CC BY
232
УДК 621.357:612.014.464
ОЗОНДТОРНДЯ УСТДНОВКД ДЛЯ ОБЕЗЗДРДЖИВДНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
Л.М. Дгалакова1, К.Н. Гагарский1, Д.А. Мансурова1,
И.В. Матвейчук3, В.И. Пантелеев1, Г.Д. Мамаев1, В.В. Розанов2-3-4,
1ФГБОУ ВПО «Вятский государственный университет», г. Киров,
2ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»,
3Научно-исследовательский и научно-методический центр биомедицинских технологий ГНУ ВИЛАР, г. Москва,
4Научный и информационно-методический центр «Базис», г. Москва
Пантелеев Владимир Иванович - e-mail: pvi-09@mail.ru
Раскрыты актуальность и современное состояние проблемы обеззараживания питьевой воды, а также техническое обоснование применения озонирования последней для достижения данной иели. Охарактеризованы новая озонаторная установка для деконтаминаиии воды, ее устройство
и технические параметры. Приведены ее отличия и преимущества по сравнению с существующими аналогами.
Ключевые слова: обеззараживание, питьевая вода, озонирование.
The urgency and current state of the drinking water decontamination problem are disclosed as well as the technical justification of its ozone treatment for this goal attainment. A new ozonator for the water decontamination are described with its design and technical parameters. Its distinctions and advantages are given as compared to available analogs.
Key words: water decontamination, drinking water, ozone treatment.
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Важной составляющей здоровья людей, здоровья нации является чистая питьевая вода. Это - важнейший стратегический ресурс, обеспечивающий жизнедеятельность всего человечества. По данным ВОЗ до 80% заболеваний связано с плохим качеством питьевой воды. В результате длительного небрежного отношения человека к водным ресурсам в природной воде появляются новые, опасные для здоровья химические соединения.
В России еще в 2001 году по данным экспертов Государственной санитарно-эпидемиологической службы 45,63% поверхностных источников водоснабжения и 18,83% подземных источников не удовлетворяли действующим санитарным нормам и правилам и нуждались в обязательной дополнительной очистке и обеззараживании воды [1].
Традиционным методом обеззараживания питьевой воды, применяемым на большинстве станций водоподго-товки, является обработка хлором и хлорсодержащими реагентами. К основным минусам такой технологии относится образование при обработке воды канцерогенных хлорорганических соединений, накопление которых в организме ведет ко многим заболеваниям. Кроме того, при обеззараживании воды хлором кроме образования вредных хлорпроизводных возникает привыкаемость к хлору у ряда бактерий, а на вирусы (гепатит, герпес и др.) хлор практически не действует.
Единственной возможностью обеспечения населения качественной питьевой водой становится применение современных и эффективных технологий водоподготовки, среди которых обеззараживание воды озоном и ультрафиолетовым облучением при длине волны 200-300 нм. Однако до настоящего времени идут споры и дискуссии среди специалистов относительно места в технологической цепочке установок ультрафиолетового обеззараживания воды.
Тот факт, что озон может убивать бактерии и вирусы любого типа, делает озон одним из перспективных средств для подготовки питьевой воды. При озонировании воды обеспечивается бактерицидный эффект, улучшаются органолептические свойства воды, не образуется побочных продуктов, вредных для здоровья [1]. После разложения озона образуется обычный кислород, а прием озонированной воды обладает еще и выраженным терапевтическим эффектом [2].
К недостаткам озонирования относится высокая стоимость внедрения и эксплуатации. Однако, при оценке экономической эффективности озонирования необходимо исходить из того, что на первом плане стоит качество воды и здоровье людей.
Из-за отсутствия современного отечественного озона-торного оборудования до сих пор технология озонирования питьевой воды применяется у нас редко и в основном с использованием импортных установок. Такое положение может привести к технологической зависимости от зарубежных поставщиков озонаторного оборудования и создать угрозу национальной безопасности.
Несколько лет назад началось практическое использование фотохимических методов для очистки воды, среди которых наиболее эффективно фотолитическое озонирование. Фотолитическое озонирование - это одновремен-
ная обработка воды озоном и ультрафиолетовым светом, при которой увеличивается скорость окисления растворенных органических молекул в 100-10 000 раз, при этом наблюдается взаимное усиление действия озона и УФ-света. Обычно реакции идут до полной минерализации органических соединений, наблюдается также детоксикация ряда неорганических соединений. Эффективность озонирования воды при одновременном облучении ультрафиолетовым светом во много раз выше, что позволяет использовать гораздо менее мощный и, соответственно, более дешевый озонатор. Благодаря исключительно высокой скорости окислительных процессов и высокому коэффициенту использования озона отпадает также необходимость в использовании громоздкой контактной камеры, как это требуется при классическом озонировании. Кроме этого, фотолитическое озонирование имеет следующие преимущества:
- не используются химические реагенты;
- высокая, недостижимая другими способами, степень обеззараживания воды;
- уменьшение капитальных и эксплуатационных затрат на обеззараживание воды.
В Вятском государственном университете на протяжении 40 лет ведутся работы над созданием и совершенствованием специализированного оборудования для озоновых технологий [3, 4]. В частности, разработана озонаторная установка, которая может быть использована для обеззараживания питьевой воды с использованием фотолитиче-ского озонирования. Установка содержит трубчатый элек-трогазоразрядный реактор (озонатор) [5], в котором идет процесс образования озона, высоковольтный высокочастотный блок питания озонатора, микропроцессорную систему регулирования концентрации озона, выполненную на основе микроконтроллерных модулей ТЕ-и_СЭ56 и ТЕ-БТМ32Р107 с цветным сенсорным экраном для отображения информации.
Система регулирования концентрации озона построена таким образом, что поддерживает концентрацию озона на выходе озонатора на максимальном уровне при различных скоростях потока кислорода, продуваемого через озонатор.
Высоковольтный высокочастотный (8 кГц) блок питания электрогазоразрядного реактора (озонатора) выполнен по стандартной полумостовой схеме преобразователя частоты на современных ЮВТ транзисторах. При этом увеличивается выход озона при меньшей потребляемой мощности по сравнению с низкочастотными блоками питания, построенными с использованием тиристорных ключей.
Установка компактна и выполнена в виде передвижного блока, имеет современный дизайн и простую систему управления и обеспечивает получение до 100 г озона в час. Контактная камера для смешения озона с водой и воздействием ультрафиолета выполнена в виде отдельного блока, и ее размеры определяются объемом обрабатываемой воды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пивоваров Ю.П., Королик В.В., Зиневич Л.С. Гигиена и основы экологии человека: Учебник для студ. высш. мед. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 528 с.
2. Клинические аспекты озонотерапии: Руководство для врачей широкого профиля / под ред. А.В. Змыговой и В.А. Максимова. М.: НПЦ Озонотерапии, 2003. 288 с.
3. Филиппов Ю.В., Вобликова В.А., Пантелеев В.И. Электросинтез озона. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008. 237 с.
4. Пантелеев В.И., Розанов В.В., Матвейчук И.В. Разработка и использование генераторов озона для биотехнологических применений. VII моск. межд.
конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития»/ сб. тезисов. Москва, март 2013.
5. Пантелеев В.И., Пантелеева А.К. Трубчатый озонатор. Патент РФ № 1608108 от 01.07.1991 г.
6. Агалакова Л.М., Пантелеев В.И. Система регулирования концентрации озона. Материалы VI украинско-русской научно-практической конференции и V азиатско-европейской научно-практической конференции «ОЗОН В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ», Одесса, 3-5 мая, 2012 г.
