Наш адрес:
Украина, 61045, г. Харьков,
переулок Отакара Яроша № 16,
2 этаж
Телефоны:
секретарь +38 (057) 340 06-17,
тел./факс  +38 (057) 340-06-14 Председатель ассоциации,

Председатель правления института

+38 (067) 574-69-69
+38 (099) 762-75-26

Директор института

+38 (067) 572-13-90
+38 (050) 514-33-41
Skype: medozon2000
E-mail:medozone@ic.kharkov.ua
Web site:www.medozone.com.ua
Применение озона для очистки воздуха, воды и различных стоков
В последние десятилетия человечество столкнулось с поистине глобальными проблемами загрязнения окружающей среды. Поэтому приходится вкладывать средства во всё более совершенные с точки зрения экологии технологии, так как за ними будущее и они являются источником новых рабочих мест, новых направлений и отраслей индустрии. Несомненными преимуществами озонных технологий являются высокая эффективность применения, низкая стоимость затрат на внедрение и обслуживание установок и экологическая безопасность. Для генерации озона необходимы только воздух или кислород и электроэнергия. При применении озонных технологий отпадает необходимость транспортировки и хранения реагентов с соблюдением строгих мер безопасности.Особенно востребованы сегодня озонные технологии по очистке воздуха, воды и различных стоков, получающие всё более широкое применение в производстве, сельском хозяйстве и быту.

Очистка и дезодорация воздуха

Химическая очистка воздуха рабочей зоны промышленных предприятий от ароматических углеводородов (фенол, формальдегид, ксилол, толуол, ацетон, амины и др.) является сложной и дорогостоящей задачей. По данным Американского агентства охраны окружающей среды, работа при загрязнении воздуха рабочей зоны фенолом и формальдегидом даже на уровне 1-2 ПДК повышает риск онкологических заболеваний кроветворных органов и легких на 40-60%. Запахи являются причиной стресса, влияющего на нервную и иммунную системы организма, что не менее опасно, чем отравление химическими веществами. Озон имеет характерный специфический запах при достаточно высоких концентрациях, намного превышающих ПДК, однако при этом он не заглушает других запахов, а разлагает и устраняет их источники. Атомарный кислород, образующийся при распаде озона, моментально окисляет различные пахнущие материалы. Уже при очень незначительной концентрации озона (примерно 0,005-0,01 мг/м3) воздух в хранилище ощущается приятным и свежим, а неприятные запахи ослабевают. Озонирование обеспечивает общуюдезинфекциюи позволяет устранить неприятные запахи, исходящие от упаковочного материала; в результате продуктам возвращается их естественный привычный аромат. Поэтому широко применяется оригинальный и дешевый проект дезодорации и дезинфекции воздуха в бытовых мусоропроводах жилых многоэтажных зданий с помощью озона. Безопасность системы обеспечивается за счет использования озоногенератора с ограниченной уровнем ПДК концентрацией озона на выходе устройства. Хорошо показали себя в эксплуатации озонаторы «ОЗОН ОВ-1», «ОЗОН ОВ-2», «ОЗОН ОВ-3» производства Харьковского института озонотерапии и медоборудования.
Озонированиес целью очистки воздуха от загрязнений можно проводить двумя способами: сухим, когда воздух обогащается озоном, получаемым с помощью встроенных в систему приточной вентиляции генераторов озона, и влажным, когда воздух обрабатывается озонированной водой в камере орошения кондиционера или скруббера.

При сухой очистке концентрация озона ограничивается значением ПДК, поскольку очистка происходит в присутствии людей. Сухой метод применяют в основном для очистки не сильно загрязненного воздуха (концентрация загрязняющих веществ 1-10 ПДК). Наиболее эффективно происходит очистка от легко трансформирующихся веществ, относящихся к непредельным соединениям (олефины и циклоолефины, диены), а также от терпенов, фенолов, стирола, сернистых соединений, аминов, нафталина, формальдегида, ацетона, толуола, бенз(а)пирена, бензола, метана и др.). Озонирование подавляет также и неприятные запахи (сероводород, аммиак, меркаптаны, сульфаты, крезол, амины и пр.). Процесс происходит при малых дозах озона и быстро. Эффективность очистки от загрязняющих веществ и неприятных запахов достигает 90% .

Озонирование можно использовать на различных химических предприятиях по переработке фенопластов, слоистых пластиков, асбестовых фрикционных изделий, предприятиях по производству анилиновых красителей, лаков и красок, на автомобильных и машиностроительных заводах, где загрязнение в рабочей зоне находится на уровне 1,5-15 ПДК.

Оригинальная система озонирования воздуха была внедрена на ОАО «Камкабель» (г. Пермь), производящем эмальлаки. Эффективность очистки воздуха рабочей зоны составила 90-95%. На ОАО «Московский экспериментальный завод древесно­стружечных плит и деталей» (пос. Подрезково Московской области) в цехе производства ДСП эффективностьочистки воздуха от паров формальдегида составила 85-90%.

Традиционно на текстильных предприятиях существует проблема повышенной заболеваемости рабочих, причем острые респираторные заболевания – грипп, ангина – достигают в структуре общей заболеваемости 60%. Причиной является высокая микробиологическая загрязненность воздуха в основных цехах текстильных предприятий. Инфицированию воздуха способствует бактериальная загрязненность перерабатываемого сырья, эксплуатация систем вентиляции и кондиционирования воздуха в режимах с замкнутым циклом (рециркуляцией воздуха), большое скопление людей. Сами кондиционеры также являются источником заражения людей скоротечной формой пневмонии, поскольку в кондиционере создаются благоприятные условия для размножения микробов.

Озонирование осуществляет бактерицидную очистку воздуха от вирусов и бактерий (легионелла, кишечная палочка, палочка мышиного тифа, микобактерия проказы, золотистый стафилококк, синегнойная палочка, тифозная палочка, туберкулезная палочка, стрептококки группы Б, гонококки, аденовирусы, ириновирусы, вирусы гриппа), спор грибов и плесени с эффективностью 90-100%.

Озонированный воздух способствует иммунно­стимуляции организма, активность лизоцима возрастает на 30-40%, бактерицидная способность кожи увеличивается на 30%, на 20-30% уменьшается заболеваемость острыми респираторными заболева­ниями, гриппом, ангиной, пневмонией, туберкулезом и др. В 3-5 раз снижается заболеваемость, связанная с гипертонической болезнью, на 10-20% уменьшается заболеваемость ишемической болезнью сердца. Исследования проведены ВНИИ охраны труда (г.Иваново), Ивановской государственной медицинской академией и Ивановской текстильной академией. Технология внедрена в прядильном цехе Ивановского камвольного комбината.

Очистка отходящих газов

Воздушные выбросы содержат почти всегда окись азота и серы, сероводород, летучую органику. В ряде случаев наблюдаются выбросы фтора, окиси ванадия и синильной кислоты. Пропускание отходящих газовчерез специальные растворы, насыщенные озоном, значительно повышает эффективность очистки.

Очистка озоном питьевой воды и различных стоков.

Подготовка питьевой воды

Применение озона для подготовки питьевой воды относится к самым ранним этапам использования окислительных и дезинфицирующих свойств озона. Первоначально озон использовался только для обеззараживания, затем его стали применять для удаления запаха, изменения цветности воды и устранения примесей.

Обеззараживание - удаление из воды бактерий, спор, микробов и вирусов (инактивация). Для этого обычно в воду вводят дезинфицирующее вещество. Доза дезинфицирующего вещества варьируется в зависимости от содержания в воде органических веществ, от температуры воды и от времени активной реакции воды с дезинфицирующим веществом. При использовании хлора, чем больше дозировка, тем меньшее количество бактерий выживает, но при этом появляются ещё и нежелательные побочные эффекты. С применениемозона бактерицидное действие начинается при достижении определен­нойкритической дозы, равной 0,4-0,5 мг на литр обрабатываемой воды. Причем происходит практически полная инактивация (дезинфекция) воды.

Механизм действия озона заключается в разрушении бактериальных протеинов и осуществляется посредством диффузии озона через мембрану клетки в цитоплазму с последующим поражением жизненных центров. Действие происходит быстро – при условии поддержания нужной концентрации его в воде. Если озон эффективно воздействует практически на все бактерии, то хлор производит только выборочное отравление жизненных центров бактерий, причем довольно медленное из-за малой скорости диффузии в цитоплазме. Время необходимое для снижения концентрации бактерий до допустимой величины называется временем инактивации (дезинфекции). Для хлора время инактивации составляет 30 мин. при содержании хлора в воде в пределах 0,05-0,2 мг/л. Для озона это время составляет 12 мин. при содержании озона в воде 0,1-0,3 мг/л. Во Франции для инактивации воды принято время, равное 4 мин., при концентрации 0,4 мг/л.

Обесцвечивание - удаление из воды органических и химических веществ, окрашивающих воду.
В зависимости от цветности исходной воды требуется большее или меньшее количество озона для обесцвечивания воды. В средних и северных районах России для доведения цветности поверхностных вод до нормы при 20° C обычно требуется доза озона 2,5 мг/л. Для южных районов России и на Украине, где исходная цветность воды значительно больше, требуется доза озона, равная 8 мг/л. Физический механизм воздействия озона при обесцвечивании воды заключается в разложении веществ до простейших соединений типа Н2О и СО2 и в коагуляции (объединении) веществ с дальнейшим выпадением их в осадок. Высокая эффективностьобесцвечивания воды озонированием является одним из определяющих критериев при выборе озона дляподготовки питьевой воды.

Удаление железа и марганца. В природных водах наиболее часто встречается железо в двухвалентной форме, находящееся в растворен­ном состоянии. Марганец в природной воде обычно сопутствует железу. Оба этих вещества придают воде цветность и характерный привкус. Озон легко окисляет соли железа и марганца с образованием нерастворимых веществ, которые затем могут быть удалены механически. Если железо и марганец содержатся в форме органических соединений или коллоидных частиц (с размерами 0,1-0,01 мкм), то обезжелезивание и деманганация воды традиционнымиспособами неэффективны. В этом случае необходимо предварительное окисление озоном комплексных органических соединений, приводящее к их расщеплению, после чего становится возможным удаление железа и марганца одним из обычных методов. Окисляя комплексные соединения, озон преобразует растворимые соли в нерастворимые, которые впоследствии легко удаляются.

Устранение привкусов и запахов воды. Неприятные привкусы и запахи в водах вызываются присутствием соединений минерального и органического происхождения, находящихся в растворенном или коллоидном состоянии.

Эти привкусы по своему происхождению могут быть:

  • минерального происхождения, вызываемые присутствием железа, марганца, сероводорода и общей повышенной минерализацией;
  • природного органического происхождения - гуминовые кислоты, органические вещества, поступающие со стоками, водоросли и чаще всего планктон;
  • городского происхождения - продукты распада органических веществ в городских отбросах;
  • промышленного происхождения - различные химические стоки, моющие средства, углеводороды, гудрон и различныесмолы;
  • сельскохозяйственного происхождения - пестициды, гербициды, минеральные удобрения.

Озон окисляет названные соединения, приводя к их расщеплению, сопровождающемуся исчезновением привкусов и запахов. Таким образом, происходит нейтрализация веществ путем своего рода «холодного сжигания». Благодаря более высокой окислительной способности озон в состоянии действовать на соединения, которые не подвергаютсявоздействию других химических реагентов. Хорошо себя зарекомендовали универсальные озонаторные установки, изготовленные Институтом озонотерапии и медоборудования, г. Харьков. Озонирование практически не создает дополнительных или замещающих соединений, тогда как хлор образует с некоторыми веществами сложные соединения, вызывающие появление весьма резких запахов. Например, при обработке хлором воды, содержащей примесь фенолов, образуется хлорфенол, являющийся канцерогеном и имеющий весьма неприятные привкус и запах. После обработки воды озоном, она насыщается кислородом, что приводит к эффекту родниковой воды, вода становится свежей, чистой, полезной и приятной на вкус.

Подготовка воды для разведения рыбы

Озонная технология по выращиванию рыбы используется:

- для подготовки воды (обезвреживания, обеззараживания) при выращивании различных гидробионтов с целью повышения их жизнеспособности и воспроизводительных показателей;

-для профилактики и лечения рыб при поражении их паразитическими простейшими;

-для очисткиводы от таких вредных веществ, как пестициды, гербициды, тяжелые металлы, фенолы, бенз(а)пирены и др. в условиях тепловодных хозяйств интенсивного разведения рыб (рыбозаводы, искусственные питомники и водоемы).

Для инкубации икры всех видов рыб и подращивания посадочного материала пригодны системы с подпиткой свежей водой до 10% в сутки и очисткой циркуляционной воды по ПАВ-озонной технологии. Для выращивания ценных и деликатесных видов рыб лучше подходят системы с малой подпиткой свежей водой (2-3% в сутки) и очисткой последовательно в биореакторе (с затопленной загрузкой) и по ПАВ-озонной технологии. ПАВ-озонная очистка оборотной воды позволяет содержать и выращивать в высокоинтенсивных условиях такие виды рыб, как радужную форель, сибирского осетра и европейского угря. В колхозе «Несвижский» реконструирован и успешно функционирует рыбоводный цехпроизводительностью до 40 тонн товарного сибирского осетра в год.

Подготовка воды в бассейнах

Традиционные схемы дезинфекции бассейнов в СНГ обычно основываются на хлорированиис использованием газообразного хлора или хлорсодержаших соединений, раздражающих кожный покров и слизистые оболочки глаз и носа у пловцов. Кроме того, хлорорганические соединения, обладающие канцерогенными свойствами и неизбежно образующиеся при хлорировании воды, оказывают вредное воздействие при попадании в организм пловцов через пищевой тракт. Кроме того, вода имеет пониженную температуру, что не позволяет получать оздоровительные процедуры людям с ослабленным иммунитетом и детям, так как, при повышении температуры воды, все вышеуказанные процессы ухудшаются, а из воды выделяется сильный и неприятный запах хлора.Такая методика водоподготовки уже давно не удовлетворяет международным требованиям.

Инновационно привлекательной и социально значимой задачей в оздоровлении населения является перевод спортивных и оздоровительных плавательных бассейнов с хлорирования на озонирование.Озон применяют не только для обеззараживания, но и для улучшенияорганолептических показателей и физических свойств воды - обесцвечивания и дезодорации. Озоном эффективно уничтожаются бактерии, споры, вирусы и разрушаются органические вещества, растворенные в воде. Следует также учесть безопасность озона по сравнению с хлором для обслуживающего персонала и, конечно, для посетителей бассейна, отсутствие неприятных запахов в воде, отсутствие раздражения слизистых оболочек хлором и более высокую надежность обеззараживания воды бассейнов. Массовому внедрению озонирования в уже существующих плавательных бассейнах мешают лишь недостаточная осведомленность об озонных технологиях и недостаток средств на реконструкцию бассейнов.

Очистка сточных вод

В Беларусии разработана и широко применяется ПАВ-озонная технология по подготовке питьевой воды и очистки всех видов стоков, сочетающая одновременно три процесса: окисление, коагулирование и флотацию. Особенностью технологии является то, что коагулянты, флоккулянты и флотореагенты не вносятся в очищаемую воду в виде химреактивов, а образуются в результате химического взаимодействия озона с уже имеющимися в воде органическими загрязнениями. Одновременно осуществляются обеззараживание, дезодорация и обесцвечивание за счет окислительного действия озона. Механизм действия ПАВ-озонной технологии основан на химическом синтезе веществ, способствующих коагуляции и пенообразованию при взаимодействии озона с загрязнениями воды (растворенные и коллоидные органические вещества, плазма и оболочки клеток микроорганизмов и т.п.). Наиболее легко окисляемые загрязнения разрушаются благодаря химическому окислительному действию озона (фенолы). Взвешенные частицы подвергаются флотации озоно-воздушной смесью. Вместе с взвешенными веществами удаляются адсорбированные на них загрязнения (ионы тяжелых металлов). Технологическая схема очистки основана на отделении загрязнений, которые направляются в первичные отстойники. Это исключает необходимость переработки дополнительного количества осадка с высокой влажностью и положительно влияет на осадкообразование в первичных отстойниках. Тяжелые металлы и другие загрязнения, содержащиеся в отделенной части блока доочистки, как правило, находятся в адсорбированном состоянии на взвешенных частицах и не переходят в сток, а удаляются вместе с осадком первичных отстойников.

Предварительная обработка хозбытовых сточных вод после первичных отстойников на станциях биологической очистки по ПАВ-озонной технологии вызывает снижение показателей загрязнения в 2-3 раза. Это позволяетзначительно увеличивать производительность станций аэрации без строительства дополнительных мощностей биоочистки. Капитальные и эксплуатационные затраты снижаются не менее чем в 2 раза, главным образом за счет того, что применение ПАВ-озонной технологии позволяет производить предварительную очистку небольшими дозами озона (не более 10-15 г/м3) и за короткое время (не более 10-12 минут).

Доочистка биологически очищенных сточных вод по ПАВ-озонной технологии приводит к снижению концентрации загрязнений до уровня природной воды или еще ниже. Вода полностью обеззараживается, снижается концентрация таких трудноудаляемых микрозагрязнений, как соли тяжелых металлов, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества. За счет удаления взвешенных частиц вода становится прозрачной и насыщается растворенным кислородом.

Первые испытания опытного образца системы очистки сточных вод по ПАВ-озонной технологии показали высокую эффективность и снижение капитальных затрат в 3-5 раз по сравнению с типовыми сооружениями. В 2005 г. завершилось строительство очистных сооружений г. Могилева, работающих по ПАВ-озонной технологии. Технология может с успехом использоваться для очистки стоков кожевенных заводов, стоков предприятий легкой промышленности и др.

Очистка животноводческих стоков

Для сточных вод животноводческих и свиноводческих комплексов характерно высокое содержание органических соединений ивысокая бактериальная загрязненность. Сточные воды содержат биогенные элементы, попадание которых в водоемы вызывает "цветение" воды. Такие воды невозможно использовать для каких бы то ни было целей. Существующий метод утилизации сточных вод экономически и экологически несовершенен, так как жидкая фракция навоза содержит 99% воды, и для его агротехнически правильного вывоза на поля требуется большое количество техники, топлива и рабочей силы. Кроме того, вывозить можно только в определенное время года - весной и осенью "под запашку", в остальное время года жидкую фракцию навоза необходимо сохранять в навозохранилищах огромной емкости. Как при хранении, так и при внесении жидкой фракции навоза на поля существует опасность загрязнения подземных или поверхностных природных вод. На свиноводческом комплексе "Логойское" прошла испытания пилотная установка (на 1/10 часть стока) очистки стоков по ПАВ-озонной технологии. Доказано, что очищенная сточная вода может быть повторно использована для гидросмыва навоза и мытья полов свинарников, или может сбрасываться в общегородскую канализационную сеть. Извлеченные из жидкой фракции биогенные элементы добавляются в твердую фракцию; приготовленное из этого сырья твердое удобрение является достаточно концентрированным и экологически безопасным. В связи с повторным использованием воды общее количество стоков, подлежащих очистке, невелико.

Применение озонной технологии позволяет:

  • исключить экологическую опасность попадания в природные воды бактериальных загрязнений;
  • устранить неприятные запахи;
  • извлечь из стоков не менее 40% азота и 90% фосфора и использовать их на удобрение в виде концентрированного компоста;
  • достичь экономии до 60% хозяйственно-питьевой воды.

Очистка нефтесодержащих стоков

Физико-химические методы очистки сточных вод от нефтепродуктов можно разделить на следующие: флотационные, адсорбционные, методы обработки коагулянтами, методы химического окисления. Механизм действия озонной технологии основан на том, что при неполном окислении озоном нефтепродуктов образуются соединения с выраженными поверхностно-активными, флоккулирующими, коагуляционными свойствами. Таким образом, при обработке по ПАВ-озонной технологии в качестве реагента используются сами загрязнения воды. При обработке балластных вод терминала Шесхарис (г. Новороссийск) и замазученных стоков станции ТЭЦ-4 г. Минска результаты показали полное выведение нефтепродуктов. Для определения концентрации загрязнений в стоках ТЭЦ-4 г. Минска использовался гравиметрический метод. Результаты испытаний подтверждены «Актом физико-химической лаборатории БелНИИСГИ».