Otsonointiprosessin desinfiointitehon optimointi talousveden ...

More documents

Recommendations

Info

10 HO 4 -radikaalin hajotessa hapeksi ja hydroperoksyyliradikaaliksi, ketjureaktio voi alkaa alusta. Kaikkiaan reaktiossa kuluu 2 moolia otsonia. Yllä kuvatun radikaaliketjureaktion välimuotojen HO 3 • ja HO 4 • olemassaoloa ei ole kokeellisesti osoitettu. (Gottschalk et al. 2010) Radikaaliketjureaktiolle on esitetty toinenkin mekanismi, jossa näitä välimuotoja ei esiinny (Tomiyasu et al. 1985). Molempien mallien lopputulos on kuitenkin sama (Gottschalk et al. 2010). Aineita jotka muuttavat OH-radikaaleja superoksidiradikaaleiksi edistäen ketjureaktiota kutsutaan promoottoreiksi. Myös orgaaniset molekyylit voivat toimia promoottoreina muodostaen orgaanisia radikaaleja. (Gottschalk et al. 2010) Vastaavasti kaikki aineet jotka voivat kuluttaa OH-radikaaleja muodostamatta uusia superoksidiradikaaleja, edistävät otsonimolekyylin pysyvyyttä vedessä (Langlais et al. 1991). Näitä kutsutaan inhibiittoreiksi, ja ne yleensä päättävät ketjureaktion estämällä otsonin hajoamisen. Esimerkiksi tai OH ∙ +CO 3 2− → OH − + CO 3 − ∙ (13) OH ∙ +HCO 3 − → OH − + HCO 3 ∙ . (14) Myös kahden radikaalin reaktio voi päättää ketjun: OH ∙ +HO 2 ∙→ O 2 + H 2 O. (15) Reaktioyhtälöt (6)-(12) yhdistämällä saadaan kokonaisreaktio radikaaliketjureaktiolle: 3O 3 + OH − → 2OH ∙ +4O 2 . (16) Kolme otsonimolekyyliä voi siis tuottaa 2 hydroksyyliradikaalia. (Gottschalk et al. 2010) Radikaaliketjureaktion kulku on esitetty kuvassa 2.8.
11 Kuva 2.8 Radikaaliketjureaktion vaiheet otsonin hajoamisessa. (Langlais et al. 1991) Ketjureaktioon vaikuttavia initiaattori-, promoottori- ja inhibiittoriyhdisteitä on useita. Initiaattoreina voivat toimia hydroksidi-ionin lisäksi esimerkiksi vetyperoksidi ja kahdenarvoinen rauta. Humushapot voivat toimia sekä promoottoreina että inhibiittoreina konsentraatiosta riippuen. Muita inhibiittoreita ovat esimerkiksi fosfaatti, tertbutyylialkoholi sekä bikarbonaatti ja karbonaatti. Pienikin karbonaattilisäys veteen lisää otsonin puoliintumisaikaa. (Gottschalk et al. 2010) 2.2 Otsonointi desinfiointimenetelmänä Otsonidesinfioinnilla on useita etuja ja vähäisiä haittoja klooridesinfiointiin verrattuna. Otsonointi on jopa kolme kertaluokkaa kloorausta nopeampi desinfiointimenetelmä. Sen teho perustuu solujen hajottamiseen tai soluseinän rikkomiseen kun kloori puolestaan tunkeutuu soluseinän läpi ja inaktivoi mikro-organismin biokemiallista toimintaa. (Cataldo 2006) 2.2.1 Otsonin reaktiot solun rakenneosien kanssa Otsonin desinfioiva vaikutus perustuu sen korkeaan hapetus-pelkistyspotentiaaliin vedessä ja sen kykyyn reagoida solun kemiallisten yhdisteiden kanssa vahingoittaen solun rakenneosia. Otsoni hajottaa tyydyttymättömiä kaksois- ja kolmoissidoksia muodostaen aldehydejä, ketoneja tai karbonyyliyhdisteitä. Otsoni voi myös osallistua elektrofiilisiin reaktioihin erityisesti aromaattisten yhdisteiden kanssa ja nukleofiilisiin reaktioihin useiden mikrobisolun rakenneosien kanssa. (Langlais et al. 1991) Solun rakenneosat ovat makromolekyylejä joilla on suuri molekyylipaino. Näitä ovat hiilihydraatit, aminohapot, lipidit ja nukleiinihapot. (Legube et al. 1992) Solun molekyylien rakenteita on esitetty kuvassa 2.9.
Page 1 and 2: JOHANNA CASTRÉN OTSONOINTIPROSESSI
Page 3 and 4: iii ABSTRACT TAMPERE UNIVERSITY OF
Page 5 and 6: v SISÄLLYS 1 Johdanto ............
Page 7 and 8: vii TERMIT JA NIIDEN MÄÄRITELMÄT
Page 9 and 10: 1 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimuksen tausta
Page 11 and 12: 3 3 2 KIRJALLISUUS 2.1 Otsonin kemi
Page 13 and 14: 5 − d[O 3 ] dt = k ′ [O 3 ] 1 ,
Page 15 and 16: 7 Kuva 2.6 Lämpötilan vaikutus ot
Page 17: 9 Epäorgaaniset yhdisteet voivat r
Page 21 and 22: 13 reina, joten reaktioissa saattaa
Page 23 and 24: 15 − dN dt = k 1N, (17) josta saa
Page 25 and 26: 17 Edellä esitetyissä malleissa o
Page 27 and 28: 19 CT-arvot eivät ole aivan yksise
Page 29 and 30: 21 2.2.5 Otsonin vaikutus eri taudi
Page 31 and 32: 23 viruksiin että DNA-viruksiin on
Page 33 and 34: 25 Kuva 2.12 Lämpötilan vaikutus
Page 35 and 36: 27 Taulukko 2.5 Inaktivaatioteho C.
Page 37 and 38: 29 Moolivirtaus eli aineensiirtovuo
Page 39 and 40: 31 Kuva 2.15 Eri tekijöiden vaikut
Page 41 and 42: 33 Kuva 2.17 Otsonikontaktorin eri
Page 43 and 44: 35 2.4.2 Epäorgaanisten yhdisteide
Page 45 and 46: 37 3 TALOUSVEDEN VALMISTUSPROSESSI
Page 47 and 48: 39 asutusalueilta. Ravinne- ja bakt
Page 49 and 50: Saostus, hiutalointi ja laskeutus E
Page 51 and 52: 43 silla vain muutamasta näytteest
Page 53 and 54: 45 1990-luvulla veden laatu verkost
Page 55 and 56: 47 Kuva 3.3 Vanhankaupungin otsonoi
Page 57 and 58: 49 0,5-0,6 mg/l otsonijäännöksen
Page 59 and 60: 51 ja. Pitkäkosken hiekkasuodatetu
Page 61 and 62: 53 Kuva 3.7 Raakaveden, hiekkasuoda
Page 63 and 64: vettä pH:n säätökemikaalina. Ko
Page 65 and 66: 57 jotka käsittävät koko virtaam
Page 67 and 68: 59 imuputkeen jälkiviipymäaltaan
Page 69 and 70:
61 toisuus oli tasolla 10 4 pmy/ml.
Page 71 and 72:
63 lassa 7 vuorokauden ajan, jonka
Page 73 and 74:
65 Taulukko 4.4 Vakiotilan simuloin
Page 75 and 76:
67 5.2 Merkkiainekokeiden tulokset
Page 77 and 78:
69 Kuvassa 5.3 on esitetty kontakti
Page 79 and 80:
71 sonointitornista otetun näyttee
Page 81 and 82:
73 sonijäännös ennen koetta oli
Page 83 and 84:
75 tiin jo huomattavasti pienemmäl
Page 85 and 86:
77 Desinfiointitehon arviointia han
Page 87 and 88:
79 Taulukossa 5.10 on esitetty linj
Page 89 and 90:
81 Vastaavat kuvaajat kontaktialtai
Page 91 and 92:
83 vastaa todellisuutta. Todennäk
Page 93 and 94:
85 todennäköistä, että suurin o
Page 95 and 96:
87 6 JOHTOPÄÄTÖKSET JA JATKOTUTK
Page 97 and 98:
89 otsonipitoisuutta voi olla tarpe
Page 99 and 100:
91 Farooq, S., Akhlaque, S. 1983. C
Page 101 and 102:
93 LeChevallier M.W., Au, K. (eds.)
Page 103 and 104:
95 Sivaganesan. M., Marinas, B.J. 2
Page 105 and 106:
97 Zhou, H., Smith, D.W. 2000. Ozon
Page 107 and 108:
99 3. torni (mgF/l) 21 0,182 0,055
Page 109 and 110:
101 välisäiliö (mgF/l) 33 0,017
Page 111 and 112:
103 LIITE 2: DESINFIOINTIKOKEIDEN T
Page 113 and 114:
105 LIITE 3: VEDEN LAATU DESINFIOIN
show all

Otsonointiprosessin desinfiointitehon optimointi talousveden ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?