Библиотека, читать онлайн, скачать книги txt

БОЛЬШАЯ БИБЛИОТЕКА

МЕЧТА ЛЮБОГО


Физ свойства озона

Физико-химические свойства озона При нормальных условиях озон — газообразное бесцветное вещество, обладающее резким запахом. Считается, что запах озона — это запах свежего воздуха после грозы. Это действительно так, но лишь в том случае, если его концентрация очень мала и составляет доли предельно допустимых концентраций ПДК. Некоторые основные физико-химические свойства физ свойства озона приведены в таблице 1. Основные физико-химические свойства озона. При этом считается, что процесс растворения подчиняется закону Генри, согласно которому количество растворенного озона пропорционально давлению газообразного озона над раствором. Следует отметить, что растворимость озона гораздо выше основных атмосферных газов — азота и кислорода, но слабее таких окислителей, как хлор и двуокись хлора. Растворимость озона быстро повышается с понижением температуры воды. Разложение озона в воде Одновременно с растворением озона в воде происходит его разложение. При этом скорость его распада, как и обратная величина «время жизни», зависит от температуры воды и, в основном, от состава воды- в первую очередь от наличия в воде различных примесей, особенно некоторых органических соединений ионов металлов. Эти положения хорошо иллюстрируются данными, приведенными на рисунке 1. Разложение озона в различных видах воды при температуре 20 °С. Фильтрованная вода Цюриховского озера. Время жизни в однократно дистиллированной воде 20 минут, а в обычной воде несколько минут. Реакция озона с неорганическими веществами. Считается, что в нейтральной воде эти 2 канала реакций распределены поровну. В кислой среде преобладает молекулярный механизм, а в щелочной — радикальный. Поскольку озон выступает в химических реакциях как окислитель, то можно судить о его окислительной способности по, физ свойства озона называемой, величине окислительного потенциала. Значение величин окислительных потенциалов различных веществ, являющихся окислителямиприведены в таблице 1. Окислители Окислительный физ свойства озона Вольт Относит. Из стабильных веществ он уступает только фтору, резко превосходя хлор. Эффективность реакции озона с некоторыми неорганическими веществами можно оценить по начальным скоростям взаимодействующего с ними озона точнее по удельным скоростям реакций, физ свойства озона называемым константам скоростей или их обратным величинам физ свойства озона временам реакций. Частично эти данные представлены на рисунке 1. Реакция озона с металлами Ионы железа и марганца быстро окисляются озоном до гидроксида железа и диоксида марганца. Удаление этих металлов происходит в процессах флокуляции-фильтрации. Хром может быть окислен до шестивалентного хрома. Процесс этот сложный, требует особых физ свойства озона. Металлы, образующие комплексы с EDTA, такие как Pb, Ni, Cd и Mn, сначала проходят стадию разрушения комплекса, а затем окисляются. Такие реакции воспроизводят условия комплексообразования этих металлов с природными гуминовыми кислотами. Реакция озона с органическими соединениями. Электронная структура озона биполярна: с одной стороны — отрицательна, с другой — положительна. По этой причине озон может реагировать одновременно как электрофильно таки нуклеофильно. Обычно в физ свойства озона прямого физ свойства озона веществ озоном в воде преобладает электрофильный механизм. Дать характеристику реакции всех основных органических веществ с озоном достаточно трудно. Большинство хлорированных углеводородов и даже, ненасыщенные углеводороды не реагируют напрямую с озоном. В этом случае необходимо косвенное взаимодействие с озоном через радикал ОН. Бензол окисляется озоном очень медленно, а полициклические углеводороды быстрее. Время реакции озона с физ свойства озона соединениями составляет насколько секунд. Частично реакционная схема для фенола представлена на рисунке 1. Ион фената реагирует более быстро, чем протонированный фенол. Однако, в основном, реакции окисления аминов идут через ОН радикалы. Четвертичные амины ароматические амины реагируют с озоном быстрее. При этом они окисляются до карбоксильных кислот, в то физ свойства озона как вторичные спирты — до кетонов. Карбоновые физ свойства озона с озоном реагируют слабо или не реагируют вообще. Меркаптаны окисляются с озоном до сульфоновых кислот. Бисульфиты и сульфоновые физ свойства озона являются промежуточными веществами. Аминокислоты, в состав которых входит сера цистеин, цестин и метионинреагируют быстро. Озонирование этого соединения приводит к появлению параоксона, который более токсичен, чем паратион. Дальнейшее озонирование превращает параоксон в менее токсичные вещества например, в нитрофенол, который затем окисляется до конечных продуктов — нитратов и СО2. При обработке питьевой воды механизм прямого окисления через озон в молекулярной форме является основным. Озон, как инактиватор микрофлоры. Как уже упоминалось выше, озон обладает мощным бактерицидным и вирулентным инактивирующим вирусы действием. В научной литературе особенно популярной часто утверждается, что озон действительно дезактивирует бактерии и вирусы сильнее, чем хлор и это будет проиллюстрировано нижено к качественным оценкам этого преимущества надо относиться с определенными оговорками. Эффективность различных дезинфектантов хорошо иллюстрируется физ свойства озона рисунка 2. Скорость дезактивации патогенна Е-coli различными дезактивирующими агентами. В настоящее время при оценке эффективности того или иного дезинфектанта используются так физ свойства озона С х Т критерий, т. Значение СхТ критерия для различных микроорганизмов 99% инактивации при 5-25 физ свойства озона. Для такого патогеннакак кишечная палочка Е-coli ,озон более эффективен, чем хлор, но ненамного. Предполагается, что в принципе озону могут составить конкуренцию такие дезинфицирующие реагенты, как хлор, бром, йод, двуокись хлора и серебро. Молекулярный газообразный хлор, растворяясь в воде, распадается, производя хлористую кислоту HOCl, которая, в свою очередь, диссоциирует в воде на анион СЕО и катион Степень этой диссоциации определяется кислотностью среды. Так как сильным бактерицидным действием обладает именно НСlО, то при использовании хлора даже в виде гипохлорита необходимо поддерживать оптимальное значение рН. Йод, как дезинфектант, используется для дезинтификации в небольших системах водоподготовки иногда в плавательных бассейнах небольшого объема. По своим дезинцифицирующим свойствам йод слабее хлора и тем более озона, но он более удобен в транспортировке. Бром, в принципе, может использовать для целей дезинцификации, однако, в присутствии других окислителей он образует балласты, производные кислоты HbrO3, которые являются весьма вредными им соответствует низкое значение ПДК. Эта проблема — образование броматов при озонировании бром содержащих вод- является достаточно серьезной и мы остановимся на ней физ свойства озона разделе «Использовании озона для подготовки питьевой воды». Кроме того, в физ свойства озона время отечественная и зарубежная промышленность предлагает ряд органических веществ, обладающих сильным дезинфицирующим действием. Однако все они имеют те физ свойства озона иные недостатки и большого распространения до настоящего времени не нашли. В настоящее время хлор получают в специальных аппаратах-хлоратахпри электролизе раствора поваренной соли или используют гипохлорит, который, растворяясь в воде, создает необходимую концентрацию свободного хлора. Надо отметить, что под термином «свободный хлор» понимают концентрацию хлорноватистой кислоты HСlO. Использование хлораторов вызывает необходимость в хранении запаса реагента, а гипохлорит при хранении разлагается и содержание свободного хлора падает. Озон производится на месте и все что нужно для его производства - это озонатор и электроэнергия. Он впервые был использован как боевое отравляющее средство в первую мировую войну и жертвы его были многочисленны. Озон тоже относится к категории токсичных газов и его ПДК весьма низкий 0. Необходимо подчеркнуть, что до настоящего времени неизвестно ни одного смертельного или даже тяжелого, требующего госпитализации, случая отравления озоном. Вопрос токсичности озона будет рассмотрен ниже отдельно. Одно из основных неприятных свойств хлора заключается в том, что при его реакции с большинством органических соединений возникает целый спектр хлорорганических производных, большинство из которых сильно ядовиты. Хлорфенолы и полихлорфенолыособеннотак называемые диоксины, являются одними из сильнейших известных в настоящее врем органических ядов, причем действие этих токсинов заключается в разрушении иммунной системы человека. Так что, говоря о диоксинах, иногда используют термин «химический СПИД». Хлор очень легко взаимодействует с аммиаком, образуя хлорамины. Эти вещества обладают весьма слабым дезинфицирующим действием, но чрезвычайно сильно раздражают слизистые оболочки глаз и носоглотки. Хлорамины часто называют «связанным хлором». Этот связанный хлор в 5-10 раз более сильный раздражитель, чем свободный хлор. Озон также может образовывать промежуточные соединения by products при озонировании газовых и конденсированных сред. Теоретичеки можно допустить, что образующиеся by products более токсичны, чем озон. Эта проблема была предметом исследований многих ученых всего мира. Концентрации и состав промежуточных веществ, возникающих при озонировании, очень зависят от того, озонируется ли питьевая или сточная вода. Безусловно, в первом случае образуется гораздо меньше by products и физ свойства озона их более очевиден. Все эти вопросы будут рассмотрены в соответствующих разделах обзора. Можно резюмировать достаточно совпадающие физ свойства озона многолетних исследований следующим образом: В подавляющем большинстве случае физ свойства озона продукты окисления загрязнителей озоном МЕНЕЕ ТОКСИЧНЫ, чем исходные ингредиенты. Дезинфекции хлором и озоном на промышленных очистных станциях и в лабораторных физ свойства озона. Многолетняя история использования этих 2ух дезинфектантов на больших водоочистных станциях содержит богатый фактический материал, позволяющий судить об их преимуществах и недостатках. Так за физ свойства озона длительной эксплуатации станции в Ницце в озонированной воде никогда не были обнаружены бактерии Физ свойства озона coli и Clostridium pertringers. На фильтровальной станции Бельмонт в Филадельфии США озонирование воды дало более успешные результаты по отмиранию e-coli, чем результаты, достигнутые при хлорировании. Исследования по озонированию воды проводились на Восточной водопроводной станции в г. Эффект обеззараживания воды озоном при содержании общего количества бактерий в 1 мл 800-1200 ед. На Рублевской водопроводной станции г. Москва проводили озонирование воды реки Москвы. Общее число бактерий в 1 мл воды после введения озона снижалось на 92-99% в пределах времени от 1-25 мин. Бактерицидная доза озона соответствовала такой, после обработки, которой нельзя было обнаружить e-coli в 500 мл. Повышение мутности с 6. В этих условиях бактерицидные дозы, вызывающие гибель 99% колоний e-coliсоставляли для хлора 0. Однако хлор и озон влияют на бактерии не совсем одинаковым образом. При озонировании наблюдается другая картина — при малых концентрациях озона его влияние на бактерии незначительно, но начиная с некоторой критической дозы 0. При этом озонируется вся масса бактериальных процентов. Хлор производит выборочное отравление жизненных центров бактерий, причем довольно медленное из-за необходимости длительного времени для диффузии в протоплазме. График выживания бактерий физ свойства озона обработке воды озоном и хлором- - - - озон- хлор 2. Действие озона на споры, цисты и другие патогенны. По отношению к этой микрофлоре озон также выступает как эффективный бактериальный агент. Установлено, что время, необходимое для уничтожения этих организмов при остаточной концентрации озона 0. Действие озона на вирусы Озон оказывает ярко выраженное, радикальное воздействие на многие вирусы, что сопровождается полной гибкостью вирусного протеина. Выводы из этих исследований могут быть представлены в следующем виде: Инактивация вируса полиоэмилита хлором достигается дозой 0. Инактивация вируса с помощью озона достигается дозой 0. При использовании двуокиси хлора необходимо использовать дозу 0. Личинки моллюска дрейсены при дозе озона 0. Взрослые формы моллюска погибали при более длительной обработке озонированной водой до 30 мин. Правда, цветущие водоросли, обычно бурно размножающиеся в открытых бассейнах на солнечном свете, слабо подвержены действию озона. Здесь используют ударные дозы хлора. Эту обработку проводят обычно ночью при профилактической чистке таких бассейнов. Подводя некоторый итог предельно краткому сопоставлению озона, хлору и двуокиси хлоракак агента для очистки и обеззараживания воды, отметим, что в определенном смысле этот спор был решен самой жизнью. Действительноопыт работы водоочистительных станцийиспользующих озон и хлорполностью свидетельствует в пользу озона. Так сопоставляя работу французской станции водоподготовки в Сен-Мор и станции в Чикаго США Физ свойства озона то же физ свойства озона в Чикаго имели место вспышки желудочно-кишечных заболеванийнесмотря на весьма значительное содержании хлора в водопроводной воде. Один из крупнейших гигиенистов прошлого века Уайтсон высказал на международном конгрессе по водоснабжению в Стокгольме июль физ свойства озона г. Эксперименты, проведенные в г. Аштоне Англия показали, что в обеззараженной озоном воде, циркулирующей в исправной водопроводной сети трубопроводов, не происходит ухудшения ее качества. Контрольные пробы озонированной воды, взятые из сети, оказались совершенно равноценными пробам, взятым из других источниковсодержащих остаточный хлор в воде. Установлено также, что небольшое количество остаточного хлора, имеющееся в трубопроводах не может оказать никакого обеззараживающего действия на загрязнения, вызванные повреждениями коммуникаций. Один из авторов этого обзора обсуждал данную проблему с ведущими работниками цюриховского водопровода и они подтвердили мнение Уайтсона, что при использовании чистых труб в водопроводных сетях повторного заражения озонированной воды не происходит. Даже из этого краткого сопоставления озона с другими окислителями-дезинфектантами преимущества физ свойства озона бесспорны. Из-за краткости обзора мы не останавливаемся здесь на таких положительных свойствах озонакак усиление процессов коагуляции-флоккуляции, эффективное проведение процесса микрофлоккуляции, несравненно более высокое качество воды в плавательных бассейнах, использующих озон вместо хлора и ряд других. Бытует мнение, что озонирование значительно дороже хлорирования. Однако это не так. В процессе хлорирования возникает необходимость устранить излишний хлор из воды, провести так называемое дехлорирование. Для получения воды удовлетворительного качества это приходится делать, применяя специальные реагенты. С учетом этого фактора, а также тенденций непрерывного понижения цены на озонаторное оборудование и повышение цены на хлор и хлор- продукты, в настоящее время стоимость этих процессов почти сопоставима. Тем не менее, хлорирование, если говорить о нашей странефиз свойства озона чаще, чем озонирование. Есть несколько физ свойства озона : - психологическая причина. Работать с хлором, особенно если речь идет о баллонах с жидким хлором, сравнительно просто. Достаточно отвернуть вентель баллона или вылить в бассейн ведро гипохлорита, как все проблемы с дезинцификацией решены. Это, безусловно, проще, чем следить за концентрацией озона, выходящего из озонатора, учитывая, что озонатор сравнительно сложный аппарат и надо быть уверенным, что он неожиданно не отключится. До самого последнего времени надежность озонаторного оборудования оставляла желать физ свойства озона, а низкий уровень автоматизации предполагал необходимость использования обслуживающего персонала относительно высокой квалификации. Существенный прорыв в проблеме создания надежного, несложного в использовании озонаторного и озоноизмерительного оборудования стал возможен после появления современных IGBT транзисторов, позволивших резко упростить и удешевить производство импульсных высоковольтных генераторов, развитие микропроцессорной техники и новых типов ультрафиолетовых сенсоров, современных синтетических цеолитов и пр. Все это, а также полученные результаты исследований импульсных электрических разрядов в воздухе, позволило разработать новые технологические решения, открывшие совершенно новые возможности для производства озонаторов неосушенного воздуха, кислородных озонаторов, систем контроля остаточного озона в воде, озонометров, концентраторов кислорода и другого оборудования, делающего применение озонирования гораздо более простой и удобной технологией, чем она была раньше. Мы рады, что наши исследования и разработки, защищенные патентами в России, США, Японии и других странах помогают делать жизнь людей более простой, безопасной и,будем надеяться, более долгой. «Озонирование в процессах очистки воды» Караффа-Корбутть«Озонъ и его применение въ промышленности и санитарiи» Изд. Кожинов «Озонирование воды» Ткаченко «Физическая химия озона» Изд. «Ozone» in Encyclopedic of chemical Technology. «Справочник по растворимости» т. «Processes unitaixes du treatmeut de l esu potable» Ed. «Chemistry in water reuse». «In Progress Technologies for water treatment» Ed. «Озон и его реакции с органическими соединениями» «Образование промежуточных веществ в процессе озонирования и хлорирования» Wat. «American Jounal of Public Health» 1946. «Extract du mensuel» du ceutre Belge 287. «Городское хозяйство Москвы» 1970. «Das gas nnd Wassertach» 1952. Journ of New England Water Works Ass. E Jnd Med and Surg. «Использование ультрафиалетового измерении при обеззараживании воды плавательных бассейнов». «Очистка и обеззараживание воды в бассейнах» Сантехника.



copyright © altaygorniy.ru