Окислители применяют для обеззараживания питьевой воды и улучшения ее органолептических показателей. В практике водоподготовки в основном используют следующие окислители: озон, перманганат калия, хлор и его производные.
Озон — наиболее сильный из всех известных в настоящее время окислителей. Одно из преимуществ его с гигиенической точки зрения — неспособность в отличие от хлора к реакциям замещения. Особенностью озона является то, что он быстро разлагается. С одной стороны, это вызывает некоторые технические трудности, а с другой — создает определенные преимущества, так как даже при некотором передозировании остаточные количества его не могут быть велики, не требуется его устранения. Как показали исследования, остаточный озон в количестве 3,5—5,0 мг/л в течение 30 мин снижался до 0,2—0,3 мг/л. Вводить излишне большие дозы озона при обработке питьевой воды не рекомендуется, поскольку после нее вода может приобретать неприятный ароматический запах.
Перманганат калия — менее сильный окислитель, чем озон, он также не вступает в реакции замещения. Недостатки перманганата калия — его сравнительно высокая стоимость, дефицитность, а также опасность появления остаточных концентраций, поскольку марганец нормируется в питьевой воде до 0,1 мг/л.
Раствор перманганата калия концентрацией 0,5—2% (по товарному продукту) приготовляют в баках с механическим побуждением, рассчитываемых на время полного растворения реагента 4—6 ч при температуре воды 20 °С и 2—3 ч при 40 °С. Принимают не менее двух растворных или растворно-расходных баков.
Хлор — наиболее дешевый и распространенный из указанных выше окислителей, но значительно слабее. Недостаток хлора — его способность вступать в реакцию замещения, в результате чего могут образовываться нежелательные соединения.
Рассматривая действие окислителей в целом, следует отметать, что в большинстве случаев при их применении улучшаются органолептические свойства обрабатываемой воды: исчезают запахи и привкусы, снижается или полностью исчезает окраска, вода перестает пениться. В результате деструктивных процессов образуются менее сложные по химической структуре и, как правило, менее опасные вещества — продукты трансформации. Однако необходимо подчеркнуть, что некоторые химические вещества в обычных условиях практически не поддаются действию окислителей, даже такого наиболее сильного из них, как озон. К таким веществам, являющимся достаточно распространенными загрязнителями воды поверхностных водоемов, относятся пиридин, бензол и его производные, ряд ароматических нитросоединений, альдегиды, кислоты. Ряд соединений окисляется не полностью, в результате чего могут образоваться продукты, придающие воде запах (фосфорорганические и поверхностно-активные вещества, фенолы), или окраску (нитросоединения, фенолы). При неполном окислении химических веществ, присутствующих в воде, могут появляться и более токсичные соединения, как, например, при окислении некоторых фосфорорганиче-ских пестицидов. В связи с этим можно говорить о существовании «критических» концентраций загрязнений, т. е. таких концентраций, при которых возникает опасность появления в воде недопустимых количеств неблагоприятных продуктов взаимодействия. Кроме того, понятие «критических» концентраций может быть также связано с тех-нико-экономической нецелесообразностью применения высоких доз окислителя. Доза окислителя может вводиться в воду по частям перед сооружениями разного типа. Ввод окислителей перед коагулянтом или сорбентом, либо одного перед другим должен производиться с определенной экспозицией. При невозможности ее соблюдения следует предусматривать контактные камеры.
Основное условие успешного применения окислителей — глубокое окисление химических веществ, т. е. до стадии образования карбоновых кислот. Однако необходимость дозирования окислителей в точном соответствии с уровнем и видом загрязнения воды, а также сложность и длительность химических анализов зачастую не позволяют выдерживать на практике эти условия. Поэтому окисление как самостоятельный метод устранения органических загрязнений из воды может быть применено только в том случае, если уровень загрязнения колеблется незначительно, не выходит за границы «критической» концентрации и существует уверенность, что в результате окисления не будут образовываться неблагоприятные в органолептическом отношении или опасные для здоровья населения продукты трансформации химических веществ.