Обеззараживание сточных вод озонированием, ультрафиолетовыми лучами, электролизом, Озонирование воды - Обеззараживание сточных вод

Обеззараживание сточных вод возможно методом озонирования. Озон энергично взаимодействует с минеральными и органическими веществами. После озонирования количество бактерий уменьшается на 99,8%. Недостаток этого метода - относительная сложность оборудования и высокая стоимость обеззараживания.

Озонирование воды

Озон (О3) - более сильный окислитель, чем диоксид хлора или свободный хлор. В природе озон образуется из кислорода в верхних слоях атмосферы под действием солнечной радиации. Температура испарения озона при 0,1 МПа составляет - 111,9°С, температура плавления при этом же давлении - 192,5° С. Растворимость О3 в воде при 0°С и атмосферном давлении составляет 1,09 г / л. Растворимость О3 быстро снижается с повышением температуры и при 60°С практически равняется нулю. Масса 1 л газа - 2,144 г.

Синтетическим путем озон получают при коронном (тихом) разряде, который образуется в узком слое воздуха между электродами высокого напряжения (5...29 кВ) при атмосферном давлении. Соответствующие аппараты называются генераторами озона или озонаторами. На практике применяют озонаторы двух типов с пластинчатыми электродами н цилиндрические озонаторы с трубчатыми электродами.

Коронный разряд сопровождается выделением теплоты, поэтому озонаторы должны быть оборудованы системой водяного охлаждения. Выход озона зависит от температуры воздуха, подаваемого в область коронного разряда. Поскольку с повышением температуры увеличивается распад О3, то подаваемый воздух должен быть холодным, а также чистым и сухим. Как правило, выход озона составляет 10...20% от содержания в воздухе кислорода.

Озонаторная установка состоит из узла подготовки воздуха, озонатора, контактной камеры и трансформатора. Расход электроэнергии на получение озона, а тем самым себестоимость озонирования во многом зависит от подготовки воздуха. В процессе подготовки воздух очищается, сушится и охлаждается. В современных озонаторах на изготовление 1 кг О3 расходуется 20...30 кВт/ч электроэнергии, из которых на озонатор приходится 14...18 кВт/ч. Необходимое количество воздуха на получение 1 кг озона составляет 70...80 м3.

Осушение воздуха происходит в одну стадию при высоком давлении или в две стадии при низком давлении.

В первом случае давление воздуха составляет 0,5 ... 1,0 МПа. Воздух пропускают через теплообменник с водяным охлаждением и автоматическую сушилку, представляющую собой фильтр, заполненный адсорбентом (например, активированным оксидом алюминия).

Двухстадийная сушка происходит под давлением поступающего воздуха примерно 0,07 МПа и характерна для озонаторных установок большой производительности. В данном случае между водяным теплообменником и автоматической сушилкой установлен охладитель второй ступени - фреоновая холодильная установка.

Озонирование воды заключается в ее перемешивании с озоновоздушной смесью в контактных камерах при времени контакта 5...20 мин. О3 относится к малорастворимым газам, поэтому технология диспергирования озоновоздушной смеси в воду и конструкция контактной камеры имеют большое значение для эффективного использования и снижения потерь озона. Способы диспергирования озоновоздушной смеси можно классифицировать в три группы: подача газа в контактные колонны через пористые плиты (трубы) или перфорированные трубы; использование эжекторов; применение механических турбин и прочих диспергирующих устройств механического действия. Наиболее широко применяют способы первой группы, причем контактные колонны обычно противоточного типа - обрабатываемая вода подается сверху вниз, озон снизу вверх.

Озон является универсальным реагентом, поскольку может быть использован для обеззараживания, обесцвечивания, дезодорации воды, для удаления железа и марганца. Озон разрушает соединения, не подчиняющиеся воздействию хлора (фенолы). Озон не придает воде запаха и привкуса. При этом он обладает сильными коррозионными свойствами, токсичен. Допустимое содержание О3 в воздухе помещений 0,0001 мг / л. Озон может разрушать некоторые органические вещества, не окисляя их до конца. В результате в трубопроводе озонированной воды может повышаться интенсивность бактериальной жизнедеятельности. Главный недостаток озона - кратковременность действия, отсутствие остаточного озона. Таким образом, О3, первоначально использованный вместо хлора для обеззараживания воды н подаваемый в воду в конце технологической схемы, все чаще используется как вещество для очистки воды.

В таком случае озон подается в воду до основных очистных сооружений, причем обеззараживание выполняется либо только хлором, либо воду хлорируют после обеззараживания озоном для образования в воде требуемого остаточного хлора.

Эффективность озонирования зависит от количества и свойств загрязняющих воду веществ, от дозы О3, температуры и рН воды, от применяемого метода диспергирования озоновоздушной смеси в воду.

Доза озона и оптимальная схема озонирования определяются на основе предварительных технологических исследований. При отсутствии соответствующих данных СНиП рекомендует для озонирования подземных вод принимать дозу О3 0.75...1.0 мг / л, для озонирования профильтрованных вод - 1... 2 мг / л.

Озонирование используется и для доочистки сточных вод. При этом расчетная доза О3 принимается 2...4 мг на 1 мг загрязнителя (нефтепродуктов, фенолов, ПАВ).

При доочистке биологически очищенных городских сточных вод с дозой озона 20 мг / л ХПК снижается на 40%, БПК 5 - на 60...70%, ПАВ - на 90%, окраска воды - на 60% . Одновременно происходит обеззараживание воды.

В мировой практике наибольшую известность и распространение получили французские озонаторы фирмы "Трейлигаз".

Похожие статьи




Обеззараживание сточных вод озонированием, ультрафиолетовыми лучами, электролизом, Озонирование воды - Обеззараживание сточных вод

Предыдущая | Следующая