современные традиции развития энергетики - Энергия - проблема роста и потребления
В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех...
-
С позиции самоорганизации в развитии открытых неравновесных систем выделяется плавный (эволюционный) этап, на протяжении которого не происходит серьезных...
-
Порождающей средой для ЭНПО, специализирующихся на экологическом образовании, являются школы, высшие учебные заведения, биологические кружки Дворца...
-
Информационной деятельностью в той или иной форме занимаются многие экологические группы, особенно те, которые ориентированы на публичную политику и...
-
Основы учения о биосфере Определение понятия "биосфера" Биосфера (греч. bios - жизнь, sphaira - шар, сфера) - сложная наружная оболочка Земли, населенная...
-
Оценка экономического ущерба от загрязнения водоемов Туапсинский район расположен на юге России, он имеет уникальное географическое положение. Через...
-
Изучение проблемы озонового слоя. - Современные экологические проблемы РФ
В изучении проблемы озонового слоя наука оказалась удивительно недальновидной. Еще с 1975 г. содержание стратосферного озона над Антарктидой в весенние...
-
Пути выхода из экологического кризиса - Экологические проблемы современного мира
Выход из глобального экологического кризиса - важнейшая научная и практическая проблема современности. Над ее решением работают тысячи ученых, политиков,...
-
Экологически безопасное качество сельскохозяйственной деятельности Загрязнение окружающей среды сельским хозяйством происходит в результате 1....
Озон - Современное состояние проблемы обеззараживания воды