Ozonowanie wody

jeden ze sposobów oczyszczania wody pitnej z drobnoustrojów (dezynfekcji wody). Woda mieszana jest z ozonem w mieszalnikach inżektorowych i nasycona przepływa przez zbiornik kontaktowy, gdzie zachodzi proces dezynfekcji. Zużycie ozonu wynosi 0,6–4 g/m³, czas kontaktu z wodą ok. 10 min. Cząsteczka ozonu ulega rozpadowi tworząc tlen cząsteczkowy.

Ozon aktualnie wykorzystywany jest w różnych dziedzinach życia jako silny utleniacz. Właściwości stosowania ozonu znane są od dawna, jednakże dopiero w ostatnich latach zaczęły się poszerzać dziedziny gospodarki i przemysłu, w których znajduje on zastosowanie. Pierwsza instalacja systemu ozonowania do dezynfekcji wody w Polsce, była założona w Zakładzie w Bielanach Miejskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji w Krakowie w 1959 roku. Natomiast stosowanie ozonowania w procesie produkcji wody mineralnej, źródlanej czy też stołowej stało się dopiero możliwe w 2004 roku, Rozporządzeniem Ministra Zdrowia z dnia 29 kwietnia 2004[1].

Wady i zalety

W trakcie procesu ozonowania, cząsteczka ozonu ulega rozpadowi, tworząc tlen cząsteczkowy. W związku z tym, w ozonowanej wodzie nie ma już wolnego ozonu, który chroniłby ją przed wtórnym skażeniem. Dlatego ozonowana woda nie jest tak odporna na przesyłanie rurociągami, jak woda chlorowana (zjawisko nie występuje w szczelnych opakowaniach plastikowych lub szklanych).

Ponieważ ozon nie może całkowicie wyeliminować chloru z procesu uzdatniania wody, jednak może go w istotny sposób ograniczyć do minimum, w ilości niezbędnej do utrzymania w sterylności wszystkich nitek sieci wodociągowej po przejściu wody przez Stację Uzdatniania. Zabieg taki wyraźnie poprawia właściwości organoleptyczne spożywanej wody (brak wyczuwalnego zapachu i smaku chloru oraz mętnego zabarwienia).

Ozonowanie jako zaawansowany proces utleniania wykorzystywane jest w procesach technologicznych, ponieważ:

  • przyśpiesza niektóre reakcje chemiczne (np. utlenianie)
  • wspomaga procesy filtracyjne przez aglomeracje cząsteczek
  • pozwala efektywnie usunąć m.in. żelazo, mangan i amoniak
  • przyspiesza utlenianie mikrozanieczyszczeń oraz naturalnej materii organicznej
  • przywraca wodzie naturalną barwę i krystaliczną przejrzystość
  • usuwa z wody nieprzyjemny smak i zapach
  • zapewnia czystość mikrobiologiczną - usuwa bakterie, wirusy, ich spory i cysty oraz pleśnie i grzyby

Inne zastosowania

Wykorzystując generatory ozonu lub wodę nasyconą ozonem, ozonowanie można stosować do innych celów, np.:

  • do płukania i dezynfekcji butelek, zbiorników i instalacji,
  • w produkcji spożywczej do uzdatnienia wody produkcyjnej i technologicznej,
  • przy produkcji wody mineralnej,
  • do mycia i dezynfekcji owoców, jarzyn, warzyw i mięs - opóźnia psucie się i przejrzewanie
  • do dezynfekcji pomieszczeń
  • przy produkcji lodu – wydłuża trwałość mrożonek,
  • przy hodowli ryb w stawach – w procesach ciągłego uzdatniania wody i jej napowietrzania,
  • w basenach kąpielowych do usuwania (utleniania) zanieczyszczeń oraz dezynfekcji wody
  • w obiegach zamkniętych odzyskiwania wody w kąpielach mineralnych,
  • do mineralizacji, oczyszczania i odbarwiania ścieków,
  • do usuwania nieprzyjemnych zapachów - dezodoryzacja

Poprawa smaku i zapachu wody

Problemy związane zesmakiemi zapachem mogą pojawiać sięw każdej wodzie do picia. Uzdatnianie wody może prowa­ dzić do przekształcenia substancji o słabym zapachu w sub­ stancje o bardzo intensywnym zapachu (np. aminy i fenole, które podczas chlorowania wody przekształcane są w chlora­ miny i chlorofenole) [3]. Również metabolity organizmów występujących w wodzie mogą być przyczyną powstawa­ nia substancji o nieprzyjemnym zapachu. Najważniejszymi źródłami substancji o intensywnym zapachu są bakterie z ro­ dziny Actinomycetaceae oraz sinice Cyanophyceae. Wśród metabolitów najczęściej pojawiają się związki o ziemisto­

- spleśniałym zapachu, jak geosmina i 2-metyloizoborneol. Aby otrzymać wodę do picia bez smaku i zapachu, substancje te można eliminować przez:

- utlenianie ozonem lub ozonem w połączeniu z nadtlen­ kiem wodoru; jest to zwykle jedyny efektywny sposób utle­ niania tych związków ,

- adsorpcję na pylistym lub granulowanym węglu aktyw­ nym, przy czym to drugie rozwiązanie jest bardziej efektyw­ ne, zwłaszcza gdy występuje jako drugi etap filtracji i nastę­ puje po procesie ozonowania wody, przedłużając czas eksplo­ atacji filtru węglowego

Dezynfekcja

Usuwanie organizmów chorobotwórczych oraz pierwot­ niaków Giardia lamblia i Cryptosporidum parvum jest jed­ nym z głównych celów uzdatniania wody do picia. W tabeli 1 zestawiono wartości iloczynu CT wymagane w celu inakty­ wacji 99% najważniejszych organizmów patogennych. Ozon jest najsilniejszym środkiem dezynfekcyjnym oraz jedynym skutecznym czynnikiem zapewniającym inaktywację cyst oraz oocyst pasożytniczych pierwotniaków.

Usuwanie herbicydów i pestycydów

Większość tych substancji jest skutecznie utleniana pod­ czas pełnego procesu oczyszczania wody zaczynającego się od ozonowania wstępnego, a kończącego się na połączeniu ozonowania z sorpcją na granulowanym węglu aktywnym

Tabela 1. Wartości iloczynu CT wymagane do inaktywacji 99% (21og) mikroorganizmów w temperaturze 5+25 °C (1)

 

Mikroorganizm

Ozon pH=6+7

Chlor pH=6+7

Chloroamina pH=8+9

Dwutlenek chloru pH=6+7

Escherichia coli

0,02

0,03+0,05

95+180

0,4+180

Poliowirus 1

0,1+0,2

1,1+2,5

770+3500

0,2+6,7

Rotawirus

0,006+0,06

0,01+0,05

2810+6480

0,2+2,1

Giardia lamblia (cysty)

0,5+1,6

30+150

750+2200

10+36

Cryptosporidiumparvum (oocysty)

2,5+18,4

7200

7200(1109)

78(1109)