Anna46 635 Жалоба Опубликовано 7 августа, 2017 Озонирование воды и аквариума В отрегулированной системе обработка воды трех-атомным кислородом или озоном снижает число свободноплавающих микроорганизмов. Примечание: Озон - состоящая из трёхатомных молекул O3 аллотропная модификация кислорода. При нормальных условиях - голубой газ. При сжижении превращается в жидкость цвета индиго. В твёрдом виде представляет собой тёмно-синие, практически чёрные кристаллы.При обычных дозах и непродолжительном контакте озонирование не снижает содержание растворенных органических веществ путем прямого окисления до СО2, как это принято думать и не переводит общий аммоний в более окисленные соединения. К озонированию чувствительны органические соединения с двойными углеродными связями (С=С). Функциональные группы типов - SH; S+; — NH2, — ОН и — СНО также подвержены действию озона. При озонировании одни органические соединения переходят в другие, и в результате содержание общего органического углерода (окисляемость) в воде не изменяется (Farooq et а1., 1977 а; Nebel et al., 1973). После озонирования морской воды в аквариуме «Мистик Маринлайф» не наблюдалось снижения содержания общего органического углерода по сравнению с исходным (6,0 мг/л). Хьюберс и др. (Huibers et al., 1969), Маккарти и Смит (McCarthy and Smitki, 1974) и Небел и др. (Nebel et al., 1973) пришли к выводу, что озонирование не является нитрификационным процессом. Сингер и Зилли (Singer and Zilli, 1975) показали, что в пресной воде с рН от 7,0 до 9,0 слабая кинетика процесса препятствует переходу значительного количества аммония в нитраты. Сходный вывод можно сделать и для морской воды, хотя Хонн и Чавин (Нопп and Chavin, 1976) сообщали, что после озонирования в замкнутой морской системе содержание аммония и нитритов снизилось, а нитратов — возросло. Таким образом, включение озонатора в систему сразу после биологического фильтра обеспечивало непосредственное окисление аммония и нитритов. Однако прямых кинетических исследований не проводилось, и поэтому говорить о прямом окислении неорганического азота при озонировании морской воды, преждевременно. Факторы, влияющие на эффективность дезинфекции. Эффективность озона как дезинфицирующего средства зависит в основном от времени контакта и остаточной концентрации недиссоциированного О3. Поддерживать остаточное содержание озона на одном уровне трудно, поскольку он очень нестабилен, а его окислительная способность часто расходуется не только на живые микроорганизмы, но и на другие субстанции. Таким образом, эффективность поражения микробов определяется степенью диссоциации О3 после попадания его в контактную камеру. Содержание РОВ, ВОВ (в том числе микроорганизмы), рН и ионная сила воды влияют на потребление озона в аквариумной воде и уменьшают количество Оз, необходимое для дезинфекции. Увеличение какого-либо из этих параметров приводит к соответствующему увеличению порогового уровня О3, необходимого для дезинфекции. На эффективность дезинфекции непосредственное влияние оказывает также температура воды. Фарук и др. (Farooq et al., 1977) показали, что при повышенной температуре число пораженных микроорганизмов возрастает. Из их опыта (рис. 4.3) следует, что при постоянном уровне остаточного озона (0,57 мг/л) эффективность дезинфекции воды увеличивалась с возрастанием температуры (9, 20, 30, 37С). С возрастанием рН диссоциация молекул озона ускоряется, однако зависимость эффективности дезинфекции воды от рН носит непрямой характер (Farooq et al., 1977а) и число пораженных микроорганизмов больше зависит от уровня остаточного озона, чем от рН. На рис. 4.4 показано, что выживаемость дрожжевого грибка Mycobacterium fortuitum при постоянном содержании остаточного озона и четырех уровнях рН была одинаковой.Содержание в воде РОВ и ВОВ увеличивает потребление озона в воде и тем самым ограничивает эффективность дезинфекции. Когда в воде одновременно присутствуют и растворенные органические вещества, и микроорганизмы, озон в первую очередь действует на POB (Hoigne and Bader, 1976). Это частично объясняется большей концентрацией органических молекул по сравнению с микроорганизмами и тем, что продукты диссоциации озона (свободные радикалы) легче взаимодействуют с РОВ, чем недиссоциированный О3 (Hoigne and Bader, 1976). Фарук и др, (1977 а) обнаружили, что эффективность дезинфекции во многом зависела и концентрации клеток микроорганизмов: чем выше концентрация, тем эффективность ниже. Микроорганизмы в этом случае следует рассматривать, как составную часть ВОВ, а ВОВ в любых формах снижает дезинфицирующую способность озона. Увеличение ионной силы аквариумной воды повышает потребность воды в озоне, поскольку при этом возрастает число способных окисляться неорганических ионов. Из-за высокого содержания неорганических солей поддерживать концентрацию остаточного озона на определенном уровне в морской воде гораздо сложнее, чем в пресной. Устройство озонаторов. Отсутствие необходимой информации затрудняет создание озонаторов для аквариумных систем. Некоторые сведения можно почерпнуть из технической литературы по промышленному обеззараживанию воды, но только в том случае, если в опытах не использовалась дистиллированная вода. Работы по дезинфекции морской воды озоном малочисленны, а дезинфекция озоном аквариумной воды вообще не рассматривалась. Хонн и другие (Honn et al., 1976) описывают конструкцию озонатора для замкнутых аквариумных систем, работающего по принципу тихого разряда, но не приводят сведений по дезинфекции воды. Восприимчивость патогенных организмов к озонированию систематически не изучалась. Почти во всех случаях объектами исследований были бактерии, а простейшие и другие инфекционные и паразитические организмы не рассматривались. Конрад и др. (Conrad et al., 1975) сообщили, что после озонирования число бактерий Flexibacter columnaris в воде пресноводного лососевого питомника уменьшилось, однако применявшиеся дозы и продолжительность контакта не указаны. Ведемейер и Нельсон (Wedemeyer and Nelson, 1977) описали действие озонированной воды на две патогенные для рыб формы бактерий Aerornonas salmonicida и возбудителя эрозии рта (болезнь «красный рот»). Оба вида представляют опасность на лососевых хозяйствах. В дистиллированной воде с добавлением фосфатного буфера, где не происходило побочного потребления озона, бактерии, вызывающие эрозию рта, полностью погибали спустя 0,5 мин при остаточном содержании озона 0,01 мг/л, а А. salmonicida — спустя 10 мин. Чтобы обеспечить 100%-ную гибель А. salmonicida за 0,5 мин потребовалась доза остаточного озона 0,04 мг/л. Для полного уничтожения обоих видов бактерий в течение 10 мин в озерной воде (мягкой и жесткой) потребовалась значительно большая доза остаточного озона (90 мг/л). Как и следовало ожидать, в жесткой воде дезинфекция затруднена. По концентрации бактерий и ВОВ аквариумную воду при высокой плотности посадки рыбы можно сравнить с водой низкого качества из естественных поверхностных источников, а при низкой плотности - с поверхностной водой высокого качества. Для дезинфекции таких вод Маккарти и Смит (McCarthy and Smith, 1974) рекомендовали дозу озона 0,5 — 4,0 мг/л при продолжительности контакта 5 - 10 мин. До получения новых данных эти значения можно принять за основу при обработке пресноводных, солоноватоводных и морских аквариумов. При этом следует иметь в виду, что паразитические простейшие, по-видимому более устойчивы к озонированию по сравнению с мелкими вирусами и бактериями.Для дезинфекции аквариумной воды применяют озонаторы двух типов: ультрафиолетовые и тихого (электрического) разряда. Озонатор второго типа показан на рис. 4.5. Ультрафиолетовые озонаторы применяют, когда требуется невысокая концентрация озона, например для домашних аквариумов. Если в качестве исходного газа используют кислород, то в зависимости от размеров ультрафиолетовые озонаторы обеспечивают выход озона от 1 до 10 мг/л (1,0 мг/ч). Если в качестве сырья используется атмосферный воздух, то выход озона примерно на 50% меньше. В зависимости от конструкции озонатора поток исходного газа проходит непосредственно мимо УФ-лампы или попадает под ее кварцевый корпус. Конечный выход озона в ультрафиолетовых озонаторах зависит от общего эффективного излучения, испускаемого в диапазоне 1000 — 2000 А, который в свою очередь определяется устройством УФ-лампы, ее общей поверхностью излучения, силой тока, видом исходного газа (кислород или атмосферный воздух), давлением газа под корпусом лампы или в разрядной камере, температурой исходного газа. Озонаторы тихого электрического разряда применяются в больших демонстрационных аквариумах или на рыбоводных хозяйствах, т. е. там, где потребность в озоне велика. Тихоразрядные озонаторы могут производить до 6% озона на 1 Вт энергии, однако наиболее экономичный выход получается при выработке 1 - 3% озона на 1 Вт. Принцип работы озонатора тихого разряда состоит в приложении переменного напряжения к двум электродам, разделенным изолятором или диэлектриком в разрядной камере (рис. 4.6). Диэлектрик необходим для образования озона, в противном случае между электродами просто возникнет искра или дуга. Кроме того, направление тока должно изменяться, поскольку проникнуть через диэлектрик электроны не могут. В течение половины цикла переменного тока изоляционный материал собирает электрические заряды на своей поверхности, а при перемене полярности испускает их. Во время работы озонатора в разрядной камере образуется рассеянное свечение или корона. Электроды обычно изготовляют из нержавеющей стали или алюминия, в качестве диэлектрика применяют боросиликатное стекло. Один из электродов соприкасается со стеклянным диэлектриком, а разрядная камера находится между диэлектриком и вторым электродом (см. рис. 4.6). При напряжении менее 1500В высота разрядной камеры обычно составляет 1 - 3 мм. Большая часть поступающей электрической энергии в озонаторах тихого разряда превращается в тепловую, поэтому необходимо предусмотреть приспособление для охлаждения подаваемого газа, если его напор недостаточно велик. Однако следует помнить, что слишком большая подача воздуха снижает эффективность процесса образования озона. Выход озона в озонаторах тихого разряда зависит от концентрации кислорода в поступающем газе, температуры газа, величины его напора, максимального напряжения, частоты тока, емкости разрядной камеры, давления газа в разрядной камере и емкости диэлектрика. При прочих равных условиях для озонатора такой конструкции выход озона является функцией плотности тока (Rosen, 1973). В литературе по крупным очистным сооружениям содержатся упоминавшиеся в начале этой главы рекомендации по оптимальным дозам озона и продолжительности контакта, однако эти данные неприменимы к малым объемам воды по двум причинам. Во-первых, количества О3, вырабатываемого ультрафиолетовыми озонаторами, достаточно для дезинфекции лишь очень небольших объемов воды. Во-вторых, существующие конструкции озонаторов непригодны для малых аквариумов. Типичным примером являются пеноотделительные колонки (см. рис. 3.10 и 3.11), в которые вместо воздуха подается озонированная газовая смесь. Впервые их устройство описал Сандер (Sander, 1967), который рекомендовал использовать колонки в качестве озонаторов, но оказалось, что они неспособны обеспечить необходимый контакт газа с водой даже в течение рекомендованных 5 мин. Более того, если озона вырабатывается достаточно для обезвреживания микроорганизмов, существует опасность, что избыток его окажется опасным для рыб и беспозвоночных в аквариуме. Тот факт, что животные в небольших аквариумах редко поражаются озоном, свидетельствует о неэффективности озонаторов и ненадежности обработки воды малыми дозами озона. Озонирование. Очень важно, чтобы газ, подаваемый в озонатор, был предварительно высушен. Осушители обычно устанавливают за холодильниками, охлаждающими подаваемый газ. В результате охлаждения из газа удаляется часть влаги, что повышает эффективность осушителей, и снижается температура в разрядной камере, что замедляет процесс диссоциации образующихся молекул озона. Присутствие в подаваемом газе воды в количестве всего 0,020,03 мг/л заметно снижает выход озона (О'Donovan, 1965). В качестве осушителя обычно используют силикагель или хлорид кальция (Call). По мере насыщения эти материалы можно восстановить, пропуская через них горячий воздух в направлении, обратном току поступающего газа. В больших оборотных системах, обработанных соответствующими дозами озона, перед подачей озонированной воды в аквариумы ее необходимо аэрировать в специальной камере, чтобы удалить из воды избыток озона и кислорода. Остаточный озон токсичен для рыб и беспозвоночных, а кислород, образующийся при диссоциации озона, может перенасытить воду и вызвать газопузырьковую болезнь. Как и в случае с УФ-облучением, сомнительно, чтобы обработка аквариумной воды озоном существенно уменьшала возможность заражения гидробионтов. Необходимость дальнейшего изучения данного вопроса очевидна. Подробнее https://fanfishka.ru/infocentr/poleznye_materialy_po_akvariumistike/1643-soderzhanie-ryb-v-zamknutyh-sistemah-s-spott.html Поделиться сообщением Ссылка на сообщение