RU2201403C1 - Method of water ozonization - Google Patents
Method of water ozonization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201403C1 RU2201403C1 RU2001121592A RU2001121592A RU2201403C1 RU 2201403 C1 RU2201403 C1 RU 2201403C1 RU 2001121592 A RU2001121592 A RU 2001121592A RU 2001121592 A RU2001121592 A RU 2001121592A RU 2201403 C1 RU2201403 C1 RU 2201403C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ozone
- water
- eqv
- concentration
- metal ions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области водоочистки и может быть использовано для очистки питьевых и сточных вод, дезинфекции оборудования пищевой промышленности, а также для стерилизации и дегазации других объектов. The invention relates to the field of water treatment and can be used for the treatment of drinking and wastewater, disinfection of food processing equipment, as well as for sterilization and degassing of other objects.
Известен способ повышения растворимости озона в водной среде за счет повышения кислотности воды. При этом растворимость озона растет и соответственно растет окислительная способность водного раствора (Е.Э. Вересинина, Э. К. Сийрде. Номограмма для определения растворимости озона в воде// Химия и технология воды, 1993, 15, 9 -10, с.620-622). Озон мало растворим в воде по сравнению с традиционным окислителем - хлором, его растворимость почти в 100 раз ниже. A known method of increasing the solubility of ozone in the aquatic environment by increasing the acidity of water. At the same time, the solubility of ozone increases and, accordingly, the oxidizing ability of an aqueous solution increases (E.E. Veresinina, E.K. Siirde. Nomogram for determining the solubility of ozone in water // Chemistry and Technology of Water, 1993, 15, 9-10, p.620 -622). Ozone is slightly soluble in water compared to the traditional oxidizing agent - chlorine, its solubility is almost 100 times lower.
Недостаток данного способа в том, что для незначительного повышения растворимости озона необходимо существенное подкисление водной среды, а это ведет к высокой коррозионной активности. Кроме того, при использовании подкисленного раствора озона его химическая стойкость в растворе остается низкой. В водном растворе озона протекает его разложение по мономолекулярному механизму и окислительная способность водного раствора озона быстро (в течение 2-3 ч) теряется полностью. The disadvantage of this method is that for a slight increase in the solubility of ozone, a substantial acidification of the aqueous medium is necessary, and this leads to high corrosion activity. In addition, when using an acidified ozone solution, its chemical resistance in the solution remains low. In an aqueous solution of ozone, its decomposition proceeds according to the monomolecular mechanism and the oxidizing ability of an aqueous solution of ozone quickly (within 2-3 hours) is completely lost.
Известен способ стабилизации озона в водном растворе посредством добавления гетероциклических соединений в количестве 0,0015-0,005 г/л. При этом достигается значительное повышение окислительной способности водного раствора озона за счет более длительного воздействия последнего на обрабатываемую этим раствором среду (SU 833576, 1981). A known method of stabilizing ozone in an aqueous solution by adding heterocyclic compounds in an amount of 0.0015-0.005 g / L. In this case, a significant increase in the oxidizing ability of an aqueous solution of ozone is achieved due to a longer exposure of the latter to the medium treated with this solution (SU 833576, 1981).
Однако повышение химической стойкости водного раствора с такими добавками не увеличивает растворимость озона в воде и, следовательно, общую окислительную способность озоно-водного раствора, его реакционную активность по отношению к окисляемым веществам. Кроме того, введение гетероциклических веществ в технологию очистки воды невозможно по существующим санитарным нормам. However, increasing the chemical resistance of an aqueous solution with such additives does not increase the solubility of ozone in water and, therefore, the overall oxidizing ability of the ozone-water solution, its reactivity with respect to oxidizable substances. In addition, the introduction of heterocyclic substances into water purification technology is not possible according to existing sanitary standards.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ очистки сточных вод от органических соединений озонированием этих вод в присутствии катализатора - смеси сульфидов меди и никеля. Катализатор добавляется в обрабатываемую воду в виде дисперсного твердого нерастворимого порошка, который перемешивается с водой, и полученная пульпа озонируется, что позволяет снизить расход озона на окисление органических веществ, содержащихся в воде, в 1,5-2 раза (SU 1321695, 1987). The closest technical solution, selected as a prototype, is a method of treating wastewater from organic compounds by ozonation of these waters in the presence of a catalyst - a mixture of copper and nickel sulfides. The catalyst is added to the treated water in the form of a dispersed solid insoluble powder, which is mixed with water, and the resulting pulp is ozonized, which reduces the ozone consumption for the oxidation of organic substances contained in water by 1.5-2 times (SU 1321695, 1987).
Недостатками данного способа являются:
- невозможность получения стойких высокоактивных водных растворов на основе озона с дальнейшим их использованием в различных технологиях;
- невозможность применения способа для очистки питьевой воды из-за возможности образования растворимых сульфидов и попадания их в питьевую воду;
- дополнительное загрязнение воды ионами меди, никеля и продуктами взаимодействия сульфидной группы с веществами, содержащимися в воде, так как в сточных промышленных водах могут содержаться компоненты, вызывающие разложение катализатора;
- способ должен включать стадию очитки обработанной воды от диспергированного в ней твердого катализатора и регенерацию его каталитических свойств, что усложняет и удорожает технологический процесс;
- окисление органических веществ протекает только при непосредственном контакте озоно-воздушной смеси с катализатором и обрабатываемой водой.The disadvantages of this method are:
- the impossibility of obtaining persistent highly active aqueous solutions based on ozone with their further use in various technologies;
- the inability to use the method for purifying drinking water due to the possibility of the formation of soluble sulfides and their ingress into drinking water;
- additional water pollution with copper and nickel ions and the products of the interaction of the sulfide group with the substances contained in the water, as industrial wastewater may contain components that cause decomposition of the catalyst;
- the method should include the stage of cleaning the treated water from the solid catalyst dispersed in it and the regeneration of its catalytic properties, which complicates and increases the cost of the process;
- oxidation of organic substances occurs only with direct contact of the ozone-air mixture with the catalyst and the treated water.
Целью настоящего изобретения является повышение окислительного действия водных растворов озона за счет увеличения растворимости и химической стойкости озона в этих растворах. The aim of the present invention is to increase the oxidative effect of aqueous solutions of ozone by increasing the solubility and chemical resistance of ozone in these solutions.
Поставленная цель достигается тем, что в способе озонирования воды, согласно изобретению, в составе обрабатываемой воды перед озонированием содержатся или вводят дополнительно хлориды металлов щелочного, щелочноземельного и восьмого рядов Периодической системы. This goal is achieved by the fact that in the method of ozonation of water, according to the invention, in the composition of the treated water before ozonation contains or enter additional metal chlorides of alkali, alkaline earth and eighth rows of the Periodic system.
Предлагаемый способ отличается от прототипа введением новых добавок: хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, а в качестве катализаторов используют хлориды восьмой группы Периодической системы. The proposed method differs from the prototype in the introduction of new additives: chlorides of alkali and alkaline earth metals, and chlorides of the eighth group of the Periodic system are used as catalysts.
Способ осуществляют следующим образом. В ограниченном объеме воды растворяют добавку, состоящую из смеси растворимых в воде хлоридов металлов щелочной, щелочноземельной и восьмой групп Периодической системы в концентрациях, не превышающих допустимые нормы, установленные для обрабатываемой воды. Полученный раствор обрабатывают озоно-воздушной смесью в газожидкостном смесителе, при этом получают водный раствор на основе озона, обладающий высокой химической стойкостью и окислительной способностью. The method is as follows. In a limited volume of water, an additive is dissolved consisting of a mixture of water-soluble metal chlorides of alkali, alkaline-earth and eighth groups of the Periodic system in concentrations not exceeding the permissible norms established for the treated water. The resulting solution is treated with an ozone-air mixture in a gas-liquid mixer, and an ozone-based aqueous solution is obtained having high chemical resistance and oxidative ability.
Окислительная способность полученного раствора контролируется йодометрическим методом. Полученный раствор смешивается с обрабатываемой водой, при этом протекает ее дезинфекция, окисление растворенных в ней вредных примесей. The oxidizing ability of the resulting solution is controlled by the iodometric method. The resulting solution is mixed with the treated water, while its disinfection proceeds, the oxidation of harmful impurities dissolved in it.
При введении в обрабатываемую воду хлорида натрия и растворении в ней озона происходит образование хлора и солей гипохлоридов в концентрациях, определяемых начальным содержанием хлор - ионов и кислотностью этого раствора. When sodium chloride is introduced into the treated water and ozone is dissolved in it, chlorine and hypochloride salts are formed in concentrations determined by the initial content of chlorine ions and the acidity of this solution.
Следовательно, озонирование водного раствора солей хлоридов приводит к его хлорированию. Качественное определение окислительной способности такого раствора по йодометрическому способу дает общее суммарное значение концентрации окислителей, находящихся в исследуемом растворе в пересчете на один из окислителей, например озон (таблица 1).
Therefore, ozonation of an aqueous solution of chloride salts leads to its chlorination. A qualitative determination of the oxidizing ability of such a solution by the iodometric method gives the total total value of the concentration of oxidizing agents in the test solution in terms of one of the oxidizing agents, for example, ozone (table 1).
В качестве подкисляющих агентов с целью повышения растворимости озона в растворах хлоридов вводимых солей могут быть использованы хлориды щелочноземельных металлов типа хлорида кальция, магния (таблица 2). Alkaline earth metal chlorides such as calcium and magnesium chloride can be used as acidifying agents in order to increase the solubility of ozone in solutions of chloride salts of the introduced salts (table 2).
Наличие в окисляющем растворе двух или нескольких типов окислителей не только увеличивает количественно окислительную способность этого раствора (при его смешении с обрабатываемой водой) но и, кроме того, воздействуя друг с другом, окислители значительно повышают глубину и скорость процессов окисления вредных веществ, по сравнению с индивидуальным воздействием на вредные вещества тех же окислителей, взятых в эквивалентных концентрациях. The presence in the oxidizing solution of two or more types of oxidizing agents not only increases quantitatively the oxidizing ability of this solution (when mixed with the treated water), but also, acting with each other, the oxidizing agents significantly increase the depth and speed of the processes of oxidation of harmful substances, compared to individual exposure to harmful substances of the same oxidizing agents taken in equivalent concentrations.
Кроме того, генерируемые в растворе озоном окислители, хлор и гипохлориды, химически более стойкие вещества, чем сам озон, а это приводит к повышению стойкости окислительной способности раствора и длительности окислительного действия на обрабатываемые объекты. Эти свойства особенно важны при обработке такими окислительными растворами питьевой воды, так как при использовании эффекта генерации хлора при озонировании содержащей хлор-ионы воды отпадает необходимость дополнительного хлорирования воды после озонирования, проводимого для предотвращения вторичного заражения воды микроорганизмами в водоподающих трубопроводах, так как хлорирование фактически протекает совместно с озонированием обрабатываемой воды. In addition, the oxidants generated in the solution by ozone, chlorine and hypochlorides, are chemically more stable than the ozone itself, and this leads to an increase in the stability of the oxidizing ability of the solution and the duration of the oxidative effect on the treated objects. These properties are especially important when treating with such oxidizing solutions of drinking water, since when using the effect of chlorine generation during ozonation of water containing chlorine ions, there is no need for additional chlorination of water after ozonation, which is carried out to prevent secondary contamination of water by microorganisms in water supply pipelines, since chlorination actually proceeds together with the ozonation of the treated water.
Для ускорения реакций окисления-восстановления в обрабатываемую воду, кроме перечисленных веществ, добавляются соли (хлориды) металлов восьмой группы Периодической системы (таблица 3). To accelerate oxidation-reduction reactions in the treated water, in addition to the listed substances, metal salts (chlorides) of the eighth group of the Periodic system are added (table 3).
Растворенные в воде соли металлов указанной группы являются катализаторами реакций между растворенным в воде озоном и ионами хлора и т.п. Следует отметить, что ионы металлов восьмой группы Периодической системы также имеются в составе природных вод, подвергаемых обработке озоном. Metal salts of this group dissolved in water are catalysts for reactions between ozone dissolved in water and chlorine ions and the like. It should be noted that metal ions of the eighth group of the Periodic system are also present in natural waters treated with ozone.
Количество вводимых добавок солей определяется составом исходной воды, из которой готовят раствор на основе озона с высокой химической стойкостью и окислительной способностью. Повышение суммарной концентрации солей выше 0,12 г•экв/л не целесообразно из-за вторичных процессов распада окислителей, находящихся в этом растворе, т.е. дальнейшее увеличение солей не приводит к росту окислительной способности растворов, получаемых на основе озона. The amount of added salt additives is determined by the composition of the source water, from which an ozone-based solution with high chemical resistance and oxidative ability is prepared. An increase in the total salt concentration above 0.12 g • eq / L is not advisable due to the secondary decomposition of oxidizing agents in this solution, i.e. a further increase in salts does not lead to an increase in the oxidizing ability of solutions obtained on the basis of ozone.
Соотношение между концентрациями ионов металлов в водном растворе M1:М2= 0,001-0,1 г•экв/л; М2: М3= 0,001-0,1г•экв/л, где M1 - концентрация ионов щелочного металла в г•экв/л; M2 - концентрация ионов щелочноземельного металла, г•экв/л; М3 - концентрация ионов металлов восьмой группы Периодической системы, г•экв/л. Кислотность водного раствора, насыщаемого озоном, должна быть не выше рН 7, так как рост рН растворов выше 7 приводит к уменьшению растворимости озона в водной среде и, следовательно, к уменьшению общей окислительной способности раствора.The ratio between the concentrations of metal ions in an aqueous solution of M 1 : M 2 = 0.001-0.1 g • equiv / l; M 2 : M 3 = 0.001-0.1 g • equiv / l, where M 1 is the concentration of alkali metal ions in g • equiv / l; M 2 is the concentration of alkaline earth metal ions, g • equiv / l; M 3 - the concentration of metal ions of the eighth group of the Periodic system, g • equiv / l. The acidity of an aqueous solution saturated with ozone should not be higher than pH 7, since an increase in the pH of solutions above 7 leads to a decrease in the solubility of ozone in an aqueous medium and, consequently, to a decrease in the overall oxidizing ability of the solution.
Пример конкретного осуществления способа
В 20 л воды растворяют хлорид натрия из расчета 0,1 мг•экв/л, хлорид кальция из расчета 0,01 мг•экв/л, хлорид никеля из расчета 0,01 мг•экв/л. Полученный раствор обрабатывают озоновоздушной смесью с содержанием озона в газе 4,8•10-3 г/л в газожидкостном смесителе. Концентрация окислителя по озону контролируется йодометрическим методом. Концентрация окислителя по озону достигла 9,20 мг/л за 5 мин.An example of a specific implementation of the method
Sodium chloride is dissolved in 20 l of water at a rate of 0.1 mg • eq / l, calcium chloride at a rate of 0.01 mg • eq / l, nickel chloride at a rate of 0.01 mg • eq / l. The resulting solution is treated with an ozone-air mixture with a gas ozone content of 4.8 • 10 -3 g / l in a gas-liquid mixer. The ozone concentration of the oxidizing agent is controlled by the iodometric method. The ozone concentration of the oxidizing agent reached 9.20 mg / L in 5 minutes.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить поглощающую способность водных растворов по отношению к озону и увеличить химическую стойкость растворенного озона, что приводит к более глубокой очистке воды или дезинфекции других объектов; время озонирования или расход озона может быть уменьшен, что позволяет снизить стоимость процесса озонирования. Thus, the proposed method can significantly increase the absorption capacity of aqueous solutions in relation to ozone and increase the chemical resistance of dissolved ozone, which leads to a deeper water purification or disinfection of other objects; ozonation time or ozone consumption can be reduced, which reduces the cost of the ozonation process.
Кроме того, водный раствор на основе озона, обладающий высокой окислительной способностью, позволяет эффективно дезинфицировать питьевую воду и воду для бассейнов, не применяя хлорирование, а также может заменить дорогостоящие химикаты, используемые для борьбы с патогенным загрязнением почвы тепличных хозяйств. In addition, an ozone-based aqueous solution with a high oxidizing ability can effectively disinfect potable water and pool water without chlorination, and can also replace expensive chemicals used to combat pathogenic soil pollution in greenhouses.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001121592A RU2201403C1 (en) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | Method of water ozonization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001121592A RU2201403C1 (en) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | Method of water ozonization |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2201403C1 true RU2201403C1 (en) | 2003-03-27 |
Family
ID=20252266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001121592A RU2201403C1 (en) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | Method of water ozonization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2201403C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2442937C2 (en) * | 2010-05-17 | 2012-02-20 | Михаил Ильич Воронин | Antiseptic ice production method |
-
2001
- 2001-07-31 RU RU2001121592A patent/RU2201403C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2442937C2 (en) * | 2010-05-17 | 2012-02-20 | Михаил Ильич Воронин | Antiseptic ice production method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Luukkonen et al. | Peracids in water treatment: A critical review | |
| US5324477A (en) | Process for disinfecting hard surfaces with chlorine dioxide | |
| US5120452A (en) | Process for purifying wastewater with hypochlorous acid | |
| US5984993A (en) | Method and composition for odor control | |
| JP5029562B2 (en) | Soil and / or groundwater purification method | |
| WO2007089539A2 (en) | Suppressing microbial growth in pulp and paper | |
| Hua et al. | Control of trihalomethanes in wastewater treatment | |
| KR100566358B1 (en) | Method for treating waters, soils, sediments and/or sludges | |
| Pedersen et al. | Decay of peracetic acid in seawater and implications for its chemotherapeutic potential in aquaculture | |
| JPH08506520A (en) | Water treatment method using organic disinfectant and persulfate | |
| KR20180069852A (en) | Process for treating wastewater containing cyanide complex and treating agent used therefor | |
| Narkis et al. | Comparison between chlorine dioxide and chlorine for use as a disinfectant of wastewater effluents | |
| AU2016397146B2 (en) | Agent for treating cyanide-containing wastewater and method for treating cyanide-containing wastewater using same | |
| US7384565B2 (en) | Method for chlorite removal | |
| RU2201403C1 (en) | Method of water ozonization | |
| US7097773B1 (en) | Process for treating water | |
| JP6578561B2 (en) | Cyanogen-containing wastewater treatment agent and cyanide-containing wastewater treatment method using the same | |
| WO2022005297A1 (en) | Method of lowering concentrations of strong oxidants in wastewater from aquaculture | |
| US20110024367A1 (en) | Cyclic process for in-situ generation of chlorine dioxide in biguanide treated aquatic facilities | |
| NZ536388A (en) | Catalytic oxidation of peroxy salts for water treatment systems | |
| CA2582331A1 (en) | Treatment for hydrostatic testing water | |
| JP7216974B2 (en) | Seawater treatment method | |
| RU2233801C1 (en) | Method of decontamination of water | |
| JPH11267666A (en) | Treatment of water containing hydrogen peroxide and peracetic acid | |
| JP2015513465A (en) | Process for the preparation of a biocidal and antifouling aqueous composition comprising hydrobromic acid, urea and sodium hypochlorite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140801 |