В останні десятиліття людство зіткнулося з воістину глобальними проблемами забруднення навколишнього середовища. Тому доводиться вкладати кошти у все більш досконалі з точки зору екології технології, так як за ними майбутнє і вони є джерелом нових робочих місць, нових напрямків і галузей промисловості. Безперечними перевагами озонових технологій є висока ефективність застосування, низька вартість витрат на впровадження і обслуговування установок і екологічна безпека. Для генерації озону необхідні тільки повітря або кисень і електроенергія. При застосуванні озонових технологій відпадає необхідність транспортування і зберігання реагентів з дотриманням строгих заходів безопасності.Особенно затребувані сьогодні озону технології по очищенню повітря, води і різних стоків, які отримують все більше широ ко е застосування у виробництві, сільському господарстві і побуті.
Хімічне очищення повітря робочої зони промислових підприємств від ароматичних вуглеводнів (фенол, формальдегід, ксилол, толуол, ацетон, аміни і ін.) Є складною і дорогою завданням. За даними Американського агентства охорони навколишнього середовища, робота при забрудненні повітря робочої зони фенолом і формальдегідом навіть на рівні 1-2 ГДК підвищує ризик онкологічних захворювань кровотворних органів і легких на 40-60%. Запахи є причиною стресу, що впливає на нервову й імунну системи організму, що не менш небезпечне, ніж отруєння хімічними речовинами. Озон має характерний специфічний запах при досить високих концентраціях, набагато перевищують ГДК, однак при цьому він не заглушає інших запахів, а розкладає і усуває їх джерела. Атомарний кисень, що утворюється при розпаді озону, моментально окисляє різні пахнуть матеріали. Уже при дуже незначній концентрації озону (приблизно 0,005-0,01 мг / м3) повітря в сховище відчувається приємним і свіжим, а неприємні запахи слабшають. Озонування забезпечує загальну дезінфекціюі дозволяє усунути неприємні запахи, які виходять від пакувального матеріалу; в результаті продуктам повертається їх природний звичний аромат. Тому широко застосовується оригінальний і дешевий проект дезодорації та дезінфекції повітря разом із побутовими відходами житлових багатоповерхових будинків за допомогою озону. Безпека системи забезпечується за рахунок використання озоногенератори з обмеженою рівнем ГДК концентрацією озону на виході пристрою. Добре показали себе в експлуатації озонатори «ОЗОН ОВ-1», «ОЗОН ОВ-2», «ОЗОН ОВ-3» виробництва Харківського інституту озонотерапії і медобладнання.
Озонування з метою очищення повітря від забруднень можна проводити двома способами: сухим, коли повітря збагачується озоном, що отримуються за допомогою вбудованих в систему припливної вентиляції генераторів озону, і вологим, коли повітря обробляється озонованою водою в камері зрошення кондиціонера або скрубера.
Сухого бруду концентрація озону обмежується значенням ГДК, оскільки очищення відбувається в присутності людей. Сухий метод застосовують в основному для очищення не сильно забрудненого повітря (концентрація забруднюючих речовин 1-10 ГДК). Найбільш ефективно відбувається очищення від легко трансформуються речовин, що відносяться до ненасичених сполук (олефіни і циклоолефинов, дієни), а також від терпенів, фенолів, стиролу, сірчистих сполук, амінів, нафталіну, формальдегіду, ацетону, толуолу, бенз (а) пірену, бензолу , метану і ін.). Озонування пригнічує також і неприємні запахи (сірководень, аміак, меркаптани, сульфати, крезол, аміни та ін.). Процес відбувається при малих дозах озону і швидко. Ефективність очищення від забруднюючих речовин і неприємних запахів досягає 90%.
Озонування можна використовувати на різних хімічних підприємствах з переробки фенопластов, шаруватих пластиків, азбестових фрикційних виробів, підприємствах по виробництву анілінових барвників, лаків і фарб, на автомобільних і машинобудівних заводах, де забруднення в робочій зоні знаходиться на рівні 1,5-15 ГДК.
Оригінальна система озонування повітря була впроваджена на ВАТ «Камкабель» (г. Пермь), що виробляє емальлакі. Ефективність очищення повітря робочої зони склала 90-95%. На ВАТ «Московський експериментальний завод деревостружкових плит і деталей» (сел. Подрезково Московської області) в цеху виробництва ДСП ефективність очищення повітря від парів формальдегіду склала 85-90%.
Традиційно на текстильних підприємствах існує проблема підвищеної захворюваності робітників, причому гострі респіраторні захворювання - грип, ангіна - досягають в структурі загальної захворюваності 60%. Причиною є висока мікробіологічна забрудненість повітря в основних цехах текстильних підприємств. Інфікування повітря сприяє бактеріальна забрудненість сировини, що переробляється, експлуатація систем вентиляції та кондиціонування повітря в режимах із замкнутим циклом (рециркуляцією повітря), велике скупчення людей. Самі кондиціонери також є джерелом зараження людей швидкоплинної формою пневмонії, оскільки в кондиціонері створюються сприятливі умови для розмноження мікробів.
Озонування здійснює бактерицидну очищення повітря від вірусів і бактерій (легионелла, кишкова паличка, паличка мишачого тифу, мікобактерія прокази, золотистий стафілокок, синьогнійна паличка, тифозна паличка, туберкульозна паличка, стрептококи групи Б, гонококи, аденовіруси, іріновіруси, віруси грипу), спор грибів і цвілі з ефективністю 90-100%.
Озоноване повітря сприяє іммунностімуляціі організму, активність лізоциму зростає на 30-40%, бактерицидна здатність шкіри збільшується на 30%, на 20-30% зменшується захворюваність на гострі респіраторні захворювання, грип, ангіну, пневмонію, туберкульоз і ін. В 3-5 разів знижується захворюваність, пов'язана з гіпертонічною хворобою, на 10-20% зменшується захворюваність на ішемічну хворобу серця. Дослідження проведені ВНДІ охорони праці (г.Іваново), Іванівській державною медичною академією та Іванівської текстильної академією. Технологія впроваджена в прядильно цеху Іванівського камвольного комбінату.
Очищення газів, що відходять
Повітряні викиди містять майже завжди окис азоту і сірки, сірководень, летючу органіку. У ряді випадків спостерігаються викиди фтору, окису ванадію і синильної кислоти. Пропускання відходять газовчерез спеціальні розчини, насичені озоном, значно підвищує ефективність очищення.
Очищення озоном питної води і різних стоків
Підготовка питної води
Застосування озону для підготовки питної води відноситься до найбільш раннім етапам використання окислювальних і дезінфікуючих властивостей озону. Спочатку озон використовувався тільки для знезараження, потім його стали застосовувати для видалення запаху, зміни кольоровості води і усунення домішок.
Знезараження - видалення з води бактерій, спор, мікробів і вірусів (інактивація) .І тому зазвичай в воду вводять дезінфікуючий речовина. Доза дезинфікуючого речовини варіюється в залежності від вмісту у воді органічних речовин, від температури води і від часу активної реакції води з дезинфікуючим веществом.Прі використанні хлору, чим більше дозування, тим менша кількість бактерій виживає, але при цьому з'являються ще й небажані побічні ефекти. Із застосуванням озону бактерицидну дію починається при досягненні певної критичної дози, рівної 0,4-0,5 мг на літр оброблюваної води. Причому відбувається практично повна інактивація (дезінфекція) води.
Механізм дії озону полягає в руйнуванні бактеріальних протеїнів і здійснюється за допомогою дифузії озону через мембрану клітини в цитоплазму з подальшим ураженням життєвих центрів. Дія відбувається швидко - за умови підтримки потрібної концентрації його у воді. Якщо озон ефективно впливає практично на всі бактерії, то хлор виробляє тільки вибіркове отруєння життєвих центрів бактерій, причому досить повільне через малій швидкості дифузії в цитоплазмі. Час необхідний для зниження концентрації бактерій до допустимої величини називається часом інактивації (дезінфекції). Для хлору час інактивації становить 30 хв. при вмісті хлору в воді в межах 0,05-0,2 мг / л. Для озону цей час становить 12 хв. при утриманні озону в воді 0,1-0,3 мг / л. У Франції для інактивації води прийнято час, що дорівнює 4 хв., При концентрації 0,4 мг / л.
Знебарвлення - видалення з води органічних і хімічних речовин, що забарвлюють воду.
Залежно від кольоровості вихідної води потрібна більша або менша кількість озону для знебарвлення води. У середніх і північних районах Росії для доведення кольоровості поверхневих вод до норми при 20 ° C зазвичай потрібно доза озону 2,5 мг / л. Для південних районів Росії і на Україні, де вихідна кольоровість води значно більше, потрібно доза озону, що дорівнює 8 мг / л. Фізичний механізм впливу озону при знебарвленні води полягає в розкладанні речовин до найпростіших сполук типу Н2О і СО2 і в коагуляції (об'єднанні) речовин з подальшим випаданням їх в осад. Висока ефективність знебарвлення води озонуванням є одним з визначальних критеріїв при виборі озону для підготовки питної води.
Видалення заліза та марганцю. У природних водах найбільш часто зустрічається залізо в двухвалентной формі, що знаходиться в розчиненому стані. Марганець в природній воді зазвичай супроводжує залозу. Обидва цих речовини надають воді кольоровість і характерний присмак. Озон легко окисляє солі заліза і марганцю з утворенням нерозчинних речовин, які потім можуть бути видалені механічно. Якщо залізо і марганець містяться у формі органічних сполук або колоїдних частинок (з розмірами 0,1-0,01 мкм), то знезалізнення і деманганация води традіціонниміспособамі неефективні. В цьому випадку необхідно попереднє окислення озоном комплексних органічних сполук, що приводить до їх розщеплення, після чого стає можливим видалення заліза і марганцю одним зі звичайних методів. Окислюючи комплексні сполуки, озон перетворює розчинні солі в нерозчинні, які згодом легко видаляються.
Усунення присмаків і запахів води. Неприємні присмаки і запахи в водах викликаються присутністю сполук мінерального і органічного походження, що знаходяться в розчиненому або колоїдному стані.
Ці присмаки за своїм походженням можуть бути:
- мінерального походження, що викликаються присутністю заліза, марганцю, сірководню та загальної підвищеної мінералізацією;
- природного органічного походження - гумінові кислоти, органічні речовини, що надходять зі стоками, водорості і найчастіше планктон;
- міського походження - продукти розпаду органічних речовин в міських смітниках;
- промислового походження - різні хімічні стоки, миючі засоби, вуглеводні, гудрон і разлічниесмоли;
- сільськогосподарського походження - пестициди, гербіциди, мінеральні добрива.
Озон окисляє названі сполуки, приводячи до їх розщеплення, що супроводжується зникненням присмаків і запахів. Таким чином, відбувається нейтралізація речовин шляхом свого роду «холодного спалювання». Завдяки більш високою окисної здатності озон в змозі діяти на з'єднання, що не подвергаютсявоздействію інших хімічних реагентів. Добре себе зарекомендували універсальні озонаторного установки, виготовлені Інститутом озонотерапії і медобладнання, г. Харьков. Озонування практично не створює додаткових або заміщають з'єднань, тоді як хлор утворює з деякими речовинами складні сполуки, що викликають появу вельми різких запахів. Наприклад, при обробці хлором води, що містить домішки фенолів, утворюється хлорфенол, що є канцерогеном і має вельми неприємні присмак і запах. Після обробки води озоном, вона насичується киснем, що призводить до ефекту джерельної води, вода стає свіжою, чистою, корисною і приємною на смак.
Підготовка води для розведення риби
Озонная технологія з вирощування риби використовується:
- для підготовки води (знешкодження, знезараження) при вирощуванні різних гідробіонтів з метою підвищення їх життєздатності і відтворювальних показників;
-для профілактики і лікування риб при ураженні їх паразитичними найпростішими;
-для очістківоди від таких шкідливих речовин, як пестициди, гербіциди, важкі метали, феноли, бенз (а) пірени і ін. в умовах тепловодних господарств інтенсивного розведення риб (рибозаводи, штучні розплідники і водойми).
Для інкубації ікри всіх видів риб і підрощування посадкового матеріалу придатні системи з підживленням свіжою водою до 10% на добу і очищенням циркуляційної води по ПАР-озонной технології. Для вирощування цінних і делікатесних видів риб краще підходять системи з малою підживленням свіжою водою (2-3% на добу) і очищенням послідовно в біореакторі (з затопленої завантаженням) і по ПАР-озонной технології. ПАР-озонова очистка оборотної води дозволяє утримувати і вирощувати в високоінтенсивних умовах такі види риб, як райдужну форель, сибірського осетра і європейського вугра. У колгоспі «Несвижский» реконструйований і успішно функціонує рибоводний цех продуктивністю до 40 тонн товарного сибірського осетра в рік.
Підготовка води в басейнах
презентація - Prezentacija-4.pdf [68,62 Kb] (cкачиваний: 1)
Традиційні схеми дезінфекції басейнів в СНД зазвичай грунтуються на хлорування з використанням газоподібного хлору або хлорсодержашіх з'єднань, що дратують шкірний покрив і слизові оболонки очей і носа у плавців. Крім того, хлорорганічні сполуки, що мають канцерогенні властивості і неминуче утворюються під час хлорування води, надають шкідливий вплив при попаданні в організм плавців через стравохід. Крім того, вода має знижену температуру, що не дозволяє отримувати оздоровчі процедури людям з ослабленим імунітетом і дітям, так як, при підвищенні температури води, всі вищевказані процеси погіршуються, а з води виділяється сильний і неприємний запах хлора.Такая методика водопідготовки вже давно не відповідає міжнародним вимогам.
Інноваційно привабливою і соціально важливим завданням в оздоровленні населення є переклад спортивних і оздоровчих плавальних басейнів з хлорування на озонірованіе.Озон застосовують не тільки для знезараження, а й для поліпшення органолептичних показників та фізичних властивостей води - знебарвлення і дезодорації. Озоном ефективно знищуються бактерії, спори, віруси і руйнуються органічні речовини, розчинені у воді. Слід також врахувати безпеку озону в порівнянні з хлором для обслуговуючого персоналу і, звичайно, для відвідувачів басейну, відсутність неприємних запахів у воді, відсутність роздратування слизових оболонок хлором і більш високу надійність знезараження води басейнів. Масовому впровадженню озонування в уже існуючих плавальних басейнах заважають лише недостатня поінформованість про озонових технологіях і нестача коштів на реконструкцію басейнів.
Про чистка стічних вод
У Беларуси розроблено и широко застосовується ПАР-озонова технологія з подготовки питної води та очищення всіх видів стоків, что поєднує одночасно три процеси: окислення, коагуляція и флотацію. Особлівістю технології є ті, что коагулянти, флокулянти и флотореагенти не вносячи в воду, что очіщається у виде хімреактівів, а утворюються в результате хімічної взаємодії озону з уже наявний у воде органічнімі забруднення. Одночасно здійснюються знезараження, дезодорація и знебарвлення за рахунок окисного Дії озону. Механізм Дії ПАР-озонной технології Заснований на хімічному сінтезі Речовини, что спріяють коагуляції и піноутворення при взаємодії озону з Забруднення води (розчінені и колоїдні Органічні Речовини, плазма и оболонки клітін мікроорганізмів и т.п.). Найбільш легко окіслюються забруднення руйнуються Завдяк хімічному окіслювальному Дії озону (феноли). Зважені частинки піддаються флотації озоно-повітряною сумішшю. Разом з зависла Речовини відаляються адсорбовані на них забруднення (іоні Важко металів). Технологічна схема очищення заснована на відділенні забруднень, які направляються в первинні відстійники. Це виключає необхідність переробки додаткової кількості осаду з високою вологістю і позитивно впливає на осадкообразованіе в первинних відстійниках. Важкі метали та інші забруднення, що містяться в відокремленої частини блоку доочистки, як правило, знаходяться в адсорбованому стані на зважених частинках і не переходять в стік, а віддаляються разом з осадом первинних відстійників.
Попередня обробка побутових стічних вод після первинних відстійників на станціях біологічного очищення по ПАР-озонной технології викликає зниження показників забруднення в 2-3 рази. Це дозволяє значно збільшувати продуктивність станцій аерації без будівництва додаткових потужностей біоочищення. Капітальні і експлуатаційні витрати знижуються не менше ніж в 2 рази, головним чином за рахунок того, що застосування ПАВ-озонной технології дозволяє проводити попередню очистку невеликими дозами озону (не більше 10-15 г / м3) і за короткий час (не більше 10 12 хвилин).
Доочищення біологічно очищених стічних вод по ПАР-озонной технології призводить до зниження концентрації забруднень до рівня природної води або ще нижче. Вода повністю знезаражується, знижується концентрація таких трудноудаляємиє мікрозабруднень, як солі важких металів, нафтопродукти, синтетичні поверхнево-активні речовини. За рахунок видалення зважених часток вода стає прозорою і насичується розчиненим киснем.
Перші випробування дослідного зразка системи очищення стічних вод по ПАР-озонной технології показали високу ефективність і зниження капітальних витрат в 3-5 разів в порівнянні з типовими спорудами. У 2005 р завершилося будівництво очисних споруд м Могильова, які працюють по ПАР-озонной технології. Технологія може з успіхом використовуватися для очищення стоків шкіряних заводів, стоків підприємств легкої промисловості та ін.
Очищення тваринницьких стоків
Для стічних вод тваринницьких і свинарських комплексів характерний високий вміст органічних сполук і високий бактеріальна забрудненість. Стічні води містять біогенні елементи, потрапляння яких у водойми викликає "цвітіння" води. Такі води неможливо використовувати для будь-яких було цілей. Існуючий метод утилізації стічних вод економічно і екологічно недосконалий, так як рідка фракція гною містить 99% води, і для його Агротехнічні правильного вивезення на поля потрібна велика кількість техніки, палива і робочої сили. Крім того, вивозити можна тільки в певну пору року - навесні і восени "під оранку", в інші пори року рідку фракцію гною необхідно зберігати в навозохранилищах величезної ємності. Як при зберіганні, так і при внесенні рідкої фракції гною на поля існує небезпека забруднення підземних або поверхневих природних вод. На свинарському комплексі "Логойський" пройшла випробування пілотна установка (на 1/10 частину стоку) очищення стоків по ПАР-озонной технології. Доведено, що очищена стічна вода може бути повторно використана для гідрозмиву гною і миття підлог свинарників, або може скидатися в загальноміську каналізаційну мережу. Витягнуті з рідкої фракції біогенні елементи додаються в тверду фракцію; приготоване з цієї сировини тверде добриво є досить концентрованим і екологічно безпечним. У зв'язку з повторним використанням води загальна кількість стоків, що підлягають очищенню, невелика.
Застосування озонной технології дозволяє:
- виключити екологічну небезпеку потрапляння в природні води бактеріальних забруднень;
- усунуті непріємні запахи;
- витягти з стоків не менше 40% азоту і 90% фосфору і використовувати їх на добриво у вигляді концентрованого компосту;
- досягти економії до 60% господарсько-питної води.
Очищення нафтовмісних стоків
Фізико-хімічні методи очищення стічних вод від нафтопродуктів можна розділити на наступні: флотаційні, адсорбційні, методи обробки коагулянтами, методи хімічного окислення. Механізм дії озонной технології заснований на тому, що при неповному окисленні озоном нафтопродуктів утворюються сполуки з вираженими поверхнево-активними, флоккулірует, коагуляційний властивостями. Таким чином, при обробці по ПАР-озонной технології в якості реагенту використовуються самі забруднення води. При обробці баластних вод терміналу Шесхарис (Новоросійськ) і замазученних стоків станції ТЕЦ-4 м Мінська результати показали повне виведення нафтопродуктів. Для визначення концентрації забруднень в стоках ТЕЦ-4 м Мінська використовувався гравіметричний метод. Результати випробувань підтверджені «Актом фізико-хімічної лабораторії БелНІІСГІ».
