Obecność odorantów w gazach odlotowych w szeregu technologii wiąże się z ich uciążliwością zapachową w otoczeniu. Dlatego podejmowane są badania różnych metod unieszkodliwiania zapachowego takich zanieczyszczeń. Na V Międzynarodowym Sympozjum "Zintegrowane systemy zapobiegania emisji zanieczyszczeń" (Międzyzdroje, kwiecień 1997) J. Kośmider przedstawiła koncepcję krajowej strategii ograniczenia odorowej uciążliwości powietrza oraz procedur licencyjnych i kontrolno - pomiarowych [1,2]. Jak dotąd w Polsce dopuszczalne stężenia większości odorantów nie zostały określone przepisami, choć lista związków emitowanych do powietrza atmosferycznego, a podlegających kontroli sukcesywnie się wydłuża. Wśród licznych metod oczyszczania gazów odlotowych zawierających tzw. odoranty, najbardziej w ostatnich latach rozwinęły się metody biologiczne, zwłaszcza biofiltracja, charakteryzująca się niskimi kosztami jednostkowymi [3,4], która jednak nie jest uniwersalna. Stosuje się ją wówczas, gdy gazy odlotowe zawierają określony związek, natomiast w wypadku mieszanin różnych związków niekiedy zawodzi. Dlatego alternatywą do biofiltracji może być wówczas ozonowanie w fazie gazowej. I. Pollo [5] stwierdza m.in., że ozon daje początek rozpadowi związków makromolekularnych na monomolekularne, utlenia związki organiczne i nieorganiczne (w tym cyjanki, siarczki, azotyny) i ma działanie bakteriobójcze. Ze względu na bardzo dobre własności utleniające stosuje się go do redukcji trujących i trudno utleniających się związków, np. pestycydów, związków chloro- i fosforoorganicznych, fenoli, amin, pochodnych ropy naftowej, usuwania par rtęci z powietrza, czy też w procesach dezodoryzacji. Używając jednak ozonu w procesach dezodoryzacyjnych należy sobie zdawać sprawę, że jest on czynnikiem toksycznym już przy niewielkich wyczuwalnych stężeniach. Poza bezpośrednim oddziaływaniem na systemy redoksowe i utlenianiem aminokwasów ozon powoduje uwalnianie z tkanek adrenaliny i jej pochodnych, a także histaminy, a skutki działania ozonu na organizmy żywe są porównywalne do skutków działania jonizującego. Wg [5] próg wyczuwalności ozonu zawiera się w granicach 4ź104 0,98 mg/m3, przy czym już dla koncentracji 0,4 mg/m3 obserwuje się u ludzi trudności koncentracji i bezsenność. Stąd wynika zasadnicze ograniczenie ozonowania w fazie gazowej, związane z usunięciem nieprzereagowanego ozonu z gazów po ich oczyszczeniu. Celem badań było określenie skuteczności ozonowania w funkcji stężenia ozonu, stężenia wybranych odorantów i czasu kontaktu. Przy wyborze odorantów kierowano się następującymi przesłankami: - w praktyce przemysłowej odoranty winny być spotykane przy stężeniach stanowiących o ich uciążliwości zapachowej - winny reprezentować związki różnego rodzaju - ich oznaczenie nie powinno nastręczać trudności - praca układu wytwarzającego i dozującego winna być stabilna, zaś ciśnienie cząstkowe par odorantów ma odpowiadać ciśnieniu wystarczającemu do uzyskania założonego stężenia odorantu. Ozonowanie zanieczyszczeń w fazie gazowej wiąże się jednak z pojawieniem szeregu problemów technicznych. Uzyskanie założonej skuteczności procesu dla określonego stężenia odorantu wymaga wystarczającego nadmiaru ozonu i odpowiedniego czasu kontaktu. Wzrost stosunku / Cod prowadzi wprawdzie do zwiększenia , ale w gazach poreakcyjnych pozostaje nieprzereagowany ozon, który trzeba neutralizować w dodatkowym węźle instalacji po reaktorze. Powoduje to zwiększenie kosztów całej instalacji dezodoryzującej. Zbyt mała ilość ozonu wiąże się z kolei z niską skutecznością procesu. Jak stwierdzono w badaniach, wzrostowi skuteczności sprzyja zwiększenie czasu kontaktu. Ponieważ stosowane czasy wynosiły kilkanaście- kilkadziesiąt sekund, uzyskanie takich czasów wymagałoby bardzo małych prędkości gazów w przewodach odlotowych, czyli dużych przekrojów kanałów w instalacjach przemysłowych. Jest to niewątpliwie poważny mankament metody ozonowania. Istotny też jest problem pojawienia się po reakcji nowych związków wymagających identyfikacji. Związki takie, choć występujące w znacząco mniejszych ilościach, niż usuwany odorant, mogą być bardziej toksyczne, niż odoranty poddane ozonowaniu. Dlatego użycie metody ozonowania dla określonej mieszaniny gazów musiałoby być poprzedzone szczegółowymi badaniami dotyczącymi zarówno uzyskiwanych skuteczności, jak i charakteru powstających zanieczyszczeń wtórnych. Jednym ze sposobów uniknięcia zasygnalizowanych trudności jest znacznie bardziej efektywne ozonowanie w fazie ciekłej, co jednak wiąże się ze wzrostem ogólnych kosztów procesu oczyszczania gazów z odorantów, zwłaszcza że występująca ich uciążliwość zapachowa pojawia się już przy niskich stężeniach. Należy wreszcie zaznaczyć, że węzeł destrukcji ozonu resztkowego bazujący na rozkładzie termicznym może decydować o ekonomice całej instalacji. Dlatego ogólna konkluzja z przeprowadzonych badań sprowadza się do stwierdzenia, że choć ozonowanie w fazie gazowej prowadzi do znaczącej redukcji zanieczyszczeń, to nadaje się do aplikacji tylko w specyficznych warunkach i należy je stosować bardzo rozważnie.
The own ozonization method in gaseous phase for such substances as lavender, clove and rose oils, triethylamine, ethyl and isoamyl alcohols, ethyl acetate and toluene have been discussed. Mass concentrations of odour-generating agents and ozone, as well as the contact time in the flow reactor have been selected as independent variables. On the other hand, the process efficiency in the range where the ozonization is not fully effective has been taken as a dependent variable. The determination of oils has been carried out using the olfactomertic method, whereas the rest of odour-generating agents - by the chromatographic one. It has been proved that the high process efficiency requires the high ozone overdose and the long contact time, what indicates that the ozonization method is recommended when other gas cleaning methods are not effective. The method described usually requires an additional process line for the neutralization of residual ozone. The data obtained enable one to predict ozonization conditions, the process efficiency for the odour-generating agents tested as well as to evaluate advantages and disadvantages of the method. A main advantage of the ozonization in gaseous phase is possibility of its usage for various ill-odoriferous substances. However, such gas cleaning method manifests a number of disadvantages, e.g. the high ozone excess and long contact time necessary for obtaining the established efficiency. Typically, non-reacted ozone should be neutralized in the separate process line just after the reactor, thus increasing costs. A serious disadvantage of the method is the generation of new compounds, which require identification. Although appearing in significantly lower quantities than odour-generating substance, such compounds can be more toxic. Therefore, use of the ozonization method should be proceeded by detailed investigations dealing with both the process efficiency and the character of secondary contaminants. In summing up, one may conclude that the ozonization method in gaseous phase can be employed only in specific conditions.
