Озонирование воды

   Первый и главный «соперник» хлора в бассейне – озон. Хотя столь категоричное утверждение было бы неверным, не помести мы его в кавычки. Дело в том, что озон хлору не соперник, а помощник и соратник. Вместе они работают куда лучше, чем по отдельности. Но о деловых качествах мы порассуждаем чуть ниже, а пока, как принято, маленький экскурс в историю.

   Итак, что мы знаем об озоне? Еще в XVIII веке было отмечено, что молнии и электрические машины распространяют своеобразный запах. В 1785 г. голландский физик М. ван Марум приписал этот "электрический запах" некоему веществу с окислительными свойствами. В 1801 г. Г. Дэви установил его присутствие в атмосферном воздухе. И только в 1840 г. немецкий химик К.Ф. Шёнбейн выделил (фактически открыл) это вещество. Он назвал его озоном (от греческого - одзейн - пахнущий). Тем не менее, и много десятилетий спустя в словарях можно было прочитать: "озон - неизвестное тело, производимое действием электрической машины на атмосферический воздух". И современное толкование этот термин получил лишь в начале XX века.

   Озон - аллотропное видоизменение кислорода в чистом виде взрывчатый газ синего цвета. Это весьма неустойчивое вещество достаточно быстро превращается в кислород. Он в полтора раза тяжелее воздуха, растворим в воде примерно в 10 раз лучше, чем кислород. При температуре –1120С озон конденсируется в тёмно - синюю жидкость, а при –1190С кристаллизуется. Твёрдый озон представляет собой сине – фиолетовые кристаллы. При сверхнизких концентрациях запах у озона приятный, освежающий. Большинством людей он воспринимается, как металлический. А вот Д. И. Менделеев, например, сравнивал его с запахом раков. Но уже при 1%-ном содержании в воздухе его запах крайне неприятен и резок. Дышать таким воздухом невозможно. Кстати, польза от вдыхания малых количеств озона - миф. Приятное ощущение свежести в лесу после грозы создаёт не сам озон, а продукты окисления им смолы и эфирных масел, содержащихся в листьях и хвое. К тому же он чрезвычайно ядовит (даже гораздо более ядовит, чем угарный газ СО); предельно допустимая концентрация озона в воздухе - одна стотысячная процента! Но запаховый порог при этом в 10 раз ниже. То есть, еще задолго до достижения предельно допустимой концентрации присутствие озона будет заметно.

   В природе озон образуется в верхних слоях атмосферы (на высоте 15-30 км) из кислорода под воздействием УФ- излучения Солнца, а кроме того, при дуговой сварке, при работе электрических трансформаторов, ксероксов, лазерных принтеров, при ударе молнии. Озон как составная часть атмосферного воздуха определяет характер поглощения солнечной радиации: её весьма активная в биологическом отношении ультрафиолетовая доля не достигает земной поверхности. А содержание озона, в общем-то, ничтожно: толщина слоя, приведенного к нормальным давлению и температуре, в среднем для всей Земли составляет 2,5-3 мм. Максимум концентрации озоносферного слоя достигается на высоте 20-25 км.

Существует несколько способов получения озона, среди которых наиболее распространенными являются: электролитический, фотохимический и электросинтез в плазме газового разряда. Электролитический (так называемый грязный) метод синтеза озона осуществляется в специальных электролитических ячейках. В качестве электролитов используются растворы различных кислот и их соли (H2SO4, HCLO4, NaCLO4, KCLO4). Образование озона происходит за счет электролитического разложения воды и образования атомарного кислорода, который, присоединяясь к молекуле кислорода, образует озон и молекулу водорода. Этот метод позволяет получать концентрированный раствор озона, но в силу своей энергоемкости и наличия примесей широкого применения не нашел. Фотохимический метод получения озона основан на диссоциации молекулы кислорода под действием коротковолнового УФ излучения. Этот метод не позволяет получать озон высокой концентрации. Метод нашел применение в медицине, пищевой, электронной промышленностях. При его использовании удобно стерилизовать воздух в помещениях, которые требуют особой биологической чистоты. Электросинтез озона (чистый метод), основанный на различных видах газового разряда, а именно: барьерного, поверхностного и импульсного получил наибольшее распространение. Этот метод позволяет получать озон высоких концентраций при большой производительности и невысоких энергозатратах оборудования.

   Основные преимущества обработки воды озоном состоят, в первую очередь в его химических свойствах. Это один из самых сильных известных нам окислителей. Его потенциал намного выше, чем у хлора, что обусловливает сам механизм воздействия на микроорганизмы. Он состоит в разрушении микроорганизмов путем инактивации бактериальных протеинов, то есть диффузией через мембрану клетки в цитоплазму с поражением жизненных центров. Затем происходит дальнейшее окисление и разрушение органических продуктов. Если озон «рубит» бактерии «на мелкий салатик», то хлор производит только выборочное «отравление» жизненных центров бактерий, причем довольно вялое из-за необходимости длительного времени процессов диффузии в цитоплазме. Кроме потрясающей способности уничтожения бактерий озон обладает высокой эффективностью в отношении вирусов, спор, цист (плотные оболочки, образующиеся вокруг одноклеточных организмов, например, жгутиковых и корненожек, при их размножении, а также в неблагоприятных для них условиях) и многих других патогенных микробов.

   Но в силу того, что озон весьма ядовитый газ, существуют очень жесткие требования по ПДК в воде бассейна. Практически его там быть не должно. Тем более что он гораздо тяжелее воздуха, и, испаряясь, накапливается над поверхностью воды. То есть именно в зоне дыхания пловцов его концентрация может быть достаточно высокой. Поэтому, при всём том, что выбор технологий и способов обработки бассейновой воды озоном на сегодняшний день немалый, ошибиться в этом самом выборе – это как сапёру на мину наступить. Значит, следует быть предельно осторожным и поинтересоваться: «А как у Вас обстоят дела с вопросами безопасности?» Как правило, процессы дезактивации происходят в реакционной ёмкости, через которую обрабатываемая вода проходит за пару-тройку минут (этого вполне достаточно для достижения стерильности). Затем оставшийся озон удаляется на угольном фильтре, где он частично превращается в кислород и частично в углекислый газ. А в бассейн очищенная водичка возвращается уже без озона. К вопросам безопасности следует добавить и наличие газоанализатора озона в воздухе техпомещения, связанного с тревожной сигнализацией, которая отключит генератор при утечке опасного газа.

   Используются и другие способы достичь той же цели. Например, запатентованная технология частичного озонирования фирмы Dinotec предполагает обработку озоном не всей воды, циркулирующей в бассейне, а … всего лишь десятой её части! Казалось бы, какой от этого прок? Ан нет! Технология действительно очень интересная. Мы обрабатываем озоном 10% циркулирующего потока, затем удаляем на угольном фильтре только избыточный, т.е. не растворившийся, озон-газ. Обработанную воду после этого «вливаем» в основной поток, и, таким образом, разбавляем в 10 раз. Озон при движении в направлении чаши бассейна успевает смешаться и «поработать» с остальной водичкой. При этом часть его успевает разложиться, другая – окислить всю органику (и не только), содержащуюся в основном протоке. Разумеется, какое-то количество озона попадает и в воду бассейна, но это количество определению не поддаётся. Результат тот же – озона в бассейне не наблюдается, но потрачено его (соответственно, и выработано) ровно в десять раз меньше. Это экономия и в затратах электроэнергии, и в стоимости оборудования, и, к тому же, дополнительные гарантии уже упоминавшейся безопасности.

   Достаточно широко используются и системы озонирования, в которых не используются реакционные ёмкости, т. е. выработанный озон впрыскивается непосредственно в циркуляционный поток, который вот-вот вольётся в чашу бассейна. Эти озонаторы используют исключительно для открытых бассейнов. Считается, что на открытом воздухе озон многократно разбавится, разложится и не будет представлять для купающихся никакой угрозы. Этим способом обработки воды озоном «грешат» в наибольшей степени производители из США. Вот тут позвольте воспользоваться авторским правом СМС (субъективное мнение специалиста). Охотно верю, что каких-либо летальных или тяжелых случаев отравления не было, но трудно представить, что даже маленькое «потребление сверх нормы» озона для кого-то прошло даром. Мнение это сугубо личное, но и его высказать нелишне.

   В связи с тем, что озона в воде бассейна нет, а вся вода одновременно обрабатываться не может, какой-то дезинфектант в ней всё же должен присутствовать, хотя бы в минимально достаточных количествах. Это необходимо для того, чтобы предотвратить развитие и рост микрофлоры, попадающей в чашу бассейна извне. Если для этого используется хлор, то озон проявляет ещё одно полезное свойство – доокисление и расщепление образующейся органики (тригалогенметаны, хлороформ и др.). Соответственно, запах исходящий от них благополучно исчезает, и, одновременно, мы избавляемся от опасности накопления канцерогенных веществ в воде.

   Следующее преимущество озонирования состоит в способности озона вступать в реакцию с большинством неорганических веществ, поэтому имеющиеся в составе воды и попадающие в неё извне неорганические примеси тоже попадают «под горячую руку». В результате этого многие соли из растворимого состояния переходят в нерастворимые комплексные соединения, благополучно оседая на материале фильтра. Происходит дополнительное осветление воды, ликвидируется цветность, запахи, привкус. Если к этому добавить способность озона создавать мощный электрический потенциал, то окажется, что заряженные коллоидные частички (взвеси) будут подвергаться коагуляции и тоже задерживаться на фильтре. Разложение озона приводит к образованию кислорода, а это придаёт воде дополнительную свежесть, проявляется эффект «родниковости». Таким образом, кроме основной своей функции – обеззараживания, озон выполняет ещё массу полезной работы по улучшению свойств воды.

   Омрачают эти приятные рассуждения лишь незначительные мелочи: достаточно высокая цена озонаторного оборудования (если оно надёжное, эффективное и безопасное), и невозможность использования озонирования, как единственного и самостоятельного способа обеззараживания. Но, в то же время, ощущения, получаемые от пребывания в воде, обработанной озоном, кардинально отличаются от ощущений, получаемых при любых других способах обработки.

   Наша задача состояла в том, чтобы попытаться подробно и объективно рассказать, что такое озон и как его заставить работать на Ваш бассейн, о его преимуществах и недостатках, а выбор в любом случае остаётся за Вами.