Use of Ozone For İmproving of Water Quality and Its Chemical Effects

Abstract

In recent years, ozone is a disinfectant frequently used for enhancing water quality. However, since its short half-life and relatively low solubility in water, it is not possible to ensure its presence continuously in distribution system. Hence, ozone can only be used as a primary disinfectant. After ozonization, in order to complete the disinfection process in the distribution system, a secondary disinfectant like chlorine, chlorodioxide and monochloramine must be used. As well as odor in water, and inorganic materials such as iron and manganese, ozone effectively removes organic matter, drug residues and pesticides mixed into the water for any reason by oxidation from media. When used appropriately and in the correct amount ozone is an efficient chemical and microbiological disinfectant. However, when ozone is used in unfavorable conditions and/or in large quantities, it can cause the production of unwanted by-products. Ozone shows its disinfection effect through oxidation properties and high reactivity. The effect mechanism of ozone in water is depended on many parameters, mainly on pH. While ozone effects in molecular form at acidic conditions, hydroxyl radical forms are dominant in much higher pH values. By-products formed by both of the mechanisms are different from each otherOrganic acids and aldehydes which are by-products of ozonization can easily be converted to the assimilable organic compounds or to the biodegradable carbon derivatives. Thus the application of the biological active process with ozonization makes easier removal of the biodegradable by-products. To apply ozonization appropriately, it is needed to determine the ozone demand in water.

Keywords

• Drinking water, ozone, ozone demand, disinfection, chemistry of water

Su Kalitesinin İyileştirilmesinde Ozon Kullanımı ve Kimyasal Etkileri

Öz

Ozon günümüzde su kalitesinin arttırılmasında sıklıkla kullanılan bir dezenfektandır. Ancak yarılanma ömrü kısa ve sudaki çözünürlüğü nispeten düşük olduğundan dağıtım sırasında ortamdaki varlığının sürekliliği mümkün değildir. Bu nedenle ozon ancak primer dezenfektan olarak kullanılabilir. Ozonlamadan sonra dağıtım sistemindeki dezenfeksiyon işleminin tamamlanabilmesi için klor, klordioksit, monokloramin gibi sekonder bir dezenfektan kullanılması gerekir. Ozon sudaki kokun, demir ve mangan gibi inorganik maddelerin yanı sıra herhangi bir sebeple suya karışan organik maddeleri, ilaç kalıntılarını ve pestisitleri etkin şekilde yükseltgeyerek ortamdan uzaklaştırır. Ozon, uygun şekilde ve doğru miktarlarda kullanıldığında etkin bir kimyasal ve mikrobiyolojik dezenfektandır. Buna karşılık uygun olmayan koşullarda veya yüksek miktarlarda kullanıldığında ise istenmeyen yan ürünlerin oluşmasına neden olabilir. Ozon dezenfeksiyon etkisini yükseltgen özelliği ve yüksek reaktivitesi aracılığıyla gösterir. Ozonun sudaki etki mekanizması pH başta olmak üzere pek çok parametreye bağlıdır. Asidik ortamda moleküler halde etki eden ozonun, daha yüksek pH değerlerinde hidroksil radikal formları baskındır. Her iki mekanizma sonucu oluşan yan ürünler birbirinden farklıdır.Ozonlama yan ürünü olan organik asitler ve aldehitler kolayca özümlenebilir organik karbon veya biyobozunur karbon türevlerine dönüşebilirler. Bu nedenle ozonlama işlemine biyolojik aktif prosesin eşlik etmesi biyobozunur yan ürünlerin uzaklaştırılmasını kolaylaştırır. Ozonlamanın uygun şekilde yapılması için sudaki ozon ihtiyacının belirlenmesi gerekir.

Anahtar Kelimeler

• İçme suyu, ozon, ozon ihtiyacı, dezenfeksiyon, su kimyası

References

1. www.nutech-o3.com, Ozone: Its Properties and Industrial Uses. Jan.12, 2011.
2. www.who.int/water_sanitation_health/dwq/ gdwq0506_8.pdf. Jan.12, 2011.
3. Solsona F. Guidelines for drinking water quality standards in developing counties. Lima: PAHO/ CEPIS Pub. 2002. 4.Anonymous. Guidance Manuel Alternative Disinfectants and Oxidants. EPA ,1999; (3) 1-52.
4. Gray DM, Germain M. Ozone Measurement Technology in Pure Water Systems. 25th Annual Semiconductor Pure Water & Chemicals Conference. February, 1-8, Santa Clara, CA, 2006.
5. Anonymous. The Chemistry of Disinfectants in Water: Reactions and Products. Safe Drinking Water Commitee. Drinking Water and Health, Washington: NRC, 1980 (2): 200-249.
6. Suffet, IH, Anselme C, Mallevialle J. Removal of Tastes and Odors by Ozonation. AWWA Seminar on Ozonation: Recent Advances and Research Needs, Denver, CO 1986.
7. Bollyky LJ. Benefits of Ozone Treatment of Bottled Water. International Ozone Association Proceedingsa Pan American Conference. Inc. Stamford, CT, 2002: 1-14.
8. Fawell JK, Giddings M, Magara, Y, Ohanian, E, Toft, P. Chemical Aspect. Guidelines for drinking-water quality. Third edition, Incorporating First and Second Addenda. Genava: WHO, 2008; 145-196g.

9. www.spartanwatertreatment.com/disinfection- by-product-control.html. Jan.12, 2011.
10. Hill M. Water Quality and Treatment. A Handbook of Community Water Supplies. Fifth Edition. USA: American Water Works Association. 1999.
11. http://whqlibdoc.who.int/hq/2000/a68673_ guidelines_2.pdf WHO, Semınar Pack For Drinking- Water Quality Disinfectants and Disinfection By- Products. Jan.12, 2011.
12. Escobar IC Randall AA. Assimilable organic carbon (AOC) and biodegradable dissolved organic carbon (BDOC): Complementary measurements. Water Research 18, 2001 (35): 18, 4444-54.