|
Применение озона для обработки производственных сточных вод обусловлено необходимостью разработки методов глубокой очистки сточных вод с целью их повторного использования.
Высокая реакционная способность озона вступать во взаимодействие со многими минеральными и органическими соединениями, сильное окислительное действие, возможность получения его прямо на станции из кислорода воздуха обусловливают перспективность применения озона в качестве реагента.
Кроме того, озонирование не приводит к увеличению солевого состава очищенной воды, не загрязняет воду продуктами реакции и другими примесями. Это важно при повторном использовании воды для технологических нужд.
Окислительное действие озона объясняется легкостью отдачи им атома кислорода. Под действием озона почти все металлы переходят в окислы.
В процессе обработки сточной воды озон, подаваемый в реактор в виде озоно-воздушной смеси, диспергированной на мельчайшие пузырьки, вступает в химические реакции. Озонирование представляет собой процесс абсорбции, осложненный химической реакцией в жидкой фазе.
Основным промышленным способом получения озона является его синтез из кислорода воздуха под действием электрического разряда в генераторе озона.
Установка состоит из двух самостоятельных узлов: узла получения озона и узла очистки сточных вод.
Узел получения озона состоит из блока подготовки воздуха — очистки и осушки и блока получения озона.
Блок подготовки воздуха включает следующие аппараты: фильтры, теплообменники трубчатого типа, влагоотделитель, осушительную установку.
Кислород или воздух охлаждается в теплообменниках до 6° С и, попадая во влагоотделитель, частично освобождается от капельной влаги. На выходе из влагоотделителя установлен войлочный фильтр.
Для устойчивой работы озонатора предусматривается осушительная установка типа УОВ, которая обеспечивает осушку газа перед озонаторами до содержания влаги 0,05—0,1
Охлажденный, обеспыленный и освобожденный от влаги воздух
поступает в генератор озона, где под действием тихого электрического разряда образуется озон. При пуске озонаторов первые 15—20 мин они работают «на свечу» до установления нормального режима, а затем переключаются на подачу озоно-воздушной смеси в реакторы.
Сточная вода, прошедшая предварительную очистку на биохимических сооружениях, самотеком или с помощью насосов поступает в контактные резервуары, в которые подается озонированный воздух. Для более полного использования озона и предотвращения попадания его в окружующую среду рекомендуется применение двух последовательно работающих реакторов. При этом обедненная озоно-воздушная смесь воздух
из основного реактора подается в предварительный реактор, где вступает в контакт со свежими порциями воды. Благодаря этому обеспечивается почти полная абсорбция озона водой. В предварительном реакторе протекают преимущественно процессы окисления органических веществ, содержащихся в сточной воде. В основном же реакторе, наряду с процессом окисления, начинается интенсивное стерилизующее действие озона. В верхней части этого реактора при противоточном движении превалируют окислительные процессы, а в нижней части, над филь-тросными пластинами, вода максимально очищается.
Для диспергирования озонированного воздуха в сточной воде используют перфорированные трубы или фильтросные пластины.
В качестве запорной арматуры применяются вентили из нержавеющей стали диафрагменного типа, футерованные фторопластом.
При конструировании озонаторной установки важно правильно подобрать объем реакторов.
Рабочую высоту одного реактора (высоту слоя жидкости в реакторе) рекомендуется принимать при двух последовательно работающих реакторах в пределах 2,5—2,8 м.
синтез озона, без учета затрат на вспомогательные процессы, при условии использования в качестве сырья атмосферного воздуха, составляет в среднем 18 кВт-ч на 1 кг озона. В случае применения кислорода в качестве сырья для синтеза озона затраты электроэнергии снижаются вдвое.
Рассмотренная технологическая схема предусматривает использование очищенной воды для производственного водоснабжения или спуск озонированных сточных вод в водоем с гарантией сохранения его чистоты, так как полностью обеспечиваются санитарные требования по всем показателям.
Озонирование пока не получило широкого применения из-за его сравнительно высокой стоимости, что обусловлено в основном низким выходом озона на современных генераторах. Усовершенствование техники получения озона и более полное его использование снизят энергетические затраты на производство озона и повысят экономическую эффективность процесса в целом.
Нейтрализация. Производственные сточные воды многих отраслей промышленности содержат кислоты и щелочи. Интенсивность кислотной или щелочной реакции воды определяется показателем концентрации водородных ионов — значением рН. Для предупреждения коррозии материалов канализационных сооружений и нарушения биохимических процессов, происходящих в очистных сооружениях и в водоемах, такие воды подвергаются нейтрализации. Нейтрализация нередко производится также в целях осаждения из сточных вод солей тяжелых металлов.
Во всех случаях учитывают возможность взаимной нейтрализации кислот и щелочей, сбрасываемых со сточными водами, а также щелочной резерв бытовых сточных вод и нейтрализующую способность воды водоемов. Практически нейтральной принято считать смесь с величиной рН в пределах 6,5—8,5, поэтому сточные воды, рН которых ниже 6,5 или выше 8,5, перед отведением в городскую канализацию или в водоем подлежат нейтрализации.
Процесс нейтрализации осуществляется в нейтрализаторах проточного или контактного типа, которые могут конструктивно объединяться с отстойниками.
При благоприятных местных условиях осветление нейтрализованной сточной воды может производиться в накопителях, рассчитываемых на хранение в них осадка в течение 10—15 лет.
Выбор способа осветления (в отстойниках, осветлителях или накопителях) производится на основе технико-экономических расчетов.
Объем выпадающего осадка зависит от концентрации в нейтрализуемой сточной воде кислоты и ионов тяжелых металлов, а также от вида и дозы реагента, от полноты осветления и т. д. Наибольшее количество осадка выпадает при нейтрализации сточной воды известковым молоком, приготовленным из товарной извести, которая содержит 50% активной окиси кальция.
Нейтрализация производственных сточных вод реагентами затруднена тем, что состав и приток сточной воды на установку резко колеблются в течение суток. Вместо устройства усреднителей большой вместимости в этих условиях следует применять автоматическое регулирование подачи реагентов. За регулируемый параметр во многих случаях может быть взята величина рН сточной воды. Для измерения рН поступающих сточных вод следует применять погружные датчики, которые в меньшей степени подвержены засорению. Для измерения рН очищенных стоков могут применяться проточные датчики.
|
|
