Содержание статьи
- Принцип озонирования воды и его преимущества
- Правильная дозировка озона для различных типов воды
- Время контакта озона с водой: расчет и контроль
- Распад озона в воде: факторы и закономерности
- Методы измерения остаточного озона
- Влияние озонирования на органолептические свойства
- Безопасность персонала при работе с озоном
- Часто задаваемые вопросы
Принцип озонирования воды и его преимущества
Озонирование представляет собой современный и высокоэффективный метод очистки и обеззараживания воды, основанный на использовании озона в качестве мощного окислителя. Озон создается из кислорода воздуха в специальных генераторах путем воздействия электрического разряда на молекулы кислорода. В результате двухатомные молекулы кислорода преобразуются в трехатомные молекулы озона.
Технология озонирования применяется более столетия и зарекомендовала себя как один из наиболее безопасных и эффективных способов водоподготовки. Процесс основан на высоком окислительном потенциале озона, который превосходит большинство других дезинфектантов, включая хлор. При контакте с водой озон вступает в реакцию с микроорганизмами, органическими и неорганическими загрязнениями, окисляя их и преобразуя в безопасные соединения.
Особенностью озона является его нестабильность в водном растворе. После выполнения окислительных функций молекулы озона самопроизвольно разлагаются на обычный кислород, не оставляя в воде никаких посторонних веществ. Это принципиально отличает озонирование от хлорирования, при котором в воде остаются хлорсодержащие соединения, способные вызывать неприятный запах и вкус.
Ключевые преимущества озонирования
Универсальное обеззараживание: Озон эффективно уничтожает все виды микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, грибки, споры, цисты простейших. При этом не существует форм микробов, устойчивых к воздействию озона, так как механизм его действия основан на прямом окислении клеточной стенки.
Высокая скорость реакции: Обеззараживающий эффект озона проявляется в 15-20 раз быстрее по сравнению с хлором. Процесс дезинфекции занимает от нескольких секунд до нескольких минут.
Улучшение качества воды: Озонирование одновременно обеспечивает обеззараживание, обесцвечивание, устранение запахов и привкусов, окисление железа и марганца, разрушение органических соединений.
Экологическая безопасность: При разложении озона образуется только кислород, что обогащает воду растворенным кислородом и улучшает ее вкусовые свойства. Не образуются токсичные или канцерогенные побочные продукты.
Правильная дозировка озона для различных типов воды
Определение правильной дозировки озона является критически важным аспектом технологии озонирования. Недостаточное количество озона не обеспечит необходимой степени очистки и обеззараживания, тогда как избыточная дозировка приводит к неоправданным энергозатратам и может вызвать образование нежелательных окислительных продуктов при наличии в воде определенных примесей.
Требуемая доза озона определяется совокупностью факторов, включая тип исходной воды, степень ее загрязнения, наличие специфических примесей, целевое назначение обработки и требуемые конечные показатели качества. Российские и международные нормативные документы устанавливают рекомендуемые диапазоны дозировок для различных случаев применения.
| Тип воды | Дозировка озона, мг/л | Время контакта, мин | Применение |
|---|---|---|---|
| Подземные воды с хорошими показателями | 0,5 - 1,0 | 5 - 10 | Обеззараживание, окисление железа и марганца |
| Подземные воды с повышенным содержанием примесей | 0,75 - 1,5 | 8 - 12 | Комплексная очистка |
| Отфильтрованная поверхностная вода | 1,0 - 3,0 | 5 - 10 | Финальное обеззараживание |
| Поверхностная вода после коагуляции | 2,0 - 3,0 | 8 - 12 | Обеззараживание и улучшение органолептики |
| Вода с высоким бактериальным загрязнением | 2,5 - 5,0 | 10 - 15 | Глубокое обеззараживание |
| Вода для бутилирования (финишная обработка) | 0,2 - 0,6 | 12 - 20 | Стерилизация воды и тары |
| Вода плавательных бассейнов | 0,3 - 0,8 | 4 - 8 | Поддержание санитарного режима |
Важно: Указанные дозировки являются ориентировочными и требуют корректировки под конкретные условия. Оптимальная доза определяется путем пробного озонирования с анализом остаточного озона и контролем эффективности обработки.
Расчет производительности озонатора
Для правильного подбора озонаторного оборудования необходимо рассчитать требуемую производительность генератора озона, исходя из расхода воды и необходимой дозы.
Формула расчета производительности озонатора
Р = Q × D × К
где:
- Р - производительность озонатора по озону, г/ч
- Q - расход воды, м³/ч
- D - требуемая доза озона, г/м³ (мг/л)
- К - коэффициент запаса (обычно 1,2-1,5), учитывающий неполную растворимость озона и его потери
Пример расчета
Исходные данные:
Необходимо озонировать подземную воду с расходом 10 м³/ч. Требуемая доза озона для окисления железа и обеззараживания составляет 1,0 мг/л (1,0 г/м³). Коэффициент запаса примем 1,3.
Расчет:
Р = 10 × 1,0 × 1,3 = 13 г/ч
Результат: Требуется озонатор с производительностью не менее 13 граммов озона в час.
Особенности дозирования при различных целях обработки
При окислении железа и марганца дозировка рассчитывается с учетом стехиометрических соотношений реакций окисления. Для окисления 1 мг/л железа требуется примерно 0,43 мг/л озона, для марганца - около 0,88 мг/л озона. На практике применяют дозы с запасом для обеспечения полноты реакций.
При обработке воды, содержащей органические вещества, требуемая доза озона значительно возрастает, так как озон вступает в реакцию со всеми окисляемыми соединениями. Для снижения цветности и удаления органических загрязнений могут требоваться дозы до 4-6 мг/л.
Время контакта озона с водой: расчет и контроль
Время контакта озона с водой является вторым по важности параметром после дозировки. Даже при правильно подобранной дозе озона недостаточное время контакта не позволит завершиться всем необходимым реакциям окисления и обеззараживания. С другой стороны, излишне длительное время контакта нецелесообразно с экономической точки зрения.
В практике водоподготовки для оценки эффективности обеззараживания используется критерий CT-фактор, где C обозначает концентрацию дезинфектанта в мг/л, а T - время контакта в минутах. Для озона при обеззараживании питьевой воды обычно принимается значение CT равное 1,6, что достигается при поддержании остаточной концентрации озона 0,4 мг/л в течение 4 минут.
| Цель обработки | Минимальное время контакта, мин | Рекомендуемое время, мин | CT-фактор |
|---|---|---|---|
| Окисление железа и марганца | 5 | 8-12 | 0,5-1,0 |
| Обеззараживание питьевой воды | 4 | 8-15 | 1,6-2,0 |
| Финишное озонирование бутилированной воды | 12 | 15-20 | 2,0-3,0 |
| Удаление органических примесей | 8 | 10-15 | 1,5-2,5 |
| Обесцвечивание воды | 5 | 8-12 | 1,0-1,5 |
Конструкция контактных резервуаров
Время контакта обеспечивается конструкцией контактных резервуаров, в которых происходит взаимодействие озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой. Объем контактного резервуара рассчитывается исходя из требуемого времени контакта и расхода воды.
Расчет объема контактного резервуара
V = Q × T / 60
где:
- V - объем контактного резервуара, м³
- Q - расход воды, м³/ч
- T - требуемое время контакта, минуты
- 60 - коэффициент пересчета часов в минуты
Пример расчета объема контактной емкости
Условие: Расход воды составляет 15 м³/ч, требуемое время контакта для обеззараживания - 10 минут.
Решение:
V = 15 × 10 / 60 = 2,5 м³
С учетом коэффициента запаса 1,15 получаем: V = 2,5 × 1,15 = 2,88 м³
Вывод: Необходим контактный резервуар объемом не менее 3 м³.
Контактные резервуары должны обеспечивать эффективное перемешивание воды с озоновоздушной смесью и предотвращать образование застойных зон. Для этого применяются специальные барботажные системы или эжекторы, создающие мелкодисперсную смесь озона с водой.
Распад озона в воде: факторы и закономерности
Понимание процесса распада озона в воде имеет критическое значение для правильного проектирования систем озонирования и обеспечения безопасности конечного продукта. Озон является нестабильным соединением, которое самопроизвольно разлагается в водном растворе с образованием кислорода. Скорость этого процесса зависит от множества факторов.
Период полураспада озона в воде при температуре 20 градусов Цельсия составляет приблизительно 20-30 минут. Это означает, что через указанное время концентрация озона снижается в два раза. Через 20-60 минут после окончания озонирования концентрация остаточного озона падает до уровней, безопасных для употребления воды.
Влияние температуры на распад озона
Температура воды оказывает существенное влияние на скорость распада озона. С повышением температуры период полураспада озона значительно сокращается, что связано с ускорением химических реакций. Одновременно высокая температура снижает растворимость озона в воде.
| Температура воды, °C | Период полураспада озона, минуты | Растворимость озона, мг/л (при концентрации 10% в газе) |
|---|---|---|
| 0 | 40-50 | 27 |
| 10 | 25-35 | 19 |
| 20 | 20-30 | 14 |
| 30 | 12-20 | 10 |
| 40 | 8-15 | 7 |
Влияние pH среды
Кислотность воды является еще одним важным фактором, влияющим на стабильность озона. В кислой среде при pH от 1 до 4 озон распадается значительно медленнее. В нейтральной среде при pH 7-8 скорость распада умеренная. В щелочной среде при pH выше 9 разложение озона происходит с максимальной скоростью.
Это свойство используется в технологии озонирования. При необходимости длительного сохранения озона в растворе применяют подкисление воды. Напротив, для быстрого удаления остаточного озона может применяться подщелачивание.
Другие факторы, влияющие на распад озона
Наличие в воде примесей, способных окисляться озоном, существенно ускоряет его расход. Органические вещества, ионы металлов, взвешенные частицы - все эти компоненты вступают в реакцию с озоном, снижая его концентрацию.
Ультрафиолетовое излучение ускоряет распад озона в несколько раз. Поэтому контактные резервуары должны быть защищены от прямого солнечного света.
Взвешенные вещества представляют собой поверхность раздела фаз, на которой происходит каталитический распад озона. По этой причине озонирование мутных вод требует значительно больших доз озона.
Практическое значение: При проектировании систем озонирования необходимо учитывать, что фактический период полураспада озона в реальной воде будет значительно короче теоретического, определенного для дистиллированной воды. Рекомендуется применять коэффициенты 2-4 для учета реальных условий.
Методы измерения остаточного озона
Контроль концентрации остаточного озона в воде является обязательным требованием для обеспечения эффективности обеззараживания и безопасности обработанной воды. Существует несколько методов определения озона, каждый из которых имеет свои преимущества и область применения.
Йодометрический метод по ГОСТ 18301-72
Йодометрический метод является классическим и наиболее точным способом определения остаточного озона в питьевой воде. Метод основан на способности озона окислять йодид-ионы до свободного йода, количество которого затем определяется титрованием раствором тиосульфата натрия.
Чувствительность метода составляет 0,05 мг/л озона. Определение проводится непосредственно после отбора пробы, так как концентрация озона быстро снижается со временем. Метод не применим при наличии в воде других окислителей, способных выделять йод из йодистого калия, таких как хлор, перманганат или пероксид водорода.
Проведение йодометрического анализа
В коническую колбу с притертой пробкой вносят 10 мл раствора йодистого калия концентрацией 2 процента, 20 мл раствора серной кислоты концентрацией 1 нормальный и 200-250 мл исследуемой воды. Пользуясь микробюреткой, титруют раствором серноватистокислого натрия концентрацией 0,005 нормальный до соломенно-желтой окраски раствора. Затем прибавляют 2 мл раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синей окраски.
Содержание озона рассчитывается по формуле, учитывающей объем израсходованного титранта и объем пробы воды. Одновременно проводят контрольный опыт на дистиллированной воде для исключения погрешностей от примесей в реактивах.
Фотометрический метод
Фотометрический метод основан на измерении оптической плотности растворов в ультрафиолетовой области спектра при длине волны 352 нанометра. Метод позволяет определять концентрации озона от 0,05 мг/л и выше. К пробе воды добавляется буферный раствор, содержащий йодид калия, после чего измеряется оптическая плотность образовавшегося раствора.
Преимуществом метода является возможность быстрого проведения анализа и высокая воспроизводимость результатов. Недостатком является необходимость использования дорогостоящего спектрофотометра с ультрафиолетовым диапазоном.
Потенциометрический метод
Потенциометрический метод основан на измерении окислительно-восстановительного потенциала воды с помощью специальных датчиков RedOx. Метод позволяет проводить непрерывный автоматический контроль концентрации остаточного озона в технологическом потоке.
Значение окислительно-восстановительного потенциала коррелирует с концентрацией озона. Типичные значения RedOx потенциала при различных концентрациях озона составляют: при 0,1 мг/л озона - около 600-650 милливольт, при 0,3 мг/л - 700-750 милливольт, при 0,5 мг/л - 800-850 милливольт.
Калибровка датчиков RedOx
Для точных измерений датчики RedOx требуют регулярной калибровки с использованием эталонных растворов или сравнения показаний с результатами йодометрического анализа. Калибровку рекомендуется проводить не реже одного раза в неделю при непрерывной работе системы.
Колориметрические экспресс-методы
Для оперативного контроля в полевых условиях применяются колориметрические методы с использованием индикаторных тест-полосок или капельных тестов. Точность таких методов составляет 0,1-0,2 мг/л, что достаточно для контроля соблюдения технологических параметров.
Требования к контролю: Согласно действующим техническим регламентам, для бутилированной воды количество остаточного озона при обеспечении времени контакта не менее 12 минут не должно превышать 0,1 мг/л. Контроль должен проводиться регулярно в рамках производственного контроля качества.
Влияние озонирования на органолептические свойства
Органолептические свойства воды - вкус, запах и цветность - имеют важное значение для потребителя, даже если вода полностью соответствует всем санитарным нормам по химическому и микробиологическому составу. Озонирование является одним из наиболее эффективных методов улучшения органолептических характеристик воды.
Устранение запахов и привкусов
Озон эффективно окисляет вещества, вызывающие неприятные запахи и привкусы воды. Сероводород и соединения серы, придающие воде характерный запах тухлых яиц, быстро окисляются даже небольшими дозами озона. Сульфиды трансформируются в сульфаты, которые не имеют запаха.
Фенолы и их производные, часто присутствующие в водах, загрязненных промышленными стоками, окисляются озоном до веществ, не имеющих запаха и привкуса. При этом не образуются хлорфенолы, которые появляются при хлорировании воды, содержащей фенолы, и придают воде крайне неприятный медицинский запах даже при концентрации выше 0,001 мг/л.
Продукты жизнедеятельности водорослей и актиномицетов, такие как муцидон, 2-метилизоборнеол, различные альдегиды, вызывающие землистый, затхлый или горький привкус воды, эффективно разрушаются при озонировании. Классические окислители, включая хлор и диоксид хлора, малоэффективны по отношению к этим соединениям.
Обесцвечивание воды
Цветность природной воды обусловлена присутствием гуминовых веществ, представленных фульвокислотами и коллоидными частицами гуминовых кислот. Эти соединения придают воде желтоватый или коричневатый оттенок различной интенсивности, особенно характерный для вод, имеющих примесь болотных вод.
Озон эффективно окисляет гуминовые соединения, разрушая их хромофорные группы и снижая цветность воды. Эффективность обесцвечивания возрастает с увеличением значения pH. Для уменьшения цветности на 1 градус обычно требуется 0,5-1,5 мг/л озона в зависимости от состава гуминовых веществ.
Практический пример улучшения органолептики
На водопроводной станции озонирование применяется для улучшения органолептических свойств обрабатываемой воды. Технологическая схема включает первичное хлорирование для окисления органических загрязнений, коагулирование, озонирование дозой 2-2,5 мг/л для окисления фенолов и их производных, и вторичное хлорирование для дезинфекции.
В результате применения озонирования удалось полностью устранить неприятный фенольный запах воды, снизить цветность в 3-4 раза и улучшить вкусовые качества.
Насыщение воды кислородом
При разложении озона образуется молекулярный кислород, который обогащает воду растворенным кислородом. После получаса выдержки озонированной воды концентрация кислорода в ней увеличивается в 10-12 раз по сравнению с исходной. Это придает воде свежий вкус, характерный для родниковой воды, и повышает ее биологическую ценность.
Вода после озонирования становится слабощелочной с показателем pH в пределах 7,5-9, что также положительно влияет на ее вкусовые качества. При этом минеральный состав воды практически не изменяется, так как озон не реагирует с большинством растворенных солей.
Важное преимущество: В отличие от хлорирования, озонирование не вносит в воду посторонних привкусов и запахов. После полного распада озона вода не содержит никаких дезинфектантов и приобретает естественный голубоватый оттенок вместо зеленовато-желтого, характерного для хлорированной воды.
Безопасность персонала при работе с озоном
Несмотря на многочисленные преимущества озона как окислителя и дезинфектанта, необходимо помнить, что в высоких концентрациях озон представляет опасность для здоровья человека. Поэтому при эксплуатации озонаторных установок должны строго соблюдаться требования безопасности, установленные нормативными документами.
Токсикологические характеристики озона
Озон относится к первому классу опасности как чрезвычайно опасное вещество. Он обладает сильным раздражающим действием на слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. Длительное пребывание людей в атмосфере, содержащей озон даже в небольших концентрациях, может вызывать головные боли, раздражение дыхательных путей, слезотечение и общее недомогание.
При более высоких концентрациях к перечисленным симптомам добавляется тошнота, кровотечение из носа и воспаление слизистой оболочки глаз. Хроническое отравление озоном может привести к серьезным заболеваниям дыхательной системы и сердечно-сосудистым нарушениям.
Предельно допустимые концентрации
Российским законодательством установлены строгие нормативы содержания озона в воздухе различных зон.
| Зона контроля | ПДК озона, мг/м³ | Нормативный документ | Примечание |
|---|---|---|---|
| Воздух рабочей зоны производственных помещений | 0,1 | ГОСТ 12.1.005, СанПиН 1.2.3685-21 | Максимальная разовая концентрация |
| Атмосферный воздух населенных мест (максимальная разовая) | 0,16 | СанПиН 1.2.3685-21 | Не более 30 минут воздействия |
| Атмосферный воздух населенных мест (среднесуточная) | 0,03 | СанПиН 1.2.3685-21 | Для круглосуточного воздействия |
| Воздух над зеркалом воды бассейна (на высоте до 1 м) | 0,1 | СП 2.1.3678-20 (ред. 2025) | При использовании озонирования |
Характерной особенностью озона является его специфический запах, который человек способен обнаружить при концентрациях около 0,005 мг/м³, что в 20 раз ниже ПДК. Это свойство озона является естественным предупреждающим фактором, позволяющим обнаружить его присутствие в воздухе до достижения опасных концентраций.
Требования к помещениям озонаторных
Помещения, в которых размещается озонаторное оборудование, должны соответствовать строгим требованиям безопасности согласно ГОСТ 31829-2012 и СанПиН 1.2.3685-21. Размеры помещений должны обеспечивать возможность безопасного монтажа, демонтажа и обслуживания оборудования.
Обязательным требованием является наличие приточно-вытяжной вентиляции с механическим побуждением, обеспечивающей не менее шестикратного воздухообмена в час. Аварийная вентиляция должна включаться автоматически при превышении ПДК озона и обеспечивать усиленный воздухообмен для быстрого удаления озона из помещения.
Контактные реакционные камеры должны быть герметичными для исключения попадания озона в производственные помещения. Для проведения профилактического осмотра и ремонтных работ контактные камеры оснащаются люками. После опорожнения контактных аппаратов концентрация озона в них может многократно превышать ПДК в течение нескольких дней, если не применяется принудительная вентиляция.
Средства контроля и защиты персонала
В помещениях озонаторных должны быть установлены стационарные газоанализаторы озона с звуковой и световой сигнализацией. При превышении ПДК система должна автоматически включать аварийную вентиляцию и, при необходимости, останавливать озонаторное оборудование.
Персонал, обслуживающий озонаторные установки, должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты. При необходимости проведения работ в условиях повышенной концентрации озона применяются противогазы с соответствующими фильтрующими коробками или изолирующие дыхательные аппараты.
Требования к персоналу: Лица, допущенные к работе с озонаторным оборудованием, должны пройти специальное обучение по правилам безопасной эксплуатации, знать токсикологические свойства озона, уметь пользоваться средствами индивидуальной защиты и оказывать первую помощь при отравлении озоном.
Деструкция остаточного озона
Для предотвращения выброса озона в атмосферу применяются деструкторы озона - устройства, разрушающие остаточный озон перед выпуском газа в атмосферу. Деструкторы бывают термокаталитическими с нагревом и каталитическими без нагрева.
В качестве катализатора используют вещества, с которыми озон активно реагирует, например гопкалит на основе оксидов марганца и меди или активированный уголь. Применение деструкторов является обязательным требованием при производительности озонатора более 1 грамма озона в час.
Первая помощь при отравлении озоном
При появлении признаков отравления озоном пострадавшего необходимо немедленно вывести на свежий воздух, обеспечить покой и тепло. При раздражении слизистых оболочек глаз промыть их обильным количеством чистой воды. При затрудненном дыхании дать увлажненный кислород.
При сильном отравлении с потерей сознания необходимо провести искусственное дыхание и немедленно вызвать скорую медицинскую помощь. В помещениях озонаторных должна находиться аптечка первой помощи с соответствующими медикаментами и инструкцией по оказанию первой помощи.
Часто задаваемые вопросы
Оптимальная дозировка озона зависит от качества исходной воды. Для отфильтрованной и осветленной питьевой воды рекомендуемая доза составляет 1-3 мг/л при времени контакта 8-15 минут. Для подземных вод с хорошими показателями достаточно 0,5-1 мг/л. При финишном озонировании бутилированной воды применяют 0,2-0,6 мг/л с временем контакта не менее 12 минут. Точная дозировка определяется путем пробного озонирования с контролем остаточного озона и эффективности обеззараживания.
Период полураспада озона в воде при температуре 20 градусов составляет 20-30 минут. Скорость распада существенно зависит от температуры воды - при 10 градусах период полураспада увеличивается до 25-35 минут, а при 30 градусах сокращается до 12-20 минут. Также на скорость распада влияют pH среды (в щелочной среде озон разлагается быстрее), наличие примесей, способных окисляться, взвешенных веществ и ультрафиолетового излучения. В реальной воде, содержащей примеси, озон расходуется в 2-4 раза быстрее, чем в дистиллированной воде.
Выбор метода зависит от целей измерения. Для лабораторного контроля наиболее точным является йодометрический метод по ГОСТ 18301-72 с чувствительностью 0,05 мг/л. Для непрерывного автоматического контроля в технологическом потоке применяют потенциометрический метод с датчиками RedOx, требующими регулярной калибровки. Для оперативного контроля в полевых условиях удобны колориметрические экспресс-тесты. Важно помнить, что анализ нужно проводить сразу после отбора пробы, так как концентрация озона быстро снижается.
Озонирование значительно улучшает органолептические свойства воды. Озон эффективно устраняет неприятные запахи, вызванные сероводородом, фенолами, продуктами жизнедеятельности водорослей. После озонирования вода не приобретает посторонних запахов или привкусов, в отличие от хлорирования. Разлагаясь, озон обогащает воду кислородом, что придает ей свежий вкус родниковой воды. Также озонирование снижает цветность воды, обесцвечивая ее и придавая естественный голубоватый оттенок. Вода становится слабощелочной с pH 7,5-9, что также положительно влияет на вкус.
Озон относится к первому классу опасности. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны составляет 0,1 мг/м³. Помещения озонаторных должны иметь приточно-вытяжную вентиляцию с шестикратным воздухообменом и аварийную вентиляцию. Обязательна установка стационарных газоанализаторов озона с автоматическим включением вентиляции при превышении ПДК. Контактные камеры должны быть герметичными. Персонал должен пройти специальное обучение, знать токсикологические свойства озона и уметь пользоваться средствами индивидуальной защиты. Остаточный озон перед выбросом в атмосферу должен разрушаться в деструкторах.
CT-фактор - это произведение концентрации дезинфектанта (C) на время контакта (T), используемое для оценки эффективности обеззараживания. Для озона при обеззараживании питьевой воды обычно принимается значение CT равное 1,6, что достигается при поддержании остаточной концентрации озона 0,4 мг/л в течение 4 минут. Для финишного озонирования бутилированной воды рекомендуется CT не менее 2,0, что обеспечивается концентрацией 0,1 мг/л при времени контакта 20 минут. Чем выше значение CT-фактора, тем более глубокое обеззараживание достигается.
Нет, пить воду сразу после озонирования не рекомендуется. Необходимо выдержать воду в течение 20-60 минут до снижения концентрации остаточного озона до безопасных уровней. Согласно техническим регламентам, остаточный озон в питьевой воде не должен превышать 0,1 мг/л. Снижение концентрации озона вдвое происходит через 10 минут после окончания озонирования. Через 30-60 минут озон практически полностью распадается на кислород. При промышленном озонировании бутилированной воды обеспечивается время контакта не менее 12 минут, после чего вода безопасна для розлива и употребления.
Объем контактного резервуара рассчитывается по формуле: V = Q × T / 60, где V - объем в кубических метрах, Q - расход воды в кубических метрах в час, T - требуемое время контакта в минутах. Например, при расходе 10 м³/ч и времени контакта 10 минут получаем: V = 10 × 10 / 60 = 1,67 м³. С учетом коэффициента запаса 1,15 получаем около 2 м³. Контактный резервуар должен обеспечивать эффективное перемешивание воды с озоновоздушной смесью и предотвращать образование застойных зон. Для этого применяются барботажные системы или эжекторы.
На эффективность озонирования влияют множество факторов. Температура воды - при низких температурах (около 10 градусов) озон более стабилен и эффективен. Значение pH - в диапазоне 6-8,5 скорость обеззараживания почти не меняется, но для некоторых стойких микроорганизмов эффективность выше при pH выше 8. Мутность и содержание взвешенных веществ снижают эффективность, так как частицы защищают микроорганизмы и служат катализаторами распада озона. Наличие органических веществ и примесей металлов увеличивает расход озона. Качество смешения озона с водой - чем меньше размер пузырьков, тем лучше растворимость озона.
Озонирование имеет ряд существенных преимуществ перед хлорированием. Озон действует в 15-20 раз быстрее хлора и эффективен против всех видов микроорганизмов, включая споровые формы и простейших, устойчивых к хлору. При озонировании не образуются токсичные хлорорганические соединения и тригалометаны, обладающие канцерогенными свойствами. Озон не придает воде посторонних запахов и привкусов, а разлагаясь, обогащает воду кислородом. При хлорировании воды, содержащей фенолы, образуются хлорфенолы с крайне неприятным запахом. Недостаток озонирования - отсутствие пролонгированного действия, поэтому для длинных водопроводных сетей требуется дополнительное остаточное хлорирование.
