Обеззараживание гипохлоритом натрия

 

Для обеззараживания воды используется либо товарный концентрированный раствор гипохлорита натрия, получаемый на специализированных предприятиях, либо  гипохлорита натрия, получаемый на месте электролизом раствора поваренной соли или хлоридов, присутствующих в воде.

Концентрированный раствор гипохлорита натрия производится посредством насыщения раствора щелочи газообразным хлором. Поставляется в пластмассовых контейнерах различной емкости и автоцистернах. Концентрация раствора колеблется от 13 до 19 %. Исследования показали, что активность товарного гипохлорита натрия длительно сохраняется при концентрации 10 %. Поэтому на крупных станциях товарный продукт разбавляют и хранят при концентрации 10 %.

Рис. 1.3.20. Схема реагентного хозяйства с использованием товарного гипохлорита натрия

1 – автоцистерна; 2 – приемная емкость; 3 – насос для откачки гипохлорита из автоцистерны; 4 – емкости для хранения 10 % раствора гипохлорита натрия; 5 – насос для подачи товарного продукта в емкости-хранилища; 6 – подача воды на разбавление товарного продукта; 7 – узел смешения; 8 – расходомер; 9 – насосы-дозаторы; 10 – подача реагента к месту ввода в обрабатываемую воду

 

       Широко используется метод получения раствора гипохлорита натрия концентрацией 0, 8 % (8 г/л) на месте использования электролизом раствора поваренной соли. Основным элементом таких установок является электролизер, от конструктивных и технологических особенностей которого зависит эффективность работы установки. Расход электроэнергии на получение 1 кг активного хлора составляет 4 – 6 кВт ∙ ч, расход соли 3, 5- 4, 0 кг.

 

Обеззараживание озоном

Озон – наиболее сильный и универсальный из всех известных сегодня окислителей.

Озонирование позволяет добиться эффективного обесцвечивания, устра­нения привкусов и запахов воды и ее обеззараживания за счет высокой окислительной способности озона. Опыт применения озона на станциях водоподготовки подтвердил перспективность его исполь­зования для обеззараживания и очистки воды от пахнущих веществ био­логического происхождения, железа, марганца, сероводорода, фенолов, пести­цидов, нефти и нефтепродуктов.

Молекула озо­на включает три атома кислорода и выражается формулой О₃. Озон получают из кислорода при электрическом разряде О₂ + О < => О₃. Молекула озона весьма неустойчива и легко диссоциирует на атом и молекулу кислорода. Образующийся атом кислорода сразу же вступает в реакцию с озоном с образованием молекулы кис­лорода О₃ + О < => 2О₂.

Озон при нормальных температуре и давлении представляет собой газ бледно-фиолетового цвета, плотностью 2, 15 г/л с высоким окислительно-восстановительным потенциалом (2, 07 В).

Озон является токсичным и взрывоопасным газом. Озон не обладает стабильностью и быстро разлагается независимо от его процентного содержания в га­зовой смеси. В водном растворе озон разла­гается тем быстрее, чем выше температура раствора, рН и концентрация веществ, подлежащих окислению.

Растворимость озона в воде зависит от температуры, активной реакции среды и ее солевого состава. При понижении температуры и повышении рН растворимость озона возрастает.

При растворении озона в воде осуществляют два основных процесса – окисление и дезинфекция. Кроме того, проис­ходит значительное обогащение воды растворенным кислородом.

Согласно последним представлениям о бактерицидном воздействии озона, дезинфектант оказывает непосредственное влияние на цитоплазму и ядерную структуру клетки бактерии, вы­зывая прекращение активности сложных органических веществ бел­ковой природы – энзимов. Вирусы уничтожаются при полном окис­лении их материи, состоящей из белка и одной из нуклеиновых кислот.

В отличие от хлора, который пассивен по отношению к некото­рым типам бактерий, озон является более универсальным и быстро действующим окис­лителем.

 

Применение озона в технологических схемах подготовки воды

Совокупность окисляющего и дезинфицирующего воз­действия озона позволяет широко использовать его в технике водоподготовки на разных стадиях обработки воды. Так, если пресле­дуется цель дезинфекции, озон вводится на завершающем этапе очистки (пост озонирование). Что касается реакций окисления, то они проявляются при введении озона, как в начале технологической схемы очистки, так и на любом ее этапе в зависимости от того, ка­кой ингредиент загрязнений следует удалить.

Преозонирование – использование озона в начальной стадии обработки воды повышает степень извлечения различного рода загрязнений на последующих этапах обработки воды. При пре озонировании снижаются цветность, мутность, концентрация органических за­грязнений, достигается бак­терицидный эффект, снижается доза коагулянта, улучшаются органолептические свойства воды.

Озонирование перед фильтрацией. Озонирование в сочетании с фильтра­цией (при различных типах загрузки) может применяться:

- для разрушения сложных органоминеральных комплексов, окисле­ния и удаления металлов;

- для ускорения процессов нитрифика­ции аммонийного азота;

- для окисления и сорбции различных растворенных органических веществ, придающих воде привкус и запах, а также для других целей.

Особо эффективна обработка воды с помощью озонирования и фильтрации на активированном угле.

Постозонирование – введение озона в очищенную воду с целью ее обеззараживания. Доза озона устанавливается с учетом того, что наиболее эффективная инакти­вация микроорганизмов наблюдается в момент по­явления остаточного озона при концентрациях его, близких к 0, 1—0, 4 мг/л.

Несмотря на то, что озон является мощным дезинфицирующим агентом, вода, обработанная озоном, очень быстро теряет бактерицидные свойства. Так при концентрации остаточного озона 0, 4 мг/л озон разлагается менее чем за 1 ч. Это ведет к тому, что в воде, прошед­шей весь комплекс сооружений классической очистки, включая дезинфекцию, после деструкции озона наблюдается усиление актив­ности бактерий и увеличение их числа.

Для поддержания бактериальной стабильности воды в водо­проводных сетях предусматривается повторная дезинфекция озонированной воды. В отдельных случаях применяется повторное озонирование, однако чаще перед РЧВ вводятся небольшие дозы хлора.

 

 

Получение озона

В промышленных условиях синтез озона осуществляется дей­ствием электрического разряда на пропускаемый через генератор воздух или кислород.

Современные промышленные генераторы, исполь­зующие для получения озона воздух, объединяют несколько сотен единичных генераторов и производят от единиц до сотен килограмм озона в сутки. При замене воздуха кислородом количество получаемого озона возрастет почти в 2 раза.

 

Рис. 1.3.21. Технологическая схема озонаторной установки с обезвоживанием при высоком давлении

/ – манометр; 2 – рессивер сжатого воздуха; 3 – компрессор; 4 – регулировочный вен­тиль; 5 – водоводяной теплообменник; 6 – фильтр для задержания механических примесей; 7 – фильтр для задержания масел; 8 – влагопоглотительные фильтры, загруженные активированной окисью алюминия; 9 – редукционный клапан; 10 – расходомер (ротаметр); 11 – генератор озона; 12 – блок питания; 13 – термостат; 14 – обратный клапан; 15 – подача озона в контактную камеру; 16 – патрубок для отбора проб озонированного воздуха; 17, 18 – подача и отвод охлаждающей воды.

 

Одной из важнейших задач при озонировании является диспергирование и наиболее полное растворение газообразного озона в воде, под­лежащей очистке или обеззараживанию, так как чаще всего только в раст­воренной форме озон способен воздействовать на загрязнения. Для этой цели используются различные устройства для диффузии озона в воду, среди которых можно назвать колонны, заполненные грану­лированным материалом, позволяющим увеличить площадь контак­та газа с водой, механические турбины для диспергирования озона, гидравлические эмульсаторы, контакторы с разбрызгиванием жидкости, фильтросные трубы, пористые диски и т. д.

Загрязняю­щие вещества в воде окисляются интенсивнее и полнее при концент­рации озона около 20 г/м³.

На практике диффузию озона осуществляют в контакт­ных камерах, работающих при атмосферном или повышенном давле­нии. Обычно камеры состоят из нескольких отделений, где с целью повышения степени растворения озона вода может цир­кулировать попеременно вдоль потока диспергируемого газа и про­тивотоком. Время контакта воды с озоном в камере принимается 5 – 10 мин. Воздух с непрореагировавшим озоном выпускается организованно через трубопроводы, установленные на перекрытии камер озонирования.

С учетом утечек количество непрореагировавшего озона составляет 8 – 12%. Озон – сильный яд, поэтому должна быть предусмотрена система отвода и обработки остаточного озона. Санитарная норма содержания озона в воздухе рабочих помещений не должна превышать 0, 1 мг/м³.

Повторное использование непрореагировавшего озона в отводимых из контактных камер газах ввиду малой концентрации озона экономически нецелесообразно.

При небольших количествах отводимых газов они могут организованно выпускаться в атмосферу без разбавления, либо с предварительным разбавлением воздухом.

Чаще предусматривается разрушение (деструкция) озона адсорбцией, катализом или пиролизом.

Адсорбция – озоновоздушная смесь пропускается через адсорбционные колонны, загруженные активированным углем. Уголь, адсорбируя летучие органические загрязнения, подвергается вместе с ними медленному сгоранию при окислении озоном загрязнений, содержащимся в воздухе.

Катализ – деструкция озона при температуре 60 – 120 º С в присутствии катализатора, в качестве которого используется железная сетка, загруженная в фильтр.

Пиролиз – термическая деструкция озона при температуре 350º С в специальных теплообменниках.

⇐ Предыдущая21222324252627282930Следующая ⇒

Поделиться: