Удаление геосмина и 2-метилизоборнеола из воды

Геосмин и 2-метилизиоборнеол (МИБ) - это летучие органические соединения, продукты метаболизма цианобактерий и некоторых типов водорослей. Относятся к сильным одорантам, так как вызывают неприятный затхло-тинистый запах, сильно влияющий на органолептические свойства питьевой воды. При этом геосмин воспринимается человеческим обонянием в крайне низких концентрациях: непримлемый вкус/запах при 0,5-1,0 мкг/л.

Геосмин и МИБ - два наиболее распространенных соединения, отвечающих за землистый привкус мяса рыбы. Они поглощаются через жабры, кожу или ЖКТ и накапливаются в местах отложения жира (под кожей, в брюшной полости) и икре, сохраняясь почти изменения во время термической обработки и приготовления. При длительном воздействии (более 2-4 недель) даже низкая комнцентрация веществ в воде (0,5 - 2 мкг/л) могут привести к устойчивому изменению вкуса рыбы.

В аквакультуре проблема присутстствия геосмина и МИБ актуальна как для открытых рыборазводных хозяйств, так и для УЗВ. Взрывной рост цианобактерий обсусловлен большим количеством азота и фосфатов в воде – поэтому в открытых водоемах их образование связывают в первую очередь с загрязнением водных ресурсов. В УЗВ же эта проблема связана с интенсивным кормлением рыбы и загрязнением воды остатками корма и продуктами жизнедеятельности рыб.

Геосмин и МИБ накапливается в мясе следующих рыб, которые выращиваются в УЗВ:

• Радужная форель
• Арктический голец
• Атлантический лосось
• Осетровые, в том числе икра
• Африканский сом
• Тилапия
• Карп

И хотя наличие этих веществ в воде не влияет на рост и развитие рыбы, это ухудшает ее коммерческие характеристики - рыба приобретает характерный тинистый запах и привкус. Существует ряд эксплуатационных мер по снижению содержания геосмина и МИБ в воде: увеличение скорости фильтрации, дополнительная аэрация, регулярная очистка от ила и остаков корма и др. Для очистки рыбы чаще всего применяется ее выдерживание в бассейнах с чистой проточной водой без корма, но помимо затрат, связанных с организацией этого процесса, рыба теряет в весе, что создает дополнительные потери.

АОР-технология очистки воды от геосмина и МИБ

Для повышения эффективности системы очистки воды в УЗВ может использоваться озонирование, но прямое окисления озоном требует его эффективного растворения, а также обеспечения достаточного времени для протекания реакций. Время контакта (2-10 мин в зависимости от дозы и качества воды) - достаточно большое, что обусловлено медленным процессом окисления. В итоге это отражается на габаритах контактной камеры, мощности оборудования и капитальных затратах на оснащение всей системы. 

В связи с этим, целесообразнее использовать технологии на основе процессов интенсивного окисления (AOP - advanced oxidation processes), которые являются одним из наиболее перспективных методов очистки воды от веществ-одорантов. Процессы интенсивного окисления происходят с участием высокоактивных гидроксильных ОН* радикалов, которые имеют высокие скорости реакций с большинством органических соединений. Генерация ОН-радикалов может быть реализована разными методами, но в системах УЗВ наиболее эффективным будет O₃/UV или O₃/UV/Н₂О₂ процесс. Воздействие УФ-излучением высокой интенсивности излучения (более 400 мДж/см²) от ламп низкого или среднего давления на растворенный в воде озон переводит последний в высокоактивные радикалы ОН* с константой скорости на 9 порядков выше, чем с озоном.

Вещество	Константа скорости реакции с озоном, М-1с-1	Константа скорости реакции с радикалом ОН*, М-1с-1
Геосмин	1/10	109 - 1010

Реакция с радикалами ОН* приводит к быстрому разрыву углеродного скелета с образованием более простых молекул альдегидов, кетонов, СО₂. Непосредственно УФ-излучение оказывает слабое влияние на целевые соединения, его основная роль - в наработке ОН* радикалов, запускающих цепные реакции окисления, а также в деструкции озона (предел <0,01 мг/л на выходе перед возвратом воды).

АОР-системы устанавливаются на линии рециркуляции после механической фильтрации перед биофильтром. Применение подобных систем наиболее оправдано в крупных, технологически продвинутых УЗВ хозяйствах, где проблемы вкуса/запаха критически влияют на экономику, а профилактические меры недостаточны.