Озон в УЗВ: доочистка воды, остаточная токсичность и контроль ОВП

Что делает озон в УЗВ: мелкая взвесь, цветность и нитрит, токсичность остаточных окислителей для рыбы, ОВП как сигнал управления, безопасность персонала и разрушение отходящего газа.

Что делает озон в замкнутой системе

Публикация SRAC 453 описывает озон (O3) как форму кислорода — очень сильный окислитель, мощнее хлора, и отмечает, что более распространённым этапом внутренней дезинфекции является УФ, а озон применяют обычно на крупных объектах с технически подготовленным персоналом. Stiller et al. (2020) перечисляют его действие на качество воды: снижение органического вещества, химического потребления кислорода, растворённого органического углерода, мелкой взвеси, нитрита, цветности и даже сероводорода. Руководство FAO объясняет эффект микрофлокуляции: очень мелкие частицы разрушаются и вновь соединяются в более крупные, которые затем улавливают фильтры; этот процесс называют доочисткой (полировкой) воды, он особенно полезен в инкубационных и мальковых системах. Озоном также можно обеззараживать подпиточную воду.

В шести повторных системах объёмом 9,5 м³ с радужной форелью Davidson et al. (2011) установили, что озон достоверно снижал общую взвесь, цветность и биохимическое потребление кислорода, повышал УФ-пропускание и уменьшал концентрацию растворённых меди и железа. Аммиак и нитрит снижались лишь незначительно, а накоплению нитрата озон не препятствовал. Рост, выживаемость и кормовой коэффициент в целом улучшались в системах с низким и почти нулевым водообменом.

Получение и дозирование

Согласно SRAC 453, коронный разряд — наиболее мощный способ получения; его производительность зависит от содержания кислорода в подаваемом газе, а газ должен быть сухим, поэтому его обычно обогащают кислородом и пропускают через осушитель. Озон вводят либо через насадочную колонну, либо, чаще, через эжектор (вентури), который затягивает газ в циркуляционную линию мелкими пузырьками. Сначала он реагирует с растворённой органикой и лишь затем с бактериями, вирусами и простейшими, поэтому для дезинфекции нужен остаточный озон в течение нескольких секунд, что трудно поддерживать в воде товарного выращивания, богатой мелкой взвесью. Диссертация Университета Нью-Брансуика 2017 года на материале коммерческого смолтового хозяйства лосося рассчитала, что доза не должна превышать 21,9 ± 2,8 г озона на кг корма, чтобы в этой системе не возникал остаток. Sharrer и Summerfelt (2007) сообщили, что небольшая доза озона, выраженная как концентрация × время контакта 0,1–0,2 мг·мин/л, с последующим УФ около 50 мДж/см² снижала численность бактерий почти до нуля.

Токсичность остаточного озона

SRAC 453 предупреждает, что передозировка повреждает рыбу, что случайный выброс в бассейн может убить рыбу и ракообразных и что во многих установках после озонирования ставят ступень нейтрализации, например колонну с активированным углём. Lazado et al. (2026) добавляют, что озон быстро разлагается в воде, но неконтролируемый остаточный озон может быть вреден или смертелен. В солоноватой и морской воде риск выше: Stiller et al. поясняют, что озон реагирует с бромидом с образованием свободного брома и других общих остаточных окислителей (TRO), а SRAC 453 предостерегает от токсичных побочных продуктов, таких как бромат. Основное описанное поражение при высоких дозах — повреждение жабр, включая сращение ламелл, некроз и гипертрофию.

• Тюрбо: TRO выше 60 мкг/л в пересчёте на Cl2 (ОВП не указан) ухудшал показатели (исследования, цитируемые Stiller et al.).
• Европейский лаврак: 30–50 мкг/л в пересчёте на Cl2, около 320–350 мВ ОВП.
• Атлантический палтус: 16–23 мкг/л в пересчёте на Cl2, около 330 мВ.
• Личинки европейского омара: 14–20 мкг/л в пересчёте на Cl2, около 400 мВ.

ОВП как параметр управления

Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) — это напряжение между инертным измерительным электродом, обычно платиновым, и электродом сравнения, выраженное в милливольтах. Википедия отмечает, что температура, pH, смесь окислительно-восстановительных пар и отравление электрода ограничивают интерпретацию показаний, поэтому ОВП полезнее всего для отслеживания изменений и управления процессом, а не как абсолютная величина. Stiller et al. сообщают, что уровень озона на фермах обычно выражают как ОВП в мВ, как прозрачность или мутность либо как TRO в мкг/л в пересчёте на Cl2, что методы не стандартизированы и что значения ОВП и TRO редко приводят вместе. Обзор 2026 года в Frontiers in Microbiology указывает, что озонирование требует контроля ОВП, времени контакта, отходящего газа и видовой переносимости.

Опубликованные пороги зависят от вида и солёности. В проточном опыте с постсмолтами атлантического лосося массой около 100 г в солоноватой воде (12 ‰) Stiller et al. испытали уровни ОВП 250, 280, 350, 425 и 500 мВ; при 425 мВ и выше накопленная смертность за 10 дней составила не менее 33 процентов, а повреждение жабр становилось заметнее начиная с 350 мВ. Авторы заключили, что воздействие выше 350 мВ имеет значимые последствия для благополучия лосося в солоноватой воде. Lazado et al. (2026) эксплуатировали озонируемые солоноватоводные модули УЗВ при ОВП 300–350 мВ — диапазоне, ранее признанном безопасным для адаптированного к солоноватой воде атлантического лосося, — без потери роста.

Безопасность персонала и разрушение отходящего газа

Руководство FAO предупреждает, что на фермах в помещениях персонал может вдыхать слишком много озона, поэтому правильное дозирование, контроль и надлежащая вентиляция обязательны. Википедия отмечает, что большинство людей чувствуют запах озона примерно при 0,01 ppm, что 0,1–1 ppm вызывает головную боль, жжение в глазах и раздражение дыхательных путей и что даже низкие концентрации разрушают резину и пластик. Коронный разряд на влажном воздухе к тому же образует оксиды азота. Нерастворённый озон, выходящий из контактных камер, разрушают в газовой фазе в основном каталитическим разложением на диоксиде марганца или других переходных металлах; термическое разложение ниже 250 °C идёт медленно, а удалять озон из воздуха могут и фильтры с угольным адсорбентом или катализатором.