Содержание
Преимущества промышленного обеззараживания воды озонированием
Все рубрикиВодоподготовкаОчистка водыОборудование
Промышленные системы очистки воды «Гидрос»
Промышленные системы очистки воды «Гидрос»
Комментарий директора
Очистка воды озоном – один из самых эффективных методов дезинфекции воды. И несмотря на относительно высокую стоимость реализации метода озонирования, оно все чаще используется в промышленных масштабах. Давайте вместе разберемся в причинах растущей популярности систем промышленного озонирования воды.
Озонирование – комплексная процедура по очистке и обеззараживанию воды. Озон(О₃) – сильный окислитель, который способен избавить воду от солей жесткости.
Но обезжелезивание — не главное преимущество этого метода. Сегодня, когда качество сточных вод с каждым днем становится все ниже и ниже, особенно остро встает проблема обеззараживания сточных вод. И здесь наиболее технологичным методом считается озонирование. Озон способен уничтожить абсолютное большинство микроорганизмов, бактерий, грибков и других биологических загрязнений. Для сравнения, он на патогенную микрофлору воздействует в 20 раз лучше хлора. При этом, не оставляет «побочных эффектов» очищения.
Преимущества озона для обеззараживания воды:
-
Полная стерилизация воды, тары и рабочей емкости; -
Распадение озона на атом и молекулу кислорода. Это, во-первых, приводит к полному выведению вещества из воды. А во-вторых, исключает потребность в дозировании; -
Озонатор берет воздух из окружающей среды для выработки О₃. Не требуется постоянная закупка реагентов; -
Озонирование не изменяет кислотность воды; -
Улучшает органолептические свойства (запах, вкус, привкус, окраску, мутность и тд. ) воды -
Скорость обеззараживания воды измеряется в секундах. Этот показатель крайне важен для производственных линий. -
Безопасность, О₃ находится в воде в течение слишком короткого промежутка времени и не успевает создать ядовитые соединения, в отличие от того же хлора. Для сравнения, в Европе 98% питьевой воды уже очищается только озонированием, а в США полностью отказались от использования хлора.
Как и у других методов очистки воды, у озонирования тоже есть недостатки. Окисленные вещества в осадке нужно удалить через еще одну ступень механической очистки воды. Озон бесполезен против сухого остатка и фенольных соединений. Поэтому в дополнение к установке озонирования монтируют механизмы умягчения воды и установки тонкой фильтрации. Озон ядовит и взрывоопасен. А главное – озонаторы стоят достаточно дорого.
Читайте также:
- Озонирование воды
- Основные показатели качества воды
- Станции водоподготовки для производства питьевой воды
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.
Получите полезные материалы:
- Инструкции по подбору оборудования
- Видео как сделать тех обслуживание
- Реализованные проекты
Спасибо за заявку!
В ближайшее время с вами свяжется наш менеджер.
Озонирование при розливе | озонирование в системах розлива
Направления деятельности
Целью озонирования является надежная защита разливаемой воды от вторичного микробиологического загрязнения и увеличение сроков еехранения без применения консервантов и изменения минерального состава.
Это достигается путем создания и поддержания концентрации озона – экологически безопасного окислителя и дезинфектанта — в воде перед розливом в диапазоне 0,2 – 0,6 мг/л. Озонирование также ведет к повышению содержания кислорода в воде и улучшает ее вкусовые качества.
- Более 95% всей бутилированной воды в мире проходит озоновую обработку. Озон является дезинфектантом, утвержденным Международной Ассоциацией бутилированной воды (IBWA).
- Очистка воды с использованием озона может с успехом применяться не только для бутилированной воды, но также для лимонадов, напитков типа пепси-колы, и в производстве пива и ликероводочной продукции.
Свойства озона:
- Озон в отличие от кислорода является неустойчивым соединением. Он самопроизвольно разлагается при высоких концентрациях, при этом чем выше концентрация, тем выше скорость реакции разложения.
- Озон – сильный окислитель, он разрушает вещества на безвредные (вода, углекислый газ, кислород) и не пахнущие компоненты.
Преимущества озона:
- Озон уничтожает все известные микроорганизмы: вирусы, бактерии, грибки, водоросли, их споры, цисты и т.д.
- Озон действует очень быстро – в течение нескольких минут.
- Озон удаляет неприятные запахи.
- Озон не образует токсичных побочных продуктов.
- Остаточный озон быстро превращается в кислород.
- Озон вырабатывается на месте, не требуя хранения и перевозки.
- Озон уничтожает микроорганизмы в 300-3000 раз быстрее, чем любые другие дезинфекторы.
- Экологическая совместимость озона с окружающей средой.
Озон в обработке минеральной воды
Озон применяется для очистки природных минеральных и родников вод. Директивой Европейской комиссии 2003/40/ ЕС от 16 мая 2003 г. предусмотрена очистка воды от железа, марганца, серы, мышьяка и др. соединений с применением озона:
При очистке соблюдаться следующие условия Директивы:
- Жизненно важные компоненты не должны подвергаться модификации в процессе очистки;
- Природная минеральная вода до и после очистки должна соответствовать микробиологическим критериям;
- Очистка не должна приводить к образованию в воде растворенного озона >50 мг/л, броматов >3 мг/л,
бромоформа >1 мг/л.
Требования к качеству воды природных минеральных вод
Двухвалентное железо, сероводород, двухвалентный марганец, мышьяк, фтор – это неполный список веществ, концентрация которых весьма часто превышает предельно — допустимые значения. Устранение большинства этих веществ можем быть осуществлено очень эффективно с помощью озона.
Озон не только устраняет из воды сероводород (а его доза может доходить до 20 мг/л) но и полностью убирает неприятный вкус и запах, свойственный таким водам. Дополнительно к этому при озонировании разрушаются десульфовибриобактерии (desulphovibrio bacteria), которые могут в дальнейшем ( уже в бутилированной воде ) восстанавливать сульфат до сульфида.
Существенным является то, что при озонировании минеральной воды происходит удаление мышьяка за счет соосаждения с хлопьями трехвалентного железа. Аналогично можно понизить концентрацию мышьяка при соосаждении с марганцем фильтрацией через активный уголь. Таким образом можно корректировать состав минеральной воды в нужном направлении.
Процесс озонирования является наиболее эффективным методом коррекции химического состава минеральной воды.
При розливе минеральной воды (и при бутилировании других напитков) в настоящее время широко используется системы введения небольшого объема озонированной воды в момент розлива, непосредственно в бутылку. В результате в объеме напитка создается концентрация озона 0,2 — 0,3 мг/л. Введенный озон разлагается обычно не более 1 ч (это зависит от концентрации НСОˉ3 и рН).
Технология обработки систем розлива озоном
Насыщение озоном воды непосредственно перед входом в разливочную машину на относительно короткое время придает воде дезинфицирующие свойства.
В результате озон не только уничтожает бактерии в воде, но и стерилизует внутреннюю поверхность тары, крышки и воздушный зазор между крышкой и тарой, а также трубопроводы линии розлива.
После укупорки проходит несколько часов, в течении которых озон полностью превращается в кислород. После этого продукт готов к реализации и остается стерильным до начала его потребления.
Антимикробное действие озона реализуется путем поддержания в питьевой воде его определенной концентрации в течении некоторого промежутка времени, достаточного для завершения процесса обеззараживания.
Учитывая высокую скорость самораспада озона в воде, важно обеспечить такие условия, чтобы вода содержала требуемую концентрацию озона вплоть до момента укупорки тары.
Исходя из этого требования и построены гидравлическая схема и автоматическая система дозирования озона станции озонирования для розлива, которые обеспечивают поддержание постоянной концентрации озона на выходе станции в диапазоне от 0,2 до 0,6 мг/л и контакт воды с озонам 3-4 мин.
В ходе розлива возможно изменение режимов работы разливочной машины, кратковременные и длительные остановы, изменение расхода воды вследствие перехода на тару другого объема и т.п.
Поэтому установки оборудованы системой автоматического управления дозированием озона в соответствии с содержанием озона в воде, задачей которой является отработка режима образом, чтобы на разливочную машину всегда поступала вода с требуемой концентрацией озона, значение которой контролируется непрерывно в течение всего цикла работы станции озонирования.
Отказ от автоматизированного контроля с целью экономии и осуществление контроля концентрации озона в воде периодически при помощи химического анализа может привести к возможности подачи неозонированной воды на розлив (изменение сроков хранения, неудовлетворительное микробиологическое состояние) или наоборот, слишком высокой концентрации озона в бутыли (окисление пластика, появление привкуса воды).
Применение озона на заключительной стадии процесса – при расфасовке уже подготовленной воды позволяет решить следующие задачи:
- Подавление вторичного микробиологического загрязнение воды в результате попадания в продуктовую воду части из воздуха рабочей зоны, со стенок тары и оборудования, соприкасающихся с продуктовой воды.
- Дополнительная дезинфекция тары, подготовленной к розливу, ополаскиванием озонированной водой.
Описание системы озонирования воды перед её розливом
Циркуляционный насос (5) отбирает часть воды из емкости (3) и подает ее на вход эжектора (4). В эжекторе создается разряжение и озоно-воздушная смесь, вырабатываемая генератором озона (2), смешивается с водой, циркулирующей через эжектор.
Значение концентрации озона в воде с датчика (12) считывается преобразователем (6), который непрерывно сопоставляет измеренную величину с верхним и нижним допустимыми пределами.
При падении концентрации озона в емкости ниже допустимой величины, блок (7) включает модуль генерации озона и процесс насыщения воды озоном продолжается до тех пор, пока концентрация озона в емкости не достигнет верхнего предела, после чего выработка озона прекращается.
Блок управления также регулирует поступление воды в емкость в зависимости от уровня (датчики (9)) путем открытия/закрытия клапана (8) и блокирует включение насосов по сухому ходу.
Для того чтобы на розлив (1) всегда поступала вода с требуемой концентрацией озона, предусматривается возвратная линия (11), которая не дает озонированной воде застаиваться в трубопроводе и насосе подачи воды на розлив (13).
Для нейтрализации озона, скапливающегося в емкости, служит катализатор разложения озона (10).
Благодаря циклической схеме подмеса озона и системе управления дозировкой озона по датчику, измеряющему концентрацию озона в воде, в емкости (3) всегда поддерживается буферный запас воды с необходимой концентрацией озона.
Принципиальная схема
Стерилизация бутылей
Эффективность озоновых моющих растворов показали исследования, которыми проверялось действие озонированной воды на винные дрожжи и бактерии.
Микрофлора специально вносилась в исследуемые бутыли в различной концентрации.
Зараженные бутыли обрабатывались (ополаскивались) водой, содержащей 2,5 — 3,0 мг/л растворенного озона при рН=7,9.
Во всех случаях наблюдалась полная стерилизация.
Специальные исследования были посвящены влиянию рН на удаление микрофлоры.
Проведенные три серии экспериментов при рН=7,8 ( нейтральная среда), рН= 1,9-2,0 (кислая среда) и рН = 11,1 (щелочная среда) показали, что наиболее эффективной является кислая среда, особенно в присутствии высоких концентраций органических загрязнений.
Так, при исходном заражении на уровне 10000 — 3000 спор/бутыль в кислой среде после обработки остается 10 — 30 спор/бутыль ,в нейтральной – около 100 и в щелочной – примерно 1000 -20000.
Скорость распада озона в зараженных бутылях
Все вышеприведенные технологии использования озона показывают широкие возможности эффективного его применения:
Озон обеспечивает 100%-ную гарантию микробиологической чистоты воды и напитков. Применение озона позволяет значительно снизить или вовсе исключить убытки, связанные с прочей продукта (зацветание, появление осадка, запаха и привкуса) и продлить срок его хранения.
В производстве и розливе напитков озонированная вода используется также для промывки и стерилизации разливочных линий и накопительных танков, споласкивания бутылочных непосредственно перед наполнением.
Озон – единственный дезинфектант, который не придает воде дополнительных привкусов и запахов, так как после реакций окисления быстро разлагается (время полураспада молекулы озона в воде при температуре +20ºС около 20 мин).
Озон не меняет рН воды и не удаляет из нее необходимые организму ионы — Са, Мg, К, Nа и т. п.
Озонирование — экологически безопасный метод очистки воды.
Скачать презентацию
Полезная информация:
- Озонирование в производстве бутилированной воды
Озон в очистке воды | Продукция для обеспечения качества воды
Озон представляет собой форму обработки воды, которую можно использовать вместо хлора для уничтожения микробиологических загрязнителей. В этом руководстве будет обсуждаться, как озон используется в очистке воды, его преимущества и недостатки, а также другая важная информация об этом окислителе.
Что такое озон?
Озон (O3) представляет собой окисляющий высокореактивный газ, состоящий из трех атомов кислорода. В атмосфере естественным образом встречаются два вида озона: стратосферный озон (находится в стратосфере) и тропосферный или приземный озон (находится в тропосфере). Искусственные озоновые продукты также существуют сегодня.
Озон оказывает заметное воздействие на здоровье человека: он вступает в реакцию с молекулами в дыхательных путях и поражает легочную ткань. Однако не весь озон вреден. Озон высоко в атмосфере полезен для защиты нас от УФ-лучей, испускаемых солнцем.
Некоторые из распространенных применений озона:
- Очистка воды
- Органический синтез
- Очистка воздуха
- Пищевая промышленность
- Отбеливание целлюлозы
- Медицина
Как озон используется при очистке воды?
Озон чаще всего используется для обработки воды в коммерческих целях. Он используется более 100 лет в качестве консерванта пищевых продуктов и для очистки воды в пивоваренной промышленности. Один также используется для очистки питьевой воды, бутилированной воды, грунтовых вод (во время реабилитации), градирен промышленных сточных вод и бассейнов.
В качестве окислителя озон вступает в реакцию с другими веществами и крадет у них электроны. Чтобы начать процесс очистки воды, озон сначала создается в генераторе озона. Затем в воду вводят озон, и она немедленно начинает окисляться, убивая патогены и примеси, такие как вирусы, бактерии и металлы.
Озон в основном используется для окисления микробиологических загрязнителей, в результате чего их клетки ослабевают и в конечном итоге разрушаются. Марганец, медь и железо также окисляются до твердых, легко удаляемых частиц, которые механически отфильтровываются из воды. Обработка воды озоном делает воду безопасной для питья без неприятного вкуса и запаха хлора.
Озон обычно не добавляют в воду в жидком виде или в форме гранул. Существует два метода введения озона в воду:
УФ-генератор озона
Ультрафиолетовый свет превращает кислород в озон в диапазоне длин волн 160–240 нанометров. Процесс производства УФ-озона работает путем расщепления молекул кислорода на два отдельных атома, которые соединяются в единую молекулу кислорода.
УФ-генераторы производят озон, когда кислород проходит между УФ-трубой и кварцевой лампой. Вентури всасывает озон в воду, чтобы начать обработку. Генераторы озона ультрафиолетового излучения не такие мощные, как электрические генераторы, поэтому они производят более низкие концентрации озона.
Электрический генератор озона
Электрические генераторы озона используют коронный разряд для производства озона так же, как озон образуется во время грозы.
Эти генераторы производят электрический разряд высокого напряжения, который проникает в кислород, хранящийся в стальной, керамической или стеклянной камере. Это приводит к тому, что кислород расщепляется с образованием озона, который направляется в воду в трубке Вентури или барботируется в воду, чтобы начать процесс очистки.
Что может удалить озон из воды?
Загрязнители, окисляемые или удаляемые при обработке воды озоном:
- Вирусы
- Бактерии
- Паразиты
- Мутность
- Железо
- Сероводород
- Неприятный вкус и запах
- Медь
- Марганец
Тяжелые металлы можно полностью удалить только в том случае, если обработка воды озоном сочетается с механической фильтрацией.
Как долго сохраняется озон в воде?
Озон имеет короткий период полураспада, что означает, что он начинает разрушаться с момента своего образования. Средняя продолжительность жизни озона в воде составляет 20 минут. По истечении этого периода озон разложится до такой степени, что останется только половина его концентрации.
Плюсы и минусы использования озона при очистке воды
Преимущества и недостатки озона при очистке воды перечислены ниже.
Плюсы
- Высокоэффективный — озон является одним из лучших окислителей и мгновенно действует в воде, нейтрализуя микроорганизмы, такие как вирусы и бактерии. Озон является лучшим дезинфицирующим средством, чем хлор.
- Также окисляет металлы — озон не только обеззараживает воду; он также окисляет такие металлы, как железо и марганец. Это означает большее удаление загрязняющих веществ за одно применение.
- Не требует особых параметров воды — эффективность озона не снижается при колебаниях pH воды, поэтому вы можете получить такие же результаты при использовании озона в кислой воде, как и в щелочной.
- Без химикатов – в воду не добавляются химикаты и не образуются загрязняющие вещества при озонировании воды. Озон со временем рассеивается в воде и не представляет опасности для питьевой воды.
- Быстрый результат — озон мгновенно действует в системе водоснабжения. Воду не нужно хранить в камере в течение длительного времени контакта для удаления загрязняющих веществ.
- Без запаха и вкуса — в отличие от хлора и других дезинфицирующих химикатов, озон не имеет вкуса и запаха в воде, поэтому он не окажет негативного влияния на качество воды.
Минусы
- Более высокая стоимость — обработка воды озоном дороже, чем использование химических дезинфицирующих средств, таких как хлор или хлорамин. Эксплуатационные затраты и затраты на оборудование для озонирования воды высоки.
- Требуется генерация на месте — из-за очень короткого периода полураспада озона его часто необходимо генерировать на месте, что требует много времени и средств.
- Токсичный газ – работа системы очистки воды озоном сопряжена с риском загрязнения воздуха озоном. Озон является высокотоксичным газом, который оказывает опасное воздействие на здоровье при вдыхании больших количеств. Также известно, что озон разъедает трубы и материалы сантехники, которые не являются стойкими к озону, например тефлон или нержавеющая сталь.
Еда на вынос
Использование озона для обработки воды является высокоэффективным средством уничтожения патогенов, окисления металлов, устранения неприятных привкусов и запахов. Хотя обработка озоном дороже других методов обеззараживания воды, она дает быстрые результаты и не оказывает негативного влияния на качество воды.
Озонирование воды для жилых помещений
Об авторе:
Норм Маровиц является советником и членом правления h3O Care Inc. С Маровицем можно связаться по адресу [email protected]. Райан Грицке — технический консультант по продажам и представитель по дизайну компании h3O Care Inc. С Грицке можно связаться по адресу [email protected].
Норм Маровиц и Райан Грицке
undefined
Обновлено 20.07.21 объекты и коммерческие приложения. Первый завод по производству питьевой воды, использующий эту технологию, начал работу в Ницце, Франция, в 1906 году.В 80-х годах были достигнуты успехи в технологии систем озонирования воды, которые стимулировали более широкое использование озонирования для очистки воды. С тех пор озон быстро получил общественное признание в США благодаря одобрению Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) и внедрению современного оборудования для производства озона для контроля дозировки. Например, многие муниципалитеты с поверхностными водами, содержащими опасные криптоспоридии и Giardia , в настоящее время используют системы очистки воды озоном в качестве первичной дезинфекции, поскольку хлор не проникает в эти простейшие и поэтому неэффективен для их уничтожения. Кроме того, озон не создает тригалометаны в качестве побочного продукта, как хлор.
Дезинфекция воды озоном в бытовых водоочистных сооружениях появилась сравнительно недавно. Есть несколько отличных применений этой технологии, которые обеспечивают решения проблем с качеством воды, которые могут быть трудноразрешимыми. При определенных обстоятельствах он также может стать менее дорогой альтернативой.
Системы очистки воды озоном
Преобразование кислорода в озон происходит с использованием энергии. В общем, система озонирования воды включает пропускание окружающего воздуха через высоковольтный электрический разряд (внутри герметичной трубы, т. е. коронный разряд). Озон генерируется печатной платой, установленной внутри системы. Когда воздух подвергается воздействию этого дугового электрического тока, кислород в этом воздухе (O 2 ) превращается в озон (O 3 ), мощный и быстродействующий окислитель. После того, как озон выполнил свою работу внутри системы фильтрации, он снова превращается в кислород (O 2 ), оставляя сточные воды из фильтра хорошо насыщенными кислородом. (1)
Положительные свойства озоновой системы
- Обработка воды озоном эффективна в широком диапазоне pH и быстро реагирует с бактериями, вирусами и простейшими ( Cryptosporidium, Giardia ). Он обладает более сильными бактерицидными свойствами, чем хлорирование или ультрафиолетовое (УФ) излучение. (2)
- Обладает сильной окислительной способностью с коротким временем реакции. Эти системы также имеют слой среды внутри резервуара, который улавливает окисленные минералы, а затем промывает их обратной промывкой.
- В процессе очистки в воду не добавляются химические вещества.
- Озон может повышать pH (при определенных условиях). (2)
Практическое использование озона
Распространенной проблемой качества воды в Новой Англии и во многих других районах страны является сероводород. Он может создавать невыносимый запах тухлых яиц в доме, вызывает коррозию металлов и может потускнеть серебро. Это также может привести к появлению желтых или черных пятен на светильниках. На более низких уровнях сероводород часто можно удалить с помощью систем подачи воздуха, активированного угля, бирмы, пиролюкса или марганцевого зеленого песка. На более высоких уровнях эти методы часто неэффективны там, где преобладает сила озона.
h3O Компания Care Inc. сталкивалась с ситуациями, когда нагнетание воздуха приводило к непреднамеренному эффекту усиления неприятного запаха в жилых помещениях с запахами, отличными от запахов, связанных с сероводородом. Индукция воздуха повысила уровень кислорода в воде, что позволило этим специфическим формам бактерий процветать и производить еще более сильный запах.
Стимулы роста бактерий резко различаются для разных типов бактерий. Некоторые процветают в среде с низким содержанием кислорода, в то время как другие получают от этого пользу. Как группа, бактерии демонстрируют самые широкие различия среди всех организмов в их способности обитать в различных средах.
В ситуациях, когда требуется умягчитель воды или другое оборудование для фильтрации воды, озонирование воды лучше всего устанавливать последним в очереди, чтобы убить любые бактерии, которые могут скрываться в водопроводных линиях или другом оборудовании для очистки воды.
Устранение многочисленных проблем с качеством воды
Компания h3O Care Inc. сталкивалась с ситуациями, когда вода имела следующие комбинированные проблемы:
- Высокое содержание железа;
- Высокомарганец;
- Низкий уровень pH; и
- Сильный запах тухлых яиц.
Стандартным подходом к этой ситуации может быть нейтрализатор pH со средством для смягчения воды, а затем еще один резервуар со средой, уменьшающей запах. Вместо этого, установив систему обработки воды озоном, железо и марганец были снижены до не обнаруживаемых, при этом уровень pH был повышен до нейтрального диапазона и устранен запах тухлых яиц.
Если слой среды внутри озоновой системы основан на углероде, обязательно сначала проверьте воду на содержание радона. Углерод будет поглощать радон и накапливать его с течением времени, что может привести к опасности для здоровья в доме.
Общие методы фильтрации минералов и устранения запахов
В традиционных подходах к удалению запахов и минералов использовалось сочетание зеленого песка и воздушных насосов (или перманганата калия) для окисления минералов и устранения запахов. Для этого требуется отдельный насос для подачи воздуха или отдельный резервуар для хранения химикатов, который всасывает перманганат калия в систему. Также обратите внимание, что перманганат калия является опасным химическим веществом. Ознакомления с Паспортом безопасности материала достаточно, чтобы многие отказались от его использования в домашних условиях.
h3O Care Inc. несколько лет назад унаследовала несколько сервисных аккаунтов от другой организации и постепенно переориентировала клиентов с перманганата калия. Мы не только не хотели, чтобы он был в их домах, мы не хотели, чтобы наши сотрудники обращались с ним по потенциальным причинам здоровья и безопасности. Напротив, система очистки воды озоном представляет собой автономную установку без дополнительных компонентов, необходимых для создания окисления. Это устраняет необходимость хранения химикатов в доме и уменьшает количество необходимого оборудования.
Потенциальные недостатки обработки воды озоном
Озонированная вода может сначала казаться мутной в стакане из-за создаваемого повышенного насыщения кислородом. Как и любая вода, содержащая пузырьки воздуха, они поднимутся наверх стекла и в конечном итоге рассеются. Клиенты должны быть предупреждены об этом заранее.
Озон потенциально вызывает коррозию, поэтому при производстве системы необходимо использовать коррозионностойкие материалы. Некоторые производители недавно переоборудовали свои стандартные воздушные системы для использования генераторов озона. Если производитель не позаботился о выборе материалов, используемых для впрыска озона, дилеры, занимающиеся установкой, потенциально могли столкнуться с проблемами и утечками, связанными с выходом из строя компонентов из-за разрушения озона.