ВИКОРИСТАННЯ УФ-ОПРОМІНЕННЯ В ПОЄДНАННІ З ОЗОНУВАННЯМ ДЛЯ ЗНЕЗАРАЖЕННЯ ВОДИ

Семенов А. О., к.ф.м.н., доц.
ПУЕТ, м. Полтава


ВИКОРИСТАННЯ УФ-ОПРОМІНЕННЯ В ПОЄДНАННІ З ОЗОНУВАННЯМ ДЛЯ ЗНЕЗАРАЖЕННЯ ВОДИ

Якість води визначається комплексом її хімічних, біологічних компонентів та фізичних властивостей, які зумовлюють придатність води для водокористування [1].
Вчені різних країн останнім часом приділять увагу УФ-знезараженню води, вдосконалюючи технологію і технологічне обладнання для вирішення комплексних задач, а саме:
- знезараження води при значному бактеріальному забрудненні;
- видалення органічних та неорганічних речовин;
- поліпшення органолептичних показників якості питної води;
- очищення підземних вод від підвищених концентрацій заліза та марганцю, видалення сірководню.
Одним із таких напрямків є використання комбінованих методів [2].
Найбільшої уваги заслуговує – метод УФ-опромінення в поєднанні з озонуванням, механізм дії якого можна описати за допомогою декількох хімічних реакцій.
При УФ-опроміненні молекул розчиненого у воді озону призводить до його часткового розкладання з утворенням радикалів атомарного кисню і ОН [3]. Їх реакційна здатність (окислення) у багато разів вище, ніж в озону. Коефіцієнт екстинкції О3 на довжині хвилі 254 нм дорівнює 3300 л/(моль.см), і він набагато вище, ніж у Н2О2 [18,6 л/(моль.см)]. Приблизно, швидкість розпаду озону в 1000 разів вище, ніж у Н2О2. Поглинання УФ-випромінювання призводить до фотолізу озону з утворенням високоактивного радикала синглетного кисню, потім до утворення пероксиду водню і його фотодисоціації на два гідроксильних радикала:

 (1) -   (2)
                                                                                                                                               
Безсумнівно, ці радикали ефективно беруть участь у процесі знезараження, але насамперед витрачаються на окислення інших органічних і неорганічних домішок у воді.
Озонування, як потужна комплексна окислювальна технологія очищення води може застосовуватися разом з УФ-технологією [4, 5]. Попереднє озонування води, з наступним її очищенням, значно покращує прозорість води для УФ-випромінювання (природно, що при цьому також йде процес знезараження озоном), що робить застосування ультрафіолетового знезараження більш економічним.
Процес знезараження води комбінованим методом УФ-випромінювання в поєднанні з озоном застосовують при очищенні певних типів води для розкладання складних органічних домішок. Ці процеси ефективно йдуть при дуже високих УФ-дозах 500-600 мДж/см2, що набагато більше, ніж необхідно для глибокого знезараження.
Для вирішення питання знезараження води, що містить органічні домішки нами запропонована конструкція УФ-установки [6], яка представляє собою циліндр в якому розміщується кварцова трубка і УФ-лампа озонної дії. Така конструкція запропонованої установки дає можливість забезпечити відбір озону з кварцової трубки з допомогою ежектора. Кількість озону, що генерується УФ-лампою на протязі години складає - 0.75г. За рахунок ежекторної системи озон подається в трубопровідну систему подачі води перед УФ-опроміненням, що дає можливість забезпечити ефективність знезараження – спочатку озонування, а потім УФ-опромінення. За рахунок конструктивних особливостей установки подвійної дії (озонування, а потім УФ-опромінювання), кількість озону в воді не перевищує допустимих норм [3].
Відомо [3], якщо водні розчини містять органічні сполуки, абсорбуючи УФ-світло, то УФ-випромінювання зазвичай не дає потрібного ефекту. Використовуючи технологію УФ/О3, можна досягти повної мінералізації органічних сполук.
Озонування води перед УФ-знезараженням [3] вже багато років застосовується на двох великих станціях Фінляндії (Pitkakoski і Vanhakaupunki), що постачають питну воду м. Гельсінкі, на канадській станції Coquitlam, що входить у систему водопостачання.
Таким чином озонування води насамперед вирішує завдання фізико-хімічного очищення, дозволяє знизити витрати реагентів, забезпечує первинний бар'єр від мікробного забруднення та зниження кількості органічних і неорганічних сполук.
Список використаних джерел: 1.  Семенов А.А. Качество питьевой воды и методы обеззараживания / А.А. Семенов, Л.В. Дугнист // Развитие бухгалтерского учета, анализа и аудита в условиях международной экономической интеграции: теория, методология, методики : сб. науч. статей Междунар. науч.-практ. конф. (г. Гомель, 15–16 окт., 2015 г.). – Гомель, БТЭУПК. – Ч. 2. - С. 148–155. 2. Семенов А.О. Знезараження води комбінованими методами – УФ-випромінювання в поєднанні з іншими технологіями / А.О. Семенов, Г.М. Кожушко., Т.В. Сахно // Технологический аудит и резервы производства. – 2016. – № 3/3 (29). – С. 67-71. 3 - Ультрафиолетовые технологии в современном мире: Коллективная монография / Ф. В. Кармазинов, С. В. Костюченко, Н. Н. Кудрявцев, С. В. Храменков (ред.) – Долгопрудный: Из-во Дом «Интеллект». – 2012. – 392 с. 4. Гончарук В. В. Современное состояние проблемы обеззараживания воды / В.В. Гончарук, Н.Г. Потапченко // Химия и технология воды. – 1998. –Т.20. – №2. – С. 191-217. 5. Обеззараживание воды плавательных бассейнов с использованием УФ – облучения / [С. В. Костюченко, Н. Н. Кудрявцев, Ю. В. Новиков и др.] //  Водоснабжение и санитарная техника. – 1996. – № 12. – С. 21–22. 6. Пат. 71953 Україна, МПК С02F 1/32 (2006.01). Установка бактерицидного знезараження питної води / Г. М. Кожушко, А. О. Семенов, Л В. Берлінова; замовник і патентовласник ВНЗ Укоопспілки «Полт. ун-т екон. і торг». – № 201203392; заявк. 21.03.2012; опубл. 25.07.2012, Бюл. № 14.