Реферат: Обеззараживание и обезвреживание с использованием окислителей природных, сточных вод и их осадков

РОССИЙСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ  НАРОДОВ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КУРСОВАЯ  РАБОТА

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ИОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ С ИCПОЛЬЗОВАНИЕМ ОКИСЛИТЕЛЕЙ ПРИРОДНЫХ, СТОЧНЫХ ВОД И ИХОСАДКОВ

Написал: Попов Н. И.

Преподаватель:Применко В. Н.

Дисциплина:Экология промышленногои                                                                                             сельскохозяйственного производства

МОСКВА

1997

Способы обеззараживания воды, роль окислителей в водоподготовке

Обеззараживанием водыназывается процесс уничтожения находящихся там микроорганизмов. До 98 %бактерий задерживается в процессе очистки воды. Но среди оставшихся бактерий, атакже среди вирусов могут находиться патоген­ные (болезнетворные) микробы, дляуничтожения которых нужна специальная обработка воды. При полной очистке поверхностныхвод обеззараживание необ­ходимо всегда, при использовании подземных вод толькотогда, когда микробио­логические свойства исходной воды этого требуют. Дляпрофилактического обез­зараживания и обработки воды в аварийных ситуацияхсооружения обеззаражи­вания необходимы на всех станциях подготовки хозяйственно-питьевыхвод.

Для обеззараживанияиспользуют в основном два метода — обработку воды сильнымиокислителями и воздействие на воду ультрафиолетовыми лучами. Кроме названныхможно необходимый эффект получить фильтрованием воды через ультрафильтры,обработкой ультразвуком, кипячением воды. Для очистки поверхностных вод почтиисключительно применяют окислители — хлор, хлорсо­держащие реагенты, озон; дляобеззараживания подземных вод можно использо­вать бактерицидные установки; дляобеззараживания небольших порций воды - перманганат калия, перекись водорода. Надежным средством уничтожения мик­робовявляется кипячение воды.

При подаче в водуокислителей большая часть ее израсходуется на окисле­ние органических инекоторых минеральных веществ. В результате снижаются цветность воды, а такжеинтенсивнось привкусов и запахов, эффективнее будет проходить процесспоследующей коагуляции примесей. Скорость процесса обез­зараживания растет сповышением температуры воды н переходом реагента в не­диссоциированную форму.Взвешенные вещества оказывают отрицательное воз­действие, поскольку препятствуютконтакту микробов с реагентом.

Если окислитель используетсятолько для обеззараживания, то он подается в воду перед резервуаром чистойводы, где обеспечивается и необходимое время контакта; если цель обработки — окисление органических веществ, то реагент по­дается в воду перед очистнымисооружениями. Хорошие результаты дает двух­ступенчатая обработка, когда частьреагента-окислителя — подается до, часть — по­сле очистных сооружений.

Обеззараживание хлором.

Хлор-ядовитый газзеленовато-желтого цвета с резким удушливым запа­хом, в 2,45 раза тяжелее воздуха.Растворимость хлора в воде увеличивается с по­нижением температуры и повышениемдавления; при атмосферном давлении и температуре 20° С растворимость С12составляет 7,29 г/л. При низкой темпера­туре и высоком давлении (-34,6° С приатмосферном давления или 0,575 МПа при 15° С) хлор сжижается. Для предотвращенияиспарения жидкий хлор хра­нится под давлением 0.6...0.8 МПа с баллонах или вбочках (контейнерах).

Заводы поставляют хлор вбаллонах массой до 100 кг и в контейнерах мас­сой до 3000 кг, а также вжелезнодорожных цистернах вместимостью 48 т. При добавке в воду хлорапроисходит его гидролиз

Cl2 + H2O <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Û

HClO + HCl

Часть хлорноватистой кислотыНСlOдиссоциирует с образованием гипо­хлоритного иона OCl<img src="/cache/referats/3613/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">.При наличии в воде аммиака образуются моно- и дихлорамины:

HClO + NH3 <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Û

NH2Cl+ H2O

HClO + NH2Cl <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Û

NHCl2 + H2O

Основными обеззараживающимивеществами являются Сl2, НСlO,OCl<img src="/cache/referats/3613/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1026">,NH2С1 и NHCl2, их называют активнымхлором. При этом Cl2, HClOи OCl<img src="/cache/referats/3613/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1027"> образуют свободный хлор, хлорамин и дихлорамин- связанный хлор. Бактерицидность хлора больше при малых значениях рН, поэтомуводу хлорируют до ввода подщелачивающих реагентов.

Необходимая доза хлораопределяется на основе экспериментально построенной кривой хлоропоглощаемостиводы. Оптимальной считается доза, которая при заданном времени контактаобеспечит в воде требуемую концентрацию остаточного хлора — дляхозяйственно-питьевых вод 0,3… 0,5 мг/л свободного хлора при времени контакта30 мин или 0,8… 1,2 мг/л связанного хлора при времени контакта 60 мин.

При отсутствии данныхтехнологических изысканий дозу хлора принимают для обеззараживанияповерхностных вод 2… 3 мг/л, для подземных 0,7… 1,0 мг/л.

Хлорирование жидким хлоромявляется наиболее широко применяемым методом обеззараживания воды на средних икрупных водоочистных станциях.

Ввиду малой растворимостижидкого хлора поступающий реагент предварительно испаряется. Затем хлор-газрастворяют в малом количестве воды, получаемую хлорную воду перемешивают собрабатываемой водой. Дозировка хлора происходит в фазе газообразного вещества,соответствующие газодозаторы называются хлораторами. На практике применяют какнапорные, так и вакуумные хлораторы. СНиП 2.04.02-84 требует использованияпоследних, так как при вакуумных хлораторах меньше опасность попаданияхлор-газа в воздух помещений. Имеются хлораторы пропорционального и постоянногорасхода, а также автоматические хлораторы, поддерживающие в воде заданнуюконцентрацию остаточного хлора.

В России наиболее широкоиспользуют вакуумные хлораторы постоянного расхода ЛОНИИ-100производительностью до 85 кг/ч С12.

Для испарения хлора баллонили контейнер устанавливают на весы и открывают вентиль. Объем хлор-газа изодного баллона при комнатной температуре составит 0,5… 0,7 кг/ч, с одногоконтейнера — 3 кг/ч на 1 м2 его поверхности. Съем хлора можнозначительно увеличить подогревом баллонов теплой водой или воздухом. Поэтому накрупных станциях используют специальные испарители хлора в виде бокса, кудаустанавливают баллон или контейнер и подается теплая вода или подогретый воздух.

Хлор-газ поступает впромежуточный баллон, где задерживаются капли воды и прочие примеси. Болееполная очистка газа происходит в фильтре, который заполнен стекловатой,замоченной в серной кислоте. Редуктор обеспечивает постоянное давление всистеме; измерительное устройство в виде диафрагмы и ротаметра обеспечиваетконтроль и регулировку количества подаваемого хлора. Производительностьхлоратора зависит от применяемого ротаметра: при РС-3 до 10 кг/ч, при РТ-5 до20 кг/ч и при РС-7 до 85 кг/ч. Приготовление хлорной воды происходит всмесителе. Необходимый вакуум создается эжектором, при помощи которого хлорнаявода подается в обрабатываемую воду. Включением в схему регулированияанализатора остаточного хлора можно автоматически поддерживать заданнуюконцентрацию хлора в очищенной воде в условиях изменения свойств поступающейводы.

Хлорное хозяйствоводоочистной станции располагается в отдельном здании, где сблокированы складхлора, испарительная н хлораторная.

Расходный склад хлораотделен от остальных помещений глухой стеной без проемов. Склад можетнаходиться и в самостоятельном здании. В таком случае там обычно располагаюттакже испарительную, причем хлораторная находится в основном блоке водоочистныхсооружений. Емкость расходного склада хлора не должна превышать 100 т. Жидкийхлор хранится на складе в баллонах или контейнерах, при суточном расходе хлораболее 1 т — в танках вместимостью до 50 т с поставкой хлора в железнодорожныхцистернах.

Склад размещают в наземномили полузаглубленном здании с двумя выходами с противоположных сторон здания. Впомещении склада необходимо иметь емкость с нейтрализационным растворомсульфита натрия для быстрого погружения аварийных контейнеров или баллонов.

Если трубопровод хлор-газарасположен вне здания, на выходе из испарителя требуется установка вакуумногоклапана, исключающего возможность конденсации газа при низкой температуреокружающего воздуха. Трубопроводы жидкого и газообразного хлора изготовляют изстальных бесшовных труб диаметром до 80 мм, рассчитанных на рабочее давление1,6 МПа. Внутри помещения хлоропровод размещают по стенам или эстакадам накронштейнах, вне здания — на эстакадах, предусматривая защиту трубопровода отсолнечных лучей.

В хлораторных устанавливаютдозаторы хлора с необходимой арматурой и трубопроводами. Хлораторные(хлордозаторные) могут находиться в основном корпусе станции либо в зданиихлорного хозяйства. Помещение хлораторной должно быть отделено от другихпомещений глухой стеной без проемов и иметь два выхода, причем один из нихчерез тамбур. Все двери должны открываться наружу, в помещении должна бытьпринудительная вытяжная вентиляция.

Трубопроводы хлорной водывыполняются из коррозионностойких материалов. В помещении трубопроводустанавливают в каналах в валу или на кронштейнах, вне здания — в подземныхканалах или футлярах из коррозионностойких труб.

Хлорирование воды порошкообразными хлорсодержащими реагентами идиоксидом хлора.

На малых станциях иводоочистных установках часто целесообразно отказаться от использования жидкогохлора и применять твердые, порошкообразные вещества — хлорную известь игипохлорит кальция. Эти вещества менее опасны в обращении, процесс ихподготовки и подачи значительно проще — практически аналогичен применениюкоагулянта.

Хлорную известь получают приобработке сухой, негашеной взвести хлором. При контакте с воздухом и влагойхлорная известь постепенно разлагается

2СаС12О+СО2+Н2О<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">®

СаСО3+СаС12+2НС1О

поэтому реагент необходимохранить в сухом, вентилируемом помещении в закрытой таре.

Гипохлорит кальцияобразуется при насыщении известкового молока хлором

 2Са(ОН)2+2С12 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">®

Са(С1О)2+СаС12+2Н2О

Товарный продукт СаСl2Oили Са(С1O)2растворяют в растворномбаке с механическим перемешиванием. Количество баков не менее двух. Затемраствор разбавляют в расходном баке до концентрации 0,5… 1<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">%

и подают в воду дозаторами растворов исуспензии.

Учитывая коррозионнуюактивность раствора, баки следует изготовлять из дерева, пластмассы илижелезобетона, из коррозионностойких материалов (полиэтилен или винипласт)должны быть также трубопроводы и арматура.

Диоксид хлора получаютнепосредственно на водоочистной станции хлорированием хлорита натрия NaС1O2:

2NaClO2 +С12<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">®

2С1O2+2NаС1 

Вместо хлора можно дляполучения ClO2также использовать озон или сoляную кислоту

2NаС1O2+O3 +Н2O <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">®

2С1O2 +2NаОН+O2;

 5NaС1O2+4НС1<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">®

4С1O2+5NаС1+2Н2O,

СlO2является ядовитым,взрывоопасным газом с интенсивным запахом, водный раствор его практическибезопасен. По сравнению с Cl2двуокись хлора имеет рядпреимуществ-более высокая бактерицидность в щелочной среде, более активно окисляеторганические вещества, может разлагать фенолы, не придавая при этом водехлорфенольного запаха, наличие в воде аммиака не снижает эффективности ClO2.

Хлорирование воды гипохлоритом натрия.

На водоочистных станциях,где суточный расход хлора не превышает 50 кг, где транспортировка, хранение иподготовка токсичного хлора связаны с трудностями, можно для хлорирования водыиспользовать гипохлорит натрия NаСlO. Данный реагент получают настанция в процессе электролиза раствора поваренной соли. Электролизнаяустановка состоит из бака концентрированного раствора соли (растворного бака),электролизной ванны (электролизера), бака-накопителя раствора гипохлорита,выпрямителя и блока управления.

Растворных баков должно бытьне менее двух, их суммарный объем должен обеспечить бесперебойную работуустановки в течение 24 ч. При мокром хранении соли объем растворных баков принимаетсяиз расчета 1,5 м3 на 1 т соли. Допускается хранение соли на складе всухом виде, причем толщина слоя соли не должна превышать 2 м.

В растворном бакеизготовляется раствор, близкий к насыщенному -200...310 г/л. Для перемешиванияприменяют механические устройства н циркуляционные насосы.

Электролизеры могут бытьпроточного или непроточного типа. Наиболее широко используют последние. Онипредставляют собой ванну с установленным там пакетом пластинчатых электродов.Электроды, как правило графит, присоединяют в сеть постоянного тока.

В электролизной ваннепроисходит диссоциация соли, a также воды. Привключении  электролизера в сеть на анодебудет происходить окисление хлоридов 2Сl<img src="/cache/referats/3613/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1028">  — 2e <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">®

Cl2, затем их гидролиз Сl2+ Н2O<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">®НС1O+НC1. На катоде выделяется газН2, образуется едкий натр 

В результате реакции NаОН сНСlOобразуется гипохлорит.

В межэлектродномпространстве электролизера непроточного типа плотность электролита в результатеего насыщения пузырьками газа будет меньше, чем в остальном объеме ванны,поэтому будет происходить циркуляция раствора — между электродами восходящее, востальной ванне нисходящее течение электролита. Циркуляция продолжится дополного электролиза всего раствора поваренной соли. Затем электролизная ваннаопорожняется и заполняется новой порцией раствора NaCl.

При работе электролизеранеобходимо свести к минимуму распад образованного NaClO. Для этого следуетпроцесс электролиза проводить при низкой температуре и большой плотности токана аноде, воздерживаясь от перемешивания электролита в ванне.

В СНГ серийно изготовляютсяэлектролизеры непроточного типа марки ЭВ. На станции необходимо иметь не менеетрех электролизеров, которые устанавливают в сухом отапливаемом помещении. Вэлектролизной ванне должны быть трубопроводы для водяного охлаждения, надэлектролизером устанавливают зонт вытяжной вентиляции.

Концентрация рабочегораствора соли в электролизной ванне принимается 100...120 г/л, высотноерасположение электролизера должно обеспечить поступление раствора NаСlOвбак-накопитель самотеком. Бак-накопитель размещают в вентилируемом помещения,дозировка раствора гипохлорита в воду происходит эжектором, насос-дозатором илидругим устройством для подачи растворов и суспензий.

Хлорирование воды прямым электролизом.

Для электролитическогоизготовления бактерицидного хлора можно использовать хлоридные ионы, имеющиесяв самой природной воде. Метод называется прямым электролизом, разработанасоответствующая установка «Поток». Применение установки возможно при содержаниив воде хлоридов не менее 20 мг/л н общей жесткости не более 7 мг-экв/л.

Установка «Поток» состоит извертикального электролизера, который на фланцах присоединяется к трубопроводуобрабатываемой воды. Движение воды — снизу вверх. Кроме того имеется блокпитания и замкнутая система кислоты, предназначенная для смыва с электродовкарбонатной пленки. В систему входят бак и кислотостойкий насос. Размерыэлектролизера 940х815х1590 мм, давление в рабочей камере — не более 0,5 МПа,номинальная мощность 7,6 кВт-ч, производительность 15...150 м3/ч.

Основной проблемой являетсяобразование карбонатной пленки на поверхности электродов, что значительноснижает срок стабильной непрерывной работы установки. Для смыва пленкиприменяется 3%-ный раствор НС1.

Если жесткостьобрабатываемой воды не более 3...4 мг-экв/л, рекомендуется направлять всю водучерез электролизер; при жесткости 10...12 мг-экв/л — 10...12<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">%

воды, которая затем перемешивается состальным потоком.

Перехлорирование и дехлорирование, с аммонизацией.

Хлорирование воды сповышенными дозами перед очистными сооружениями называют перехлорированием.Метод применяется в условиях, когда микробиологические свойства воды быстро и вбольших пределах меняются, а также при высокой цветности природной воды,большом содержании в воде органических веществ и планктона. Перехлорированиеиспользуют в системах технического водоснабжения как средство противобразования биологической пленки. Целесообразность применения перехлорированияв системах хозяйственно-питьевого водоснабжения необходимо решить на основетехнологических исследований и анализов. При этом надо особо принимать вовнимание возможность образования хлорорганических соединений(тригалогенметанов). Это результат хлорирования воды, содержащей много.органических веществ. Тригалогенметаны (хлороформ  и другие соединения) — канцерогенныевещества, содержание которых в питьевой воде во многих странах нормируется стандартом.В частности, Всемирная ассоциация здравоохранения рекомендует норму 30 мг/л.Для предотвращения образования хлорорганических веществ при подготовкехозяйственно-питьевых вод рекомендуется отказаться от введения хлора доочистных сооружений (первичное хлорирование), заменить С12 на ClO2или О3, использовать окислители в комбинации cсорбентами. Например, по схеме: О3 — активный уголь — вторичноехлорирование.

 Для обеспечения требуемого содержания в водеостаточного хлора после перехлорировання, а также в других случаях необходимоводу дехлорировать. С этой целью применяют физические и химические способы.

При физических способахизбыток активного хлора выделяется из воды сорбентами или аэрированием.Используют угольные фильтры с толщиной слоя угля 2,5 м при скоростифильтрования 20...25 м/ч. Аэрирование дает положительные результаты при рН<5и небольшом количестве удаляемого хлора. Поскольку многие соединения хлора неулетучиваются, эффективность аэрирования низка.

При химическомдехлорировании избыточный активный хлор связывается с сульфитом натрия илидвуокисью серы.

Как известно, хлорамины посравнению с молекулярным хлором органолептически менее ощутимы, их действиеболее долговременное, при наличии в воде фенолов они не образуют хлорфенольныхзапахов. С этой целью иногда целесообразно хлорировать с аммонизацией, т. е.подать в воду дополнительно к хлору аммиак. Технология аммонизации воды аналогичнахлорированию жидким хлором. Аммиак также прибывает на станцию в баллонах всжиженном виде. При реакции NH3с хлорноватистой кислотой вводе образуются моно- и дихлорамины. Следует учесть, что добавкой аммиака можносэкономить до 60<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">%

хлора, израсходованного дляобеззараживания. NH3и Cl2перемешиваются в пропорции1:4...1:10.

Если цель аммонизации — предотвращение образования хлорфенольного запаха, аммиак добавляется в воду за2… 3 мин до введения хлора (переаммонизация), если цель--снижениеинтенсивности хлорного запаха и привкуса, а также продление бактерицидногодействия хлора, то аммиак добавляется после хлорирования (постаммонизация).

Озонирование воды

Озон (О3) -болеесильный окислитель, чем диоксид хлора или свободный хлор. В природе озонобразуется из кислорода в верхних слоях атмосферы под действием солнечнойрадиации. Температура испарения озона при 0,1 МПа составляет — 111,9°С,температура плавления при этом же давлении — 192.5<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°

С. Растворимость Оз в воде при 0°С иатмосферном давлении составляет 1,09 г/л. Растворимость Оз быстро снижается с повышениемтемпературы и при 60°С практически равняется нулю. Масса 1 л газа — 2,144 г.

Синтетическим путем озонполучают при коронном (тихом) разряде, который образуется в узком слое воздухамежду электродами высокого напряжения (5...29 кВ) при атмосферном давлении.Соответствующие аппараты называются генераторами озона или озонаторами. Напрактике применяют озонаторы двух типов с пластинчатыми электродами н цилиндрическиеозонаторы с трубчатыми электродами.

Коронный разрядсопровождается выделением теплоты, поэтому озонаторы должны быть оборудованысистемой водяного охлаждения. Выход озона зависит от температуры воздуха,подаваемого в область коронного разряда. Поскольку с повышением температурыувеличивается распад Оз, то подаваемый воздух должен быть холодным, а такжечистым и сухим. Как правило, выход озона составляет 10...20% от содержания ввоздухе кислорода.

Озонаторная установкасостоит из узла подготовки воздуха, озонатора, контактной камеры итрансформатора. Расход электроэнергии на получение озона, а тем самымсебестоимость озонирования во многом зависит от подготовки воздуха. В процессеподготовки воздух очищается, сушится и охлаждается. В современных озонаторах наизготовление 1 кг О3 расходуется 20...30 кВт-ч электроэнергии, изкоторых на озонатор приходится 14...18 кВт-ч. Необходимое количество воздуха наполучение 1 кг озона составляет 70...80 м3.

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

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

Двухстадийная сушкапроисходит под давлением поступающего воздуха примерно 0,07 МПа и характернадля озонаторных установок большой производительности. В данном случае междуводяным теплообменником и автоматической сушилкой установлен охладитель второйступени — фреоновая холодильная установка.

Озонирование водызаключается в ее перемешивании с озоновоздушной смесью в контактных камерах вривремени контакта 5...20 мин. О3 относится к малорастворимым газам,поэтому технология диспергирования озоновоздушной смеси в воду и конструкцияконтактной камеры имеют большое значение для эффективного использования иснижения потерь озона. Способы диспергирования озоновоздушной смеси можноклассифицировать в три группы: подача газа в контактные колонны через пористыеплиты (трубы) или перфорированные трубы; использование эжекторов; применениемеханических турбин и прочих диспергирующих устройств механического действия.Наиболее широко применяют способы первой группы, причем контактные колонныобычно противоточного типа — обрабатываемая вода подается сверху вниз, озонснизу вверх.

Озон является универсальнымреагентом, поскольку может быть использован для обеззараживания,обесцвечивания, дезодорации воды, для удаления железа и марганца. Озонразрушает соединения, не подчиняющиеся воздействию хлора (фенолы). Озон непридает воде запаха и привкуса. При этом он обладает сильными коррозионнымисвойствами, токсичен. Допустимое содержание О3 в воздухе помещений0,0001 мг/л. Озон может разрушать некоторые органические вещества, не окисляяих до конца. В результате в трубопроводе озонированной воды может повышатьсяинтенсивность бактериальной жизнедеятельности. Главный недостаток озона — кратковременность действия, отсутствие остаточного озона. Таким образом О3,первоначально использованный вместо хлора для обеззараживания воды н подаваемыйв воду в конце технологической схемы, все чаще используется как вещество дляочистки воды.

В таком случае озон подаетсяв воду до основных очистных сооружений, причем обеззараживание выполняется либотолько хлором, либо воду хлорируют после обеззараживания озоном для образованияв воде требуемого остаточного хлора.

Эффективность озонированиязависит от количества и свойств загрязняющих воду веществ, от дозы О3,температуры и рН воды, от применяемого метода диспергирования озоновоздушнойсмеси в воду.

Доза озона и оптимальнаясхема озонирования определяются на основе предварительных технологическихисследований. При отсутствии соответствующих данных СНиП рекомендует дляозонирования подземных вод принимать дозу О3 0.75...1.0 мг/л, дляозонирования профильтрованных вод — 1… 2 мг/л.

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

При доочистке биологическиочищенных городских сточных вод с дозой озона 20 мг/л ХПК снижается на 40%, БПК5на 60...70%, ПАВ на 90<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">%

, окраска воды на 60<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">%. Одновременно происходит обеззараживаниеводы.

В мировой практикенаибольшую известность и распространение получили французские озонаторы фирмы«Трейлигаз».

Обеззараживание воды в бактерицидных установках.

Ультрафиолетовые лучи длинойволн 220-280 им действуют на бактерии губительно, причем максимумбактерицидного действия соответствует длине волн 260 нм. Данное обстоятельствоиспользуется в бактерицидных установках, предназначенных для обеззараживания восновном подземных вод. Источником ультрафиолетовых лучей являетсяртутно-аргонная или ртутно-кварцевая лампа, устанавливаемая в кварцевом чехле вцентре металлического корпуса. Чехол защищает лампу от контакта с водой, носвободно пропускает ультрафиолетовые лучи.

Обеззараживание происходитво время протекания воды в пространстве между корпусом и чехлом принепосредственном воздействии ультрафиолетовых лучей на микробов. Поэтомуналичие в воде взвешенных веществ, поглощающих световое излучение, а снижаетэффективность обеззараживания. Необходима также постоянная чистка наружной поверхностикварцевого чехла от осаждающегося осадка. Для этого имеются продольные щетки,которые приводятся во вращение турбиной.

Ультрафиолетовое излучениедействует мгновенно, поэтому контактные бассейны не нужны. В то же времяизлучение не придает воде остаточных бактерицидных свойств, а также запаха илипривкусов. Бактерицидная установка не нуждается в реагентах, она компактна,управление ее работой можно легко автоматизировать.

В СНГ серийно выпускаютсябактерицидные установки ОВ-1П, ОВ-50 и ОВ-150. Установки состоят из камерыоблучения, пускового устройства и электрической сигнализационно-контрольнойсистемы.

Бактерицидная установкаОВ-1П крепится в вертикальном положении на стене, ОВ-50 и ОВ-150устанавливаются на полу в горизонтальном положении. В установке ОВ-1П пускательприкреплен к корпусу, турбина отсутствует, чистка кварцевого чехла производитсяпериодическим возвратно-поступатель- ным движением рукоятки.

Для увеличения пропускнойспособности допускается параллельное вклю- чение до пяти установок при однойустановке в резерве.

Для запуска установки камерузаполняют водой и включают лампу. Через 10-15 мин открывают задвижки натрубопроводах обработанной и поступающей воды. Работа лампы проверяетсявизуально через смотровой глаз, для большей надежности эксплуатациицелесообразно использовать систему световой или звуковой сигнализации,выведенной в помещение дежурной службы.

Применение окислитилей и сорбентов для дезодорации воды и удаления токсичныхвеществ

По мере общего ухудшениякачества природных вод все больше приходится заниматься удалением веществ,придающих воде привкусы и запахи, а также токсичных веществ.

Как известно, мутность водыобусловлена содержанием нерастворенных, прежде всего грубодисперсныхминеральных примесей; цветность -содержанием минеральных и органическихсоединений, причем главную роль играют коллоиды органического происхождения,планктон и другие вещества. Появление в воде привкусов и запахов вызывают минеральныерастворенные и коллоидные вещества (сероводород, хлор, железо), а также органическиесоединения. К последним (относятся продукты биологических процессов,происходящих в самих водоемах, вещества, поступающие в водоемы в результатесмыва почв и со сточными водами. В результате смыва с полей ядохимикатов иразмыва промышленно загрязненных почв, а также со сточными водами в водоемыпопадают токсичные вещества.

Выбор метода дезодорацииводы зависит от происхождения запахов и привкусов. Если причиной являютсяминеральные растворенные и коллоидные вещества, проблема решается деминерализацней,обезжелезиванием, дегазацией воды. Однако основной вопрос дезодорации — вопросудаления из воды растворенных органических веществ. Это требует специальнойобработки воды. С данной проблемой тесно связана проблема удаления из водытоксичных веществ, находящихся там, как правило, в микроконцентрациях.

В настоящее время находятприменение в основном методы окисления и сорбции, причем хорошие результатыдает их комбинирование (окислительно-сорбционный метод).

Из окислителей широкоиспользуют хлор и хлорсодержащие реагенты, озон, перманганат калия. Выборреагента, его дозы и схемы реагентной обработки следует решить на основетехнологических исследований. Ориентировочно можно дозу окислителя определитьисходя из перманганатной окисляемости воды.

Как правило, окислителиразрушают органическое вещество в органолептически менее ощутимые, а такжеменее токсичные соединения. Но имеются и такие вещества, например некоторыефосфорорганические пестициды, при которых неполное окисление может привестик  усилению запахов и привкусов иобразование токсичных веществ.

Наиболее распространенным идешевым окислителем является хлор, при котором, однако, надо учесть возможностьпоявления в воде запаха и привкуса хлора, а также нежелательных соединений(хлорфенолы).

О3 и КМnО4 — сильные окислители, они не придают воде дополнительных запахов и привкусов. ДляКМnO4необходимо принимать во внимание высокую цену идефицитность реагента. Кроме того, требуется высокая точность дозировки, чтобыисключить опасность попадания в очищенную воду остаточного марганца (допустимаяконцентрация всего 0,1 мг/л). Озон, как было сказано, может в результатенеполного окисления органических веществ вызвать интенсификацию бактериальнойжизнедеятельности в воде после очистных сооружений.

Учитывая вышеупомянутыетрудности, применение сорбентов для удаления из воды растворенных органическихвеществ и токсичных соединений является более предпочтительным методом. Ихбольшое преимущество в том, что они не разрушают вещества, поэтому отпадаетопасность появления нежелательных продуктов деструкции. Особенно эффективносвязывать с сорбентами гидрофобные соединения, например, фенолы и другие слабыеорганические электролиты. Лучше сорбируются при этом вещества в молекулярномвиде, хуже — ионы.

В водоподготовке в качествесорбента применяются активные угли, получаемые путем активацииуглеродсодержащих материалов (каменные угли, антрацит, торф, промышленныеотходы). Активация заключается в термохимической обработке дробленого иотсортированного материала, в результате чего улетучивающиеся компонентыудаляются, материал уплотняется и приобретает микро- пористую структуру.Существуют два способа сорбционной обработки  -добавка активного угля в виде реагента (углеваниеводы) и фильтрование воды через слой гранулированного, зернистого сорбента всорбционных фильтрах.

Для углевания водынеобходимо иметь бак с механическим или гидравлическим перемешиванием, вкотором происходит замачивание угля в течение 1 ч. Изготовленную угольнуюпульпу концентрацией 8<span Times New Roman""><span Times New Roman"">%

подают в воду перед очистными сооружениямиза 10 мин до ввода коагулянта. Доза угля перед фильтрами не должна превышать 5мг/л. Применяют в основном активные угли марки БАУ и ОУ.

Подготовка угля — сложная,трудоемкая и загрязняющая окружающую среду операция. Во избежание загрязненияочищенной воды остаточными концентрациями угля требуется большая точностьдозировки. 

Поэтому более целесообразноиспользовать сорбционные фильтры в конце технологической схемы послеосветлительных фильтров. В качестве загрузки используют прежде всего

еще рефераты
Еще работы по охране природы, экологии, природопользованию