Зачем озонировать тару под воду

Озонирование воды: польза и вред

В современных условиях, прежде чем допустить пресную воду к употреблению, ее необходимо очистить от элементов, пагубно влияющих на состояние здоровья человека. Чаще всего очищение производится с помощью марганцовки и хлора. Существует еще один метод, который функционирует уже более века – озонирование воды.

Посредством очищения хлором или марганцовкой, вода доходит до потребителей либо недостаточно обработанной от металлов и других вредных химических элементов, либо в составе будут присутствовать остаточные реагенты.

Вследствие чего вода считается условно питьевой или пригодной исключительно для технического назначения. Посредством озонирования, вода поступает к пользователям более чистой, прозрачной и без примесей.

Что такое озонирование воды?

Такой элемент химической периодической таблицы как озон представляет собой форму кислорода, находящуюся в активном функционировании. Озон выступает сильнейшим окислителем, производит дезинфицирующий эффект. Следовательно, применение озона в очищении воды гарантирует ликвидацию любых металлов, вирусных бактерий, входящих в ее содержание.

Озонирование воды – это метод подготовки воды к употреблению человеком, посредством ее безвредного очищения. Процесс занимает небольшое количество времени, при этом не требуются дополнительные реагенты или материалы. Посредством озонирования в воде сохраняется необходимый для человека кислотно-щелочной баланс. Данный метод абсолютно экологичный, не вредит здоровью человека и состоянию окружающей среды.

В необработанной воде обычно содержится преимущественное количество металлов, посредством химических реакций с озоном, они окисляются и полностью ликвидируются. Содержащиеся в воде бактерии, вирусные инфекции или микробы уничтожаются посредством дезинфицирующего свойства элемента. Такой результат невозможно повторить при обработке хлором или марганцем.

Как осуществляется работа озонированной установки?

Процесс очищения воды с помощью озона проходит в несколько этапов:

1. Окисление примесей и железосодержащих элементов, дезинфекция и устранение бактерий и вирусов.
2. Фильтрация остатков окисления, представляющее собой известеобразный осадок.
3. Дополнительная очистка воды с помощью фильтра на основе активированного угля.

Польза озонирования воды

• Озон действует моментально, окисляя металлы, содержащиеся в воде, и убивая вредоносные микробы и бактерии. Достаточно нескольких секунд и эффект не заставит долго ждать, поэтому озонированию может подвергаться даже проточная вода из-под крана.
• Озон лучше всех остальных реагентов справляется с уничтожением вредоносных микробов и грибков в воде, включая вирусы и споры растений.
• При озонировании воды, остатки реагента превращаются в кислород, который насыщает воду и делает ее невероятно полезной для употребления человеком.
• При очищении трубопроводной воды, озон ликвидирует посторонние неприятные запахи и привкусы.
• Использование озона при очищении способствует ликвидации кислотности и делает воду нейтральной.
• В процессе озонирования, в воде сохраняются все полезные микроэлементы, необходимые для человеческого организма.
• Озонированная вода оказывает положительное воздействие на метаболизм, ускоряет обмен веществ, способствует похудению, насыщению кислородом организма, а также положительно сказывается на работе печени, почек и мочевыделительной системы.
• Употребление озонированной воды часто применяется в лечении многих заболеваний, таких как: астма, язва желудка, малокровие, герпес, гинекологические заболевания, артрит и артроз, подагра.

Вред озонирования воды

Польза от применения озона для очищения воды очень велика, однако имеются и недостатки. Например, если в воде содержатся фенольные соединения, вода на выходе не может быть стопроцентно безопасной. В таких случаях проводится дополнительная обработка. Поскольку озон является сильнейшим окислителем и сам по себе весьма опасен, превышение дозировки вещества способно пагубно воздействовать на здоровье человека.

Длительное воздействие озона на организм человека способно развить патологические отклонения в работе дыхательной системы. Поэтому применять это вещество следует с особой осторожностью. Также к недостаткам можно отнести высокую цену на озоновые фильтры. Если вода с высоким уровнем загрязнения, времени на ее очистку потребуется в разы больше.

Как правильно употреблять озонированную воду?

Не существует определенной дозировки в употреблении озонированной воды, главное, соблюдать пропорции и необходимое количество вещества. Поэтому пить ее можно в неограниченных количествах. Лучше всего употреблять стакан очищенной воды утром натощак и за час перед каждым приемом пищи.

Польза озонированной воды сохраняется на небольшое количество времени, именно поэтому ее рекомендуется употреблять сразу же после процесса очищения озоном.

Озонирование применяется как в производстве бутилированной питьевой, так и в очищении трубопроводной воды. Озонированная вода имеет множество полезных свойств, благоприятно влияющих на состояние здоровья человека. Однако необходимо соблюдать правильную дозировку вещества, чтобы не превратить пользу во вред.

Источник

Озон на производстве питьевой воды. Индустрия напитков. 2006. №5.

ОЗОН НА ПРОИЗВОДСТВЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ. АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Сергей Терентьев, инженерно-технический центр «Техновация»

По оценкам экспертов, рынок бутилированной питьевой и минеральной воды сегодня – один из самых быстрорастущих потребительских рынков: темпы его роста в последние 4 года держатся на уровне 20%, а объем в денежном выражении по итогам 2004 года составил 730 млн. долл. (по данным административно-управленческого портала www.aop.ru «Маркетинговое исследование и анализ российского рынка питьевой бутилированной воды»).
Одновременно растет внимание населения к качеству бутилированной воды, усиливается контроль со стороны санитарных органов. В этих условиях вопросы микробиологической чистоты продукта и сроков его хранения становятся вопросами выживания предприятия в жесткой конкурентной среде. Редкий технолог или руководитель службы качества на производстве питьевой воды не сталкивался с проблемой: при отгрузке вода казалась идеально чистой, но спустя несколько дней, на полках магазина или после доставки в офис, появился осадок или налет на стенках бутыли, ухудшился вкус. Хуже, если дело не ограничилось одной лишь органолептикой.

Краткий анализ проблемы

Сама по себе вода, поднятая с глубины нескольких десятков и даже сотен метров, редко дает поводы для беспокойства в санитарно-эпидемиологическом отношении, демонстрируя нули в графах «Бактериологические, вирусологические и паразитарные показатели». Основной же причиной порчи уже расфасованной воды является так называемое вторичное микробиологическое загрязнение, привнесенное в воду в результате контакта с тарой, оборудованием и воздухом в процессе подготовки воды, ее транспортировки по трубам, промежуточного хранения в емкостях и розлива.
Известные способы увеличения срока хранения питьевой воды — насыщение углекислым газом или ионами серебра – подходят далеко не во всех случаях. Обычная питьевая (не минеральная) вода с газом скорее исключение из правила; она поставляется только в одноразовой таре небольшого объема (до 2 л) и пользуется ограниченным спросом. Основную долю рынка питьевой воды составляет негазированная вода в большой одноразовой (объемом до 6 л) или возвратной (19 л) таре для питья, приготовления напитков и пищи. Применение се ребра в процессе водоподготовки сопряжено с определенными трудностями: серебро — тяжелый металл, принадлежащий согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода и водоснабжение на се ленных мест» ко 2-му классу опасности по санитарно-токсикологическому признаку (наряду со свинцом, кобальтом, кадмием и мышьяком). Поэтому содержание серебра в питьевой воде строго лимитировано: не более 50 мкг/л, а для воды, расфасованной в емкости, это значение еще ниже: 1-я категория — не более 25 мкг/л, высшая категория — не более 2,5 мкг/л. А это уже очень жесткие и трудновыполнимые требования по дозированию и контролю. Кроме того, использование серебра запрещено для консервации воды, применяемой для приготовления детского питания.
Чтобы избежать применения консервантов, необходимо создавать и поддерживать условия, несовместимые с выживанием микроорганизмов, на всем пути следования воды – от скважины до розлива и укупорки, не меняя ее химического состава, вкусовых качеств и не привнося вредных веществ.
Как вы, наверное, уже догадались, речь пойдет об озоне и технологии озонирования, более 25 лег успешно применяемой во всем мире на производствах бутилированной воды и доказавшей свою эффективность и санитарно-токсикологическую безопасность. За эти годы накоплен немалый опыт и хорошо изучены все аспекты применения озона: определены оптимальные параметры установок озонирования, разработаны и внедрены системы контроля содержания озона в воде и автоматического управления дозировкой озона, изучены предпосылки образования побочных продуктов и выработаны методики по их истечение или минимизации.
Однако специалисты, решившие применить эту эффективно технологию на своем производстве, должны обладать базовой информацией, которая позволит исключить ошибки, связанные с недопониманием технологии озонирования или неправильным представлением о ней. В этой публикации, а затем и в последующих номерах журнала мы рассмотрим теоретические основы и практические аспекты применения озона на производстве питьевой воды. Перечислим главные из них:

• свойства озона и его преимущества;
• механизм действия озона и критерии обеззараживания;
• круг задач, решаемых при помощи технологии озонирования;
• дозировка озона: нормативные документы и принятая практика;
• химический состав воды и озоновая обработка;
• побочные продукты реакций озона с органическими и неорганическими веществами и способы их минимизации;
• принципиальная схема современной установки озонирования перед розливом;
• подготовка рабочего газа – основы качественного озонирования и залога долголетия генератора;
• контроль концентраций озона в воздухе и требования безопасности.

Озон – это аллотропная модификация кислорода, или трехатомный кислород с химической формулой О₃, газ с резким запахом, токсичный в высоких концентрациях, сильнейший окислитель. Обычно он обнаруживается в воздухе при концентрациях примерно в 5 раз ниже ПДК по характерному запаху «свежести». Озон образуется в результате пропускания кислорода через электрический барьерный разряд следующим образом: под воздействием электрона молекула кислорода диссоциирует (расщепляется) на 2 атома. Один из атомов соединяется с целой молекулой кислорода, образуя очень неустойчивую связь. Именно неустойчивость связей в молекуле озона и обуславливает его активность как окислителя и высокую скорость самораспада.
Окислительный (электрохимический) потенциал озона равен 2,07 В. Это самый высокий показатель среди окислителей, используемых в водоподготовке. Для сравнения: перекись водорода имеет потенциал 1,78 В, гипохлорит – 1,49 В, йод – 0,54 В. Озон окисляет железо, марганец, сероводород, цианиды, роданиды, бромиды, природные и синтетические органические вещества, уничтожает привкусы и запахи. Кроме того, он разрушает бактерии, вирусы, грибки, споры, цисты простейших в сотки раз быстрее хлора.
Озон лучше, чем кислород, растворяется в воде. Эффективность растворения озона в воде подчиняется закону Генри: чем больше концентрация озона в газовом потоке, подмешиваемом в воду, тем выше концентрация озона, растворенного в воде. Например, если концентрация озона в газе составляет 1,5% по весу, то при температуре воды 20°С максимально достижимая концентрация озона в воде составит 6,4 мг/л, а при концентрации озона в газе 3% – уже 12,9 мг/л. Кроме того, на растворимость озона, впрочем, как и любых газов, оказывает влияние температура: с повышением температуры воды растворимость озона уменьшается.
Растворы озона в воде неустойчивы, он начинает распадаться немедленно после растворения, продукт распада – кислород. Период полураспада озона в чистой воде при температуре 20°С составляет 15-20 минут при нейтральном рН. Величина рН и температура воды оказывают существенное влияние на скорость распада озона: чем выше температура и рН, тем быстрее он распадается.

Озон: быстро, эффективно, чисто

Преимущества озона известны достаточно хорошо. Однако было бы правильным упомянуть о них еще раз для лучшего понимания дальнейшего материала.
Неустойчивость озона и его распад в очищенной воде без образования побочных продуктов, токсичных или ухудшающих вкусовые качества воды, – основное преимущество этого окислителя.
Озон — универсальный дезинфектант: он не только обеззараживает воду, но и обеспечивает санитарную обработку оборудования, трубопроводов и тары, так как насыщенная озоном вода на короткое время превращается в бактерицидный раствор. Время обеззараживающего действия озона, как правило, составляет от 1 до 4 минут, поэтому озон – быстрый дезинфектант. Мы уже привык ли к тому, что бактерицидные растворы – это ядовитые химикаты, в обязательном порядке смываемые чистой водой. Озон – исключение из этого правила. Растворенный в воде, он, подобно кусочку льда, тает буквально на глазах, превращаясь в кислород. Результат – чистая обеззараженная вода с улучшенными вкусовыми свойствами. Поэтому озон – экологически чистый дезинфектант.
Сырье для производства озона – кислород из окружающего воздуха; озон производится на месте и не требует затрат на закупку, транспортировку и хранение химикатов, что делает озонирование «удобной» и выгодной технологией.
Оговоримся сразу: все сказанное выше справедливо для воды с почти нулевой химической потребностью в озоне, то есть для воды, очищенной от окисляемых озоном примесей. В настоящее время достаточно хорошо изучены реакции озона с растворенными в воде примесями органической и неорганической природы. Далее мы рассмотрим требования, которым должна соответствовать вода, чтобы озонирование не приводило к изменению ее органолептических характеристик или образованию побочных продуктов – токсичных броматов и ассимилируемого органического углерода. Поэтому в дальнейшем термин «очищенная вода» означает отсутствие в воде каких-либо примесей, с которыми озон вступает в химические реакции.

Механизм действия озона и критерии обеззараживания

Механизм обеззараживающего действия озона основан на разрушении цитоплазмы клеточной оболочки и дальнейшем «сжигании» содержимого в результате проникновения внутрь клетки. Процесс уничтожения микроорганизмов занимает от нескольких долей секунды (некоторые виды коли формных бактерий) до нескольких минут (споры и цисты, наиболее устойчивые к воздействию озона). Озоновая обработка воды полностью исключает привыкание микроорганизмов к озону и образование каких-либо резистентных (устойчивых к воздействию озона) форм.
В практике окислительной обработки воды для оценки эффективности обеззараживания используют следующие понятия:

• порядок инактивации: при уничтожении 99% микроорганизмов говорят об инактивации на 2 порядка, 99,9% – на 3 порядка, 99,99% — на 4 порядка и т.д.;
• остаточная концентрация окислителя в воде С, мг/л;
• время контакта окислителя с водой Т, мин., при остаточной концентрации окислителя в воде С;
• СТ-критерий, или произведение концентрации озона в воде на время контакта его с водой, мг/л*мин.

Величина СТ-критерия используется двояко: для оценки стойкости микроорганизмов к воздействию окислителя и для расчета параметров установки озонирования – величины дозировки озона и объема контактного аппарата. Например, согласно материалам Агентства по охране окружающей среды США (ЕРА) Legionella pneumofila инактивируется на 99% (2 порядка) в течение 5 минут при концентрации озона в воде 0,21 мг/л, СТ-критерий равен 1,05 мг/л*мин. Вирусы погибают в озонированной воде на 99,99% (4 порядка) при концентрации озона 0,3 мг/л после 4 минут контакта, СТ = 1,2 мг/л*мин. С ростом концентрации озона сокращается время, необходимое для инактивации. Аппарат озонирования, гарантирующий уничтожение указанных патогенов, должен обеспечивать СТ с некоторым запасом, например 1,6 мг/л*мин: объем аппарата рассчитывается исходя из времени контакта воды с озоном 4 мин. при заданном расходе и концентрации озона 0,4 мг/л.

Задачи, решаемые озонированием на производстве воды

Универсальный характер технологии озонирования позволяет решить целый комплекс задач:

• дезинфицировать воду (уничтожить все микроорганизмы, которые передаются через воду);
• дезинфицировать тару (особенно актуально применение озона в процессе мойки возвратной тары);
• дезинфицировать части оборудования (трубопроводов, насосов, емкостей, находящихся в контакте с водой);
• дезинфицировать внутреннюю поверхность бутыли, крышки и воздушный зазор под крышкой;
• обеспечить бактерицидное действие разливаемой воды по отношению к микроорганизмам, попадающим в воду из воздуха рабочей зоны.

Как нормативные документы регламентируют дозировку озона и что считается надлежащей производственной практикой? Как устроена современная установка озонирования для питьевой воды? В какой точке технологической схемы вводить озон? На эти и другие вопросы мы ответим в продолжении материала.

Источник