SISIŽE:
U zavisnosti od temperature i udaljenosti fabrike vode od vodozahvata (bunara), prethodna oksidacija se sprovodi ili na ulasku vode u cevovod do fabrike vode ili na lokaciji postrojenja za prečišćavanje. Zadatak je da eliminiše ili prevede iz jednog stanja u drugi, neželjene organska i neorganska jedinjenja radi lakše eliminacije u narednom koraku prerade, kao i da drži nivo mikrobiološkog opterećenja u željenim granicama. Važna napomena je vezana za korišćenje procesa predoksidacije i filtera sa biološkim procesima u naknadnom toku procesa. Neiskorišćen deo hemijskih oskidanasa po pravilu dovodi do korozivnog efekta na opremu i na ljude.
Osnovni pojmovi
Aeracija
Ovaj korak prečišćavanja je osmišljen da nadoknadi nedostatak kiseonika u sirovoj vodi ili da ukloni neželjene gasove i lako ispraljiva jedinjenja (kao što su H2S ili CO2), kao i deo Fe.
Kada se ova faza sprovodi na atmosferskom pritisku, povećani sadržaj kiseonika u vodi biće u ravnoteži sa uklonjenim ugljen-dioksidom. U slučaju voda sa prosečnim ili visokim sadržajem minerala, ovaj aspekt se mora uzeti u obzir jer svaki gubitak „balansirajućeg“ CO2 može dovesti do uslova stvaranja kamenca. Ovo može zahtevati upotrebu aeracije pod pritiskom koja omogućava povećanje koncentracije O2 bez odgovarajuće promene koncentracije CO2.
Hemijska oksidacija
Pre-oksidacija upotrebom hlora i hlornih preparata
Dodvanjem hlora ili hlornih preparata u prisustvu organske materije će biti praćena stvaranjem neželjenih jedinjenja – THM (trihalometani). Stoga je, po pravilu, bolje postaviti tačku hlorisanja što je moguće dalje niz liniju tretmana vode, idealno prateći maksimalno moguće uklanjanje organskih jedinjenja prisutnih u vodi pre doziranja hlornih preparata.
Pre-hlorinacija se koristi kada postoji opasnost od razvoja algi u strukturama za bistrenje, ili za eliminaciju NH4+ jona ili za oksidaciju gvožđa.
Pre-hlorinacija se takođe može primeniti u međufazi (npr. na bistru vodu) kako bi se sprečilo biološko zagađenje (bakterije, alge, zooplankton…) na filterima. Njegova neselktivna oksidativnost ga čini efikasnim i protiv cijanida (pH korekcija je veoma važna tokom ovog procesa).
Prethodna oksidacija upotrebom hlor-dioksida
Hlor-dioksid, neće dovesti do stvaranja THM, i pored prisustva organske materije u vodi. Međutim, kada reaguje sa organskim jedinjenjima, oslobađa jone ClO2– (hlorit) koji se potom moraju eliminisati. Praksa je pokazala da je upotreba ClO2 ograničena na mesto finalne dezinfekcije vode, a u predoksidaciji retko (osim kod čiste vode sa povećanim nivoom Fe i Mn).
Pre-oksidacija pomoću kalijum permanganata
Ovaj oksidans se uglavnom koristi za tretman sirovih voda koje sadrže Mn. Reakciju pospešuje visok pH, ubrzavajući kinetiku reakcije, pa je stoga potrebno kontrolisati pH (> 7,0) i omogućiti dovoljno vreme kontakta (5-10 minuta).
U slučaju voda sa niskim sadržajem minerala, visokim nivoima rastvorene organske materije i zahtevom za veoma niskom pH koagulacije (5,5 do 6), prednost treba dati lociranju tačke ubrizgavanja KMnO4 između taložnika i filtera nakon podešavanja pH vrednosti na povoljan nivo (7,0 do 7,5).
Kalijum permanganat se takođe povremeno koristi za delimičnu oksidaciju nekih organskih materija (npr. uklanjanje formaldehida ali i fenola sa produženim vremenom reakcije i pH korekcijom), za uklanjanje neprijatnih ukusa ili za suzbijanje razvoja algi unutar opreme za bistrenje.
Korišćenje KMnO4 za prethodnu oksidaciju zahteva da se ubrizgana količina pažljivo kontroliše; jer svaka prekomerna doza može dati ružičastu boju tretiranoj vodi, uzrokovanu prisustvom rastvorljivog Mn(VII).
Prethodna oksidacija ozonom
Kada se koristi za prethodnu obradu sirove površinske vode, ozon, kao i ClO2, ne dovodi do stvaranja THM i drugih hlornih derivata. Sa druge strane, ozon je dokazano efikasan za eliminisanje fenola. Dodatno, stvara uslove koji podstiču naknadnu nitrifikaciju. Ovo pomaže da se objasni zašto, čak i ako je ozon manje efikasan od hlora u ovoj primeni, on je zapravo preoksidant koji se najčešće koristi u sistemima za bistrenje jer ima niz korisnih efekata:
- poboljšava efikasnost bistrenja (zamućenost, boja, rezidualne mikroalge, organske materije, THM jedinjenja…);
- u nekim slučajevima smanjuje potrebu za koagulantom;
- priprema vodu za naknadni biološki tretman.
Međutim, postoji prilično stroga optimalna doza (približno 1-(3) mg · L–1) i vreme kontakta (približno 1 minut i manje); iznad ovih nivoa, flokul će se „ponovo dispergovati“.
Upotreba preozonacije pod ovim uslovima obezbeđuje / čini da:
- Pre-ozonacija neće garantovati čiste strukture zbog nedostatka rezidualnog oksidansa, što zahteva naknadni proces bistrenja i upotrebu filtera;
- Sa zagađenom vodom, glavni korak oksidacije ozonom je prikladan kao i deo naknadnog tretmana kako bi se osigurala potpuna oksidacija bilo kojih jedinjenja nastalih tokom faze pre-ozonacije.
- Rezidualni ozon je korozivan
Potencjal za ksidaciju poznatih elemenata:
| Sredstvo / Jedinjenje | V na 25 oC | Napomena |
| Ozon | 2.87 | |
| Vodonik peroksid | 1.76 | pH ↓ |
| Kalijumpermanganat | 1.49 | |
| Hiplohloriti | 1.49 | pH ↓ |
| Hlor | 1.39 | |
| Hlordioksid | 1.15 | |
| Brom | 1.07 | |
| Hipohlorit | 0.90 | pH ↑ |
| Vodonik peroksid | 0.87 | pH ↑ |
| Kiseonik | 0.40 |