Озонирането е метод за отделяне на примесите от питейната вода чрез превръщането им в други по характер химически съединения и е един иновативен метод за пречистване. Озонът притежава редица предимства в сравнение с другите използвани окислители – висока окислителна способност и висока скорост на окислителните процеси, при което получените продукти на окислението не замърсяват допълнително пречистваните води.
· Отстраняване на желязо
Желязото е вторият метал след алуминият по разпространение в земната кора, но рядко се среща в самородно състояние. В земната кора желязото присъства под формата на минерали: Fe3O4 - магнетит ; Fe2O3 - хематит; 2 Fe2O3.3H2O - лимонит; FeCO3 - сидерит; FeS2 -пирит; FeSiO4 - файалит; FeO.OH - геотит .
Желязото взаимодейства енергетично с повечето неметали, в това число и с хологенните елементи въглерод, сяра, силиций, бор и фосфор. То лесно се разтваря в кисела среда. В подземните води се намира под формата на разтворено двувалентно желязо Fe2+, карбонати и бикарбонати или комплексни желязо органични съединения, а в повърхностните – като колоидни или фино диспергирани окиси, сулфати, сложни комплексни органични /хуминови киселини, фулвокиселини, танини/ и минерални /силикати, фосфати, полисулфати, сулфати,цианури/ съединения.
Методът за обезжелезяване на водите /допуска се 0,2 mg/dm3/ разработен от нас се базира на факта, че при окисляване с озон се променя валентността от Fe2+ в Fe3+ , а оттам и неговата разтворимост значително намалява. При озонирането водата се освобождава от въглеродния двуокис и се повишава рН като същевременно се окислява двувалентното желязо в тривалентно. Образуваният железен хидроокис се утаява или се задържа във филтри:
Fe(HCO3)2 + 2H2O ↔ Fe(OH)2 + 2H2CO3
H2CO3 ↔ Н2О + СО2
4Fe(ОН)2 + 2O + 2Н2О ↔ 4Fe(OH)3
· Отстраняване на манган
Манганът в природните води се съдържа в свързано състояние под формата на минерали:
MnO2 - пиролузит; Mn3O4 -хаусманит; Mn2O3 – браунит;
В повърхностните води манганът се среща под формата на комплексни органични или колоидни съединения, а в подземните води се съдържат главно соли на двувалентния манган, добре разтворими във водата. Много често манганът в подземните води има блатен произход /от изгниването на блатна растителност при анаеробни условия/. Значително съдържание на манган има в боровинките, капините, листата на растенията. Растенията с дълги корени извличат мангана от почвата и го натрупват в листата си. При минерализация на такава растителност в придънните слоеве на езерата, язовирите и блатата се отделя и манган, който се разтваря във вода с ниско рН. През зимата вследствие на ниската температура, затихналите биохимични процеси в придънните слоеве и слабата циркулация на водата манганът почти изчезва. В много подземни води от терасите на реките манганът достига до няколко милиграма в 1 dm3. В много наши води от терасите на реките Дунав / Видин, Никопол, Силистра/, Марица /с.Ябълково, Димитровград, Марица, Харманли и Свиленград/ съдържанието на манган във водите достига стойности до 5 милигра в 1 mg/dm3.
С повишаване на температурата на водата се повишават интензивността на биохимичните процеси във водоносния хоризонт и съдържанието на манган.
В природата манганът се намира във втора, трета и четвърта валентност. Разтвореният във водата Mn2+ не увеличава цветността, мътността и мириса на водата, поради което не може да се открие чрез сетивните органи на човека. Повечето окиси и хидроокиси на три- и четири валентния манган са слабо разтворими във водата. Условията за окисляване на мангана от озона зависят от стабилността на съединенията, температурата, рН и Еh-потенциалът. Наличието на манган в концентрация над 0,05 mg/dm3 при повишаване на рН е причина за появяване на цветни фокули. Това явление настъпва веднага при употреба на сапун или други перилни препарати. Умивалници, вани, фаянсови плочки получават тъмнокафяво до черно оцветяване. Манганът може да бъде причина за лошото качество на редица производства – текстилна продукция, хартия, стъкло, керамични изделия, лед, масло, сирене, нешесте, захар. Някои хранителни продукти, като масло, мляко, сметана, бира, консерви, тестени изделия влошават вкусовите си характеристики. Затова съдържанието на манган във водата трябва да бъде до определена ПДК. Установената в ЕС гранична норма е 0,05 mg/dm3.
Окисляването на Mn2+ с озон протича съгласно с реакциите:
Mn2+ + О3 + Н2О ↔ MnО2 + О2 + 2Н+
Mn2+ + О2 → MnО2
Мангановите хидроокиси имат висок обезманганителен ефект, тъй като образувалия сеMnО2 има каталитични свойства.
