Озонирование

Озонирование воды, очистка (стерилизация) воды при помощи озона (смотрите), вырабатываемого действием электрич. тока высокого напряжения в озонаторах (смотрите Вода, Очищение воды). Производительность озонатора при двух парах пластинок—от 25 до 30 г озона на 1 силочас. Для О. необходимо иметь в среднем ок. 3 г озона на 1 jit³ воды. И существующих установках расход озона варьирует в пределах от 0,6 до 4,3 г на 1 м.³ воды. Под влиянием тихого разряда в озонаторе происходит как образование, так и разложение озона; поэтому обычно вырабатывают озон с концентрацией от 1 до 3, в крайнем случае до 6 з на 1 ai³ воздуха; при этих концентрациях разложения озона не происходит. Подлежащую О. воду пропускают предварительно сквозь быстродействующий песочный фильтр (смотрите). Производительность быстродействующих песочных фильтров: с 1 м“ поверхности фильтра—5 м³ воды в час при разности давлений от 0,2 до 2,0 л водяного столба. Профильтрованную воду направляют самотеком (при поступлении воды сверху) или нагнетают насосом (при поступлении воды снизу)в стерилизатор, в котором вода приводится в тесное соприкосно вение с озоном, поступающим из озонатора. При подаче воды в стерилизатор сверху ее предварительно собирают (после фильтрования) в резервуаре, откуда она самотеком по трубам поступает к сетчатым наконечникам, которые расположены в верхней части стерилизационной башни (обыкновенно каменной); здесь распыленная наконечником вода подвергается энергичной аэрации и падает на камни, заполняющие нижние две трети стерилизатора; при проходе через камни вода встречает на своем пути струю озонированного воздуха, поступающего в стерилизатор снизу (под колосниковые решетки). При нагнетании воды в стерилизатор снизу она смешивается с. озоном или в самом стерилизаторе, или же смешение производится предварительно в особом смесителе. Стерилизатор представляет в данном случае железный резервуар высотой около 6—7 метров и диам. ок. 1 м, разделенный внутри-через каждые 0,5 метров мелко продырявленными целлюлоидными плитами; подобные стерилизаторы сравнительно легки и занимают мало места. Свежий воздух, присасываемый воздушным насосом, проходит сначала через воздушный фильтр и осушитель, а затем уже поступает в озонатор, где подвергается действию переменного электрического тока, трансформируемого до требуемого напряжения (в существующих установках — от 6 500 до 20 000 V). Озонированная вода из стерилизатора, по выделении излишка озона, попадает в резервуар чистой (стерилизованной) воды, откуда она затем подается насосами в сеть. На фигуре представлена машинное помещение озонатор Д Ш Шп

^ iljjfc---компрессор резервуар^ и/tero у

.VI
	Г	1 1
г 1	i t i •V.	ii
И	; 11 ·	1*4
-dJ	-Λ	lia.

~ земля

- воздух

Соды стерилизатор

И J— -Q

> водобое вор

Схема озонирования воды. установка по О. воды. Вода из водосбора 7 насосом 2 подается в фильтр 3, из которого насосом 4 накачивается в стерилизатор V; пройдя последний, она попадает через воздухоотделитель (воздушный вантуз) 5 в резервуар чистой воды б, откуда по трубе 7 нагнетается в сеть; свежий воздух по трубе I направляется последовательно в воздушный фильтр II, в осушитель III (где он осушается посредством холодильных аппаратов Ша) и озонатор D; по проходе через озонатор, воздух нагнетается воздушным насосом IV в стерилизатор V, откуда по трубе VI он выходит наружу или входит, при замкнутой системе, в трубу I, пополняясь здесь свежим воздухом. Все машины приводятся в движение электромоторами из одной центральной электрич. станции

A, питающей также электромотор генератора переменного тока В. Из В ток подается в трансформатор С и далее в озонатор D. Для всей установки, включая энергию на освещение, требуется мощность около 120 W на каждый м³ воды.

В состав крупной озонизацпонной установки для очистки воды, сооруженной в 1912 году в Хемнице (Германия), входят следующие аппараты и машины.

1) Стерилизатор снег. Tindal de Frise—вертикальная железная башня диам. 1,6 метров и высотой

6.5 м, разделенная внутри по высоте 5 расположенными одна над другой частыми целлюлоидными ситами. 2) О з о н н а я батарея (трубчатые аппараты сист. Сименса) из 8 горизонтально расположенных озонных аппаратов (из которых 4 резервных) с 6 стеклянными трубками в каждом В каждую стеклянную трубку вставлен алюминиевый цилиндр,присоединенный к полюсу высокого напряжении и имеющий такие размеры, что между его стенками и стенками стеклянной трубки остается необходимое свободное пространство для протока озонируемого воздуха. 3)Тра н-сформатор высокого напряжения на 6 500 V и 500 периодов, соединенный с озонной батареей. 4) Озонный воздушный н а с о с присасывающий озонированный воздух из озонных аппаратов и нагнетающий его под давлением в 6,5 метров вод. ст. в протекающую через стерилизатор воду. Производительность насоса—150 м³ присосанного воздуха в час. 5) Умформер, приводимый в движение электромотором (15 н>, t 450 об/м., 50 периодов), генератор нере.ченного тока для получения переменного тока для трансформатора высокого напряжения. 6) Воздухосушильная установка с приводимым в движение при помощи электромотора (4 IP, 700 об/м.) компрессором холодильного устройства для осушенип присасываемого воздушным насосом свежего воздуха, с двумя агрегатами для углекислоты, одним агрегатом для сернистой к-ты, конденсатором, осушителем воздуха и воздушным фильтром. 7) Центробежные насосы, приводимые в движение электромоторами (13 IP, 960 об/м.); для подачи воды в стерилизационную башню имеются три электронасоспые агрегата производительностью в 140 -м“ воды в час каждый при подъеме на высоту 13 mi суточная производительность каждого агрегата равна 3 000 м³ воды.

Пример другой крупной озонизационной установки представляет озонная водопроводная станция Пенковая, построенная в 1911 году для г. Петербурга, производительностью 50 000 м³ воды в сутки. Вода всасывающей трубой забирается из р. Невы и подается при помощи насосов в осадочный бассейн. Перед поступлением в последний в воду прибавляют в качестве коагулянта сернокислый алюминий из расчета 30 г A1₂(S0₄), на 1 ж³ воды. В осадочном бассейне вода задерживается в продолжение 2 ч., после чего она переливается (самотеком) в быстродействующие песочные фильтры сист. Говатсона (Howatson). Толщина песчаного слоя фильтров равна 1 М] диам. зерен песка—2 миллиметров скорость фильтрации—

4.5 м/ч; производительность фильтров— 2 000 м³ воды в час. Пройдя фильтр, вода по трубам направляется в смеситель, в который одновременно поступает озон из озонной батареи, после чего озонированная вода по трубам спускается в низ стерилизаторов (т. н. ст(рилизационных башен) и, поднимаясь вверх, переливается через каскады в резервуар чистой воды. Оборудование для выработки озона состоит из расположенных в машинном помещении двигателей с динамо, электромоторов, умформеров высокого напряжения, распределительной доски и из находящихся в соседнем помещении озонных батарей, трансформаторов, стерилизационных башен и воздухоохладительных машин. Двигателями служат 3 паровые машины мощностью в 150 1Р каждая,

приводящие в движение 3 генератора, питающие электромоторы умформеров. Озонная батарея сист. Сименса состоит из 128 озонных аппаратов, по 6 элементов в каждом (с одним внутренним алюминиевым и одним внешним стеклянным цилиндрами), работающих на токе напряжением в 6 500 V при 500 периодах. Поступающий в озонную батарей воздух предварительно осушается при помощи холодильных машин. Полное смешение воды с озоном происходит в 5 стерилизационных башнях, сооруженных из бетона. На каждую башню приходятся 4 смесителя сист. Отто с удлиненными вытечными трубами, производительностью по 125 ж³ воды в час, а всего (на одну башню) 500 м³ в час. При проходе через смесители, работающие по принципу водоструйных аппаратов, вода присасывает споим падением озонированный воздух из батарей и смешивается с ним. Из резервуара чистой воды вода накачивается в сеть. По Рашковичу, опыты по О. воды реки Невы в Петербурге показали, что при предварительной очистке этой воды на медленнодействующих фильтрах (без коагулирования) потребовалось для ее стерилизации от 4 до 5 г озона на 1 м³ воды, при концентрации озона не менее 2 г/м³ и при времени реакции 15 минут, тогда как при прибавлении коагулянта (сернокислого алюминия) в указанной выше пропорции и предварительной очистке на быстродействующих фильтрах потребовалось от 1,5 до 2 г озона на 1 м³ воды, при концентрации озона не менее 1,5 г/м³ и времени реакции 10 мин. Так как вода Невы содержит большое количество органических веществ, то для получения удовлетворительных результатов очистки коагулирование является необходимым мероприятием.

В Европе и Америке имеется целый ряд фильтровальных станций, очищающих воду посредством озона в аппаратах сист. Sie-mens-Halske, Schneller, Marmier-Abraham, Tindal de Frise, Marius Otto, Lion G6rard и др. Все эти системы различаются отчасти конструкцией озонных батарей, отчасти построением стерилизаторов.

Озон (смотрите) перед другими окисляющими средствами имеет то преимущество, что после своего действия он не оставляет каких-либо нежелательных веществ, а увеличивает лишь содержание кислорода в воде. По Ольмюллеру О. воды дает достаточный бактерицидныйэффект лишь в том случае, если вода обработана достаточным количеством озона; о последнем судят по наличию нек-рого количества свободного озона в воде по выходе ее из стерилизационных башен (проба на посинение раствора KJ с крахмалом). В отличие от других стерилизационных методов очистки воды О. воды не сообщает последней какого-либо постороннего вкуса или запаха. Единственным минусом этого способа является его относительная дороговизна, в виду чего он применим по преимуществу там, где имеется дешевая электрич. энергия и приняты меры к предварительной очистке воды более дешевыми способами. Для уменьшения расхода озона необходимо, чтобы вода, по ступающая на озонирование, содержала минимальное количество органических (гуми-новых) и неорганич. веществ. Расход озона всецело зависит от свойств воды и от тщательно^) контроля работы озонной станции; постоянному контролю подлежат не только озонные батареи, но и количество подаваемого озона, меняющееся в зависимости от содержания органических веществ в воде.

11а случай внезапного прекращения работы озонных батарей должен быть предусмотрены приспособления (магнитные), автоматически останавливающие циркуляцию воды через стерилизаторы. Всякая озонная установка требует: 1) приспособлений для точной дозировки озона и воздуха; 2) проверки работы озонной станции (при ее приемке) на бактерии coli (по способу Проскауера и Шю-дера); 3) контроля как в начале работы станции (при помощи бактериологии. исследований), так и во время работы ее (при помощи иодокрахмального индикатора).

Опыты Ольмюллера, Пралла, Проскауера и Шюлера над О. воды дали следующие результаты: 1) в бактериология, отношении О. воды значительно сокращает общее число бактерий и дает полное уничтожение патогенных (болезнетворных) бактерий; 2) в химия, отношении О. воды уменьшает окислпемость воды и увеличивает количество свободного кислорода в ней, то есть улучшает качество воды; 3) в технич. и гигиеннч. отношениях действующий па воду озон безвреден, т. к. он быстро переходит в обыкновенный кислород; 4) О. воды не сообщает воде постороннего вкуса или запаха и разрушает окрашивающие примеси. По Вейрауху, О. воды имеет следующие преимущества: 1) при рациональном устройстве установки получается полная гарантия обезвреживания воды в бактериология, отношении; 2) стерильность озонированной воды м. б. проверяема во время экс-плоатации установки; 3) обработка озоном уменьшает содержание органич. веществ в воде; 4) путем озонирования воды могут быть упичтожепы: дурной запах (например вследствие присутствия сероводорода), плохой вкус и окраска (благодаря палпчпю гуминовых веществ); 5) при наличии соответствующих предохранительных приспособлений озонные установки вполне надежны в эксплуатации.

Лит.: Брилинг С. Р., Краткое руководство по водоснабжению, 2 пзд., М.—Л., 1928; Gross Е., Handbuch d. Wasserversorgung. Berlin, 1928; L u e-g e r 0.—W e у r a u c 1) R., Die Wasserversorgung d. Stadte, 2 Aufl., B. 2, Lpz., 1916; Raskovicli S., Ozonification of the Water of the River Neva, «The Institution of Sanitary Engineers», L., 1924; О h 1-mailer, Ober d. Einwirkung d. Ozons auf Bakte-rien, «Arbeiten aus dem Gesundheitsamt», B., 1891, B. 8; 0 h 1 m ii 1 I e r u. P r a 1 I, Die Behandlung d. Trinkwassers mit Ozon, ibid., 1902, B. 18; Erl v e i n G., Trinkwasserreinigung durch Ozon, «Fortschritte d. naturwissenschaftlichen Forschung», Berlin, 1914, B. 10, H. 5; Erlweln G., Einzelanlagen zur Sterilisation von Trink- u. Industriewasser durch Ozon, «Gesund-heit“, Berlin, 1906 u. «Gesundheitsingenieur», Miin-chen, 1906; К i s s k a 1 t, Bericht u. die Versuche zur Reinigung d. Pregehvassers mittels Alaun und Ozon, Kfinigsberg, 1914; «Annales de l’institut Pasteur», P., 1895; «Engineering News», N. Y., 1908, 1919; «Ztschr. fur Hygiene und Infektlonskrankheiten», Berlin, 1903, B. 42; «Revue d’Hygi6ne», P., 1909; «Deutsche Vier-teljahrsschrift f. Offentliche Gesundheitspflege», Braunschweig, 1909; «La technique sanitaire et municipale, P., 1906, 64, 69; «Wasser u. Abwasser», Berlin, 1909, 1910; «Der Gesundheitsingenieur», MUnchen, 1900—1903,1906, 1908, 1909, 1911,1913; «Arbeiten d. Kftnigl. Gesundheits-amts». В., 1892, 1902; «Schillings Journ. f. Gasbeleuch-tung u. Wasserversorgung», Munchen, 1897, 1899, 1901, 1902, 1906, 1907, 1912; «GC», 1906, 1908—1910; «Zeit-schrif d. Ost. Arch. u. Ing. Vereins», W., 1901, 1911; «Dingler’s polytechnisches Journal», B., 1909; «Ztsclir. d. VDI», Berlin, 1900, 1906; «Der stadtlsche Tiefbau», Karlsruhe, 1913. С. Брилинг.