Файл: Кожинов В.Ф. Озонирование воды.pdf

ность устранения пестицидов озоном. Начальная концентрация пестицидов составляла 0,5—1 мг/л, а содержание в озониро­ ванной воде снизилось до 0,05—0,1 г/м3, т. е. в 10 раз. К со­ жалению, наименование пестицидов Гомелла не указал.

Углеводороды входят в число веществ, экстрагируемых хлороформом.

. Представляют интерес исследования, выполненные М. А. По­ повым [41] по применению озона для глубокой доочистки сточных вод нефтеперерабатывающего завода. Стоки, сбрасы­ ваемые после буферного пруда нефтезавода, имеют устойчивый желтый цвет, малую прозрачность (5—8 см по Снеллену) и резкий бензино-керосиновый запах. Содержание нефтепродук­ тов в сточной воде достигает 20—30 мг/л. Обработка озоном немедленно устраняла запах, однако в первые моментыего ис­ чезновение оказывалось ложным и являлось следствием маски­ ровки запаха озоном. Действительное исчезновение запаха неф­ тепродуктов наступало только после обработки воды озоном в течение 2—3 ч.

59

Каид. техи. наук В. А. Алексеева (ВЗИСИ) провела иссле­ дования по применению озона для полной очистки сточной воды

1,5—1,7 мг при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, содержащих, кроме того, растворенные органические соединения [43].

7. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ДЕЙСТВИЯ ОЗОНА

Изложенное выше показывает, что озонирование представ­ ляет собой единственный современный метод обработки воды, который действительно универсален, поскольку он проявляет свое действие одновременно в бактериологическом, физическом

иорганолептическом отношениях.

Сбактериологической точки зрения весьма существенно, что

все микробы — патогенные и сапрофитовые, встречающиеся в воде, уничтожаются озоном, при этом их оживление совершен­ но исключено. Озон обладает высоким спорицидным эффектом, который находится в прямой зависимости от количества озона, пропущенного через воду, и в обратной зависимости от органи­ ческого загрязнения воды.

Исследования ученых установили преимущества озона для нейтрализации вируса полиомиелита по сравнению с обычными средствами обеззараживания (хлором и двуокисью хлора), а также цист и сопутствующих бактерий. Благодаря значительно­ му уменьшению содержания органических веществ в озониро­ ванной воде, последняя становится менее подверженной после­ дующим загрязнениям.

С физической точки зрения вода после озонирования пре­ терпевает значительные качественные изменения. В достаточно большом слое вода приобретает красивую голубоватую окраску, свойственную водам родниковым или стекающим с глетчеров. При озонировании вода хорошо аэрируется, что делает ее бо­ лее усвояемой и приятной для питьевого потребления.

Сорганолептичеокой точки зрения в озонированной воде не только не возникает каких-либо привкусов и запахов (что не­ избежно при хлорировании), но, наоборот, устраняются всякие следы привкуса и запаха, ранее существовавшие в обрабаты­ ваемой воде.

Схимической точки зрения минеральные вещества, раство­ ренные в воде и определяющие в некоторой мере ее питатель­ ные свойства, не изменяются после озонирования. В то же вре-. мя обработка озоном не придает воде никаких дополнительных посторонних веществ и химических соединений. В воде остают­ ся только продукты озонирования тех веществ, которые прида­ вали ей цветность, привкус и запах.

Традиционные методы очистки не устраняют значительного

€0

содержания микрозагрязнений, ухудшающих качество конечного продукта — питьевой воды. Даже адсорбция активированным углем не обеспечиваетнеобходимой эффективности очистки. Ак­ тивированный уголь хотя и дает удовлетворительное решение для устранения пестицидов и углеводородов, но не может конку­ рировать с озоном для очистки воды от фенолов,.детергентов и веществ, экстрагируемых хлороформом, в число которых в ос­ новном входят углеводороды. Кроме того, метод углевания име­ ет высокую стоимость, так как требует больших расходов доро­ гостоящего активированного угля.

Г л а в а III

МИЦЕЛЛИЗАЦИЯ-ДЕМИЦЕЛЛИЗАЦИЯ (МД)

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ПРОЦЕССЕ МД

До настоящего времени подача озона в воду осуществляет­ ся, как правило, на заключительном этапе обработки воды, т. е. в полном соответствии с традиционным методом очистки по­ верхностных вод для питьевых целей. Как известно, этот метод, вошедший в практику с начала XX столетия, включает следую­ щие этапы:

1)флокуляцию коллоидов и взвешенных частиц в исходной воде путем добавки электролита •— коагулянта, а иногда и вы­ сокомолекулярного флокулянта (например, полиакриламида);

2)осаждение хлопьев, образовавшихся в результате коагу­ лирования, в отстойниках или осветлителях;

3)фильтрование отстоенной воды (на скорых фильтрах). Физико-химическая обработка коагулянтом представляет

важный этап классического способа, так как позволяет устра­ нять взвешенные вещества и коллоиды. Дозы химических реа­ гентов пропорциональны степени загрязнения природной воды. Однако расход электролита — коагулянта всегда больше дейст­ вительной потребности, соответствующей устраняемым из воды коллоидам. Значительная часть электролита используется для насыщения зоны хлопьеобразования, что является необходимым условием получения хлопьев достаточного объема и плотности с целью их быстрого осаждения. Таким образом, применение традиционного метода при значительном загрязнении воды вы­ зывает повышенный расход реагентов для коагулирования и, следовательно, большие капитальные затраты на строительство сложных и крупногабаритных сооружений — смесителей, камер хлопьеобразования, отстойников и блока реагентного хозяйства.

Следует отметить, что санитарно-гигиенические свойства во­

61

ды тем лучше, чем меньше химических реагентов вводится для ее обработки.

Новый способ мицеллизации-демицеллизации (МД), разра­ ботанный и запатентованный французской фирмой «Компани де з’ о э де л’ озон» (CEO) основан на специфическом действии озона на коллоидные частицы. Это действие заключается в раз­ рушении агрегированных макро-молекулярных органических час­ тиц, обусловливающих окраску, а в некоторой мере и мутность воды [39]. Способ МД представляет большой интерес как с точки зрения гигиены, так и экономики. Преимущество его со­ стоит в том, что значительно сокращается, а иногда и полно­ стью исключается применение электролита ■— коагулянта и вспо­ могательных реагентов. Следовательно, процесс обработки воды приближается к естественному самоочищению путем окисления и позволяет избавиться от операций коагулирования и осажде­ ния [44].

Процесс МД включает следующие виды обработки воды: 1) микрофильтрацию; 2) собственно мицеллизацию и демицеллизацию; 3) фильтрование на скорых фильтрах.

Микрофильтрация позволяет задержать все частицы круп­ нее нескольких микрон, дает возможность избавиться от гру­ бых механических примесей, а также от большей массы планк­ тона.

Фильтрующим материалом служит полотно весьма тонкого плетения. Эффективности фильтрования способствует частичное поверхностное забив-ание фильтрующей зоны. В результате по­ лучается микрофильтрованная вода, из которой остается лишь удалить частицы, не задержанные микрофильтром.

Теория мицеллизации-демицеллизации основана на физико­ химическом исследовании органических и минеральных приме­ сей в воде, являющихся причиной ее мутности и цветности. Эти примеси состоят из частиц— мицелл, которые по их размерам можно причислить к коллоидальным.

Под названием «мицелла» рринято понимать коллоидную частицу, тесно -связанную с молекулами растворителя и адсор­ бированными в ней ионами. Мицеллизация-демицеллизация раз­ рушает коллоидальное состояние, в результате чего образуются непосредственно фильтруемые частицы. Вследствие этого со­ кращаются капитальные затраты путем исключения из числа сооружений отстойников и здания реагентного хозяйства со всеми сопутствующими устройствами.

Активным агентом, наиболее подходящим для разрушения коллоидов, является озон. Действуя непосредственно на кол­ лоидальную частицу, озон разрушает органические макромолекулярные связи, являющиеся причиной цветности и отчасти мутности воды. Так, например, озон вызывает разрушение двойных связей полимеризованных гумолимновых кислот.

Воду обрабатывают озоном после микрофильтрации. В за-

62