Общая информация об озоне.

     Озон (О₃ ) имеет очень высокое сродство к электрону (1,9эВ), что и обуславливает  его свойства сильного окислителя. Он способен в мягких условиях реагировать с большинством органических, элементоорганических и рядом неорганических веществ.            
    
     Термодинамически эти реакции могут протекать до полного окисления, т.е. до образования воды, оксидов углерода и высших оксидов других элементов. Препятствием к такому предельному окислению являются, обычно, малые скорости конечных стадий реакций.Окислительный потенциал озона составляет 2,07 В в кислой среде и 1,27 В в щелочной и уступает из стабильных веществ только фтору.

  Сравнительные потенциалы ряда веществ (вольты).       

Химическое вещество	Окислительные потенциалы (кислая среда)	Относительные окислительные потенциалы (по хлору)
Фтор	3,06	2,25
Атомный кислород	2,42	1,78
Озон	2,07	1,52
Перекись водорода	1,77	1,3
Хлор	1,49	1,0

              
     Озон - это второе относительно устойчивое соединение (аллотропное) кислорода. В отличие от молекулы кислорода, молекула озона состоит из трех атомов и имеет более длинные связи между атомами кислорода (длина связи в молекуле озона 128 А, в то время как длина связи в молекуле кислорода 121 А).

    
     Озон может существовать во всех трех агрегатных состояниях. При нормальных условиях это газ голубоватого цвета. Температура кипения озона равна - 112 ^оС, а температура плавления - 192 ^оС .

 

   
  Озон – это не только окислитель, но и очень сильный дезинфектант, а благодаря своей химической природе способен также устранять запахи из воды путем окисления ароматических соединений.

Принцип процесса озонирования.

          Озон образуется из кислорода. Существует несколько способов получения, среди которых наиболее распространенным являются электросинтез, при котором О₃ образуется при помощи электрического разряда. Этот метод сочетает в себе возможность получения озона высоких концентраций, большой производительностью и относительно невысокими энергозатратами.        
     Основной реакцией является процесс диссоциации молекул кислорода при взаимодействии со свободным электроном: О₂ + e = O + O + e.             
     Следующий этап состоит в образовании молекулы озона: O + O₂ + M = O₃ + M, в которой принимает участие третья частица М: молекула, ион, электрон или атом в нейтральном или возбужденном состоянии.
     Кроме образования озона, происходит разложения молекул O₃ по реакции:O₃ + M = O₂ + O + M,
     Эта реакция идет тем интенсивнее, чем выше температура газа.
     В результате прохождения рабочего газа через разрядную зону озонатора на выходе получается озоно-воздушная или озоно-кислородная смесь с концентрацией озона до 10 г/м³, при этом получаемое количество озона зависит от превышения интенсивности образования над интенсивностью разложения.  

Применение озона в системах водоподготовки.

     В последние 20 лет области применения озона значительно расширились и во всем мире ведутся новые разработки. Следует обратить внимание на то, что столь бурному развитию технологий с использованием озона способствует его экологическая чистота.

     В отличии от других окислителей озон в процессе реакций разлагается на молекулярный и атомарный кислород и предельные оксиды. Все эти продукты, как правило не загрязняют окружающую среду и не приводят к образованию канцерогенных веществ, как например при окислении хлором или фтором.

     При обработке питьевой воды озоном определенную опасность представляет возможное образование вредных канцерогенных  веществ, таких как бромированная органика. Полученные в процессе многочисленных исследований данные позволяют говорить о появлении при этом бромноватисной кислоты, которая впоследствии дает бромоформ и другую бромированную органику.    Выполненное количественное исследование этого процесса привело к установлению возможности минимизировать концентрацию нежелательных бромпроизводных.

     При озонировании сточных вод, в принципе, также могут образовываться промежуточные вещества, более вредные (токсичные, мутагенные), чем сами исходные загрязнители, но при использовании соответствующих технологий  очистки такой опасности не существует.

     Озон способен образовывать многочисленные стабильные и нестабильные соединения, состав и количество которых зависит от условий проведения реакции, поэтому перед применением в системах очистки воды установок озонирования необходимо квалифицированно провести детальную проработку вопросов схемы взаимодействия озона с конкретными загрязнениями воды.  

     Специалисты компании «Водные технологии «Атомэнергопрома» обладают обширными знаниями и высоким уровнем квалификации, благодаря чему  способны технически обосновать необходимость внедрения системы озонирования в конкретно поставленных задачах очистки воды.

     В условиях аналитической лаборатории компании могут быть проведены стендовые исследования образцов проб исходной воды (реальных или смоделированных) с изучением процесса окисления и выявления полученных продуктов и условий образования потенциально опасных соединений.

      Большую роль в процессе разработки схемы очистки с использованием озона играет наличие полноценной исходной информации о качественном и количественном составе исходной воды, путей образования тех или иных загрязнений, условий поступления на очистку (температура, залповые выбросы загрязнений или сезонные колебания состава и пр.).

     Более подробную информацию об особенностях  очистки воды с использованием озона и типах загрязнителей различных отраслей промышленности вы можете найти здесь.

     Описание  установок озонирования WTS-RUNTECH-O3.

     Установки озонирования WTS-RUNTECH-O3 производства компании «Водные технологии «Атомэнергопрома» подбираются и комплектуются исходя из особенностей, поставленной задачи и выбранной схемы озонирования.

      Процесс электросинтеза озона из кислорода, содержащегося в рабочем газе, осуществляется на озонаторах. Озонаторы являются наиболее дорогими и ответственными узлами установки озонирования WTS-RUNTECH-O3, определяющими надежность, стабильность и безопасность работы.

      Растворение озона в воде производится в большинстве случаев вакуумно-инжекционным способом при помощи эжектора. Эжектор позволяет минимизировать объем контактной колонны за счет образования пузырьков в несколько раз меньшего размера, чем при барботаже, что увеличивает общую поверхность контакта газа с водой на границе раздела фаз.

     Для обеспечения оптимальной работы эжектора и достижения максимальной эффективности переноса озона из газовой фазы в раствор на входе эжектора устанавливается повысительный насос для создания требуемого напора воды, а на выходе - статический смеситель.

     Насос, эжектор, смеситель, трубопроводы обвязки, запорная арматура и контрольные манометры образуют систему растворения озона.  

     Обеспечение заданного времени контакта озона с водой достигается в специальных емкостях напорного или безнапорного типа - контактными емкостями. В напорных системах контактные емкости являются частью системы растворения озона, т.к. перенос озона в раствор продолжается и в емкости под воздействием давления воды.

      Отделение избытка газовой фазы из воды необходимо для того, чтобы вода на выходе контактной емкости не содержала озоно – воздушных пузырей, которые могут явиться причиной завоздушивания трубопроводов, фильтров и другого оборудования, расположенного после установки озонирования. Воздушные пузыри, содержащие остатки не растворившегося озона, могут также стать причиной запаха или даже превышения ПДК озона в воздухе помещения при выходе загазованной воды в открытые безнапорные резервуары.

     В напорных системах для отделения газовой фазы используется газоотделительные клапаны (воздухоотделители) и специальные сепараторы, оборудованные газоотделительными клапанами. В безнапорных емкостях избыток нерастворенного озона удаляется через систему дыхания.

     Утилизация (нейтрализация) озона после выхода из системы газоотделения или системы дыхания емкости - обязательная часть процесса озонирования воды. Для нейтрализации озона в составе установок озонирования  обычно включены деструкторы озона. Экономия на деструкторе или отказ от его использования могут привести к превышению ПДК озона в воздухе рабочей зоны.

 

Принципиальная схема установки озонирования WTS-RUNTECH-O3

1 – озонатор; 2 – система растворения озона; 3 – контактная емкость; 4 – деструктор озона.

 

 

     Управление процессом озонирования может производиться как вручную, так и автоматически, в зависимости от специфики решаемой задачи и требований процесса водоподготовки. В случае ручного управления станция включается и выключается кнопкой “пуск“, автоматически выполняются лишь блокировки в нештатных ситуациях, например, выключение насоса по сухому ходу или блокировка выработки озона по сигналу о превышении ПДК в воздухе от внешнего газоанализатора. Автоматическое управление станцией может производиться по сигналу от внешнего автоматического устройства или встроенной системы управления дозировкой озона по датчику озона или потенциала на выходе станции.

       Наши специалисты помогут выбрать оптимальную для Вас схему озонирования и полностью скомплектовать ее.

     Для получения более подробной информации по установкам озонирования просьба обратиться к специалистам нашей компании.