Очищення води за допомогою озонування (стр. 3 из 5)

До складу системи очищення входить фільтр для ознепилення вуличного повітря (2), осушувач повітря (3) і генератор озону (4). Вуличне повітря забирається компресором, і після очищення від пилу і вологи - використовується для приготування озоно-повітряної суміші. Електрокоагулятором (6) є контактний апарат, що містить розчинні алюмінієві електроди, куди одночасно подається стічна вода на очищення і підготовлена озоно-повітряна суміш.Розподільний пристрій в апараті забезпечує розчинення на 95-99% озоно-повітряній суміші у воді, що приводить до ефективного розподілу озоно-повітряної суміші по перетину апарату. Поєднання процесу електрокоагуляції і проходження озоноліза сприяє збільшенню ефективності процесу очищення у декілька разів.

Зведені дані випробувань дослідної установки озоно-електролізного очищення води "ЕЛОН" на ОАО "СПБ картонно-поліграфічний комбінат" приведені в таблиці 2.2.2. Витрати на експлуатацію даної установки - вжиток електроенергії і алюмінієві розчинні електроди. При очищенні 2 м³/ч стічної води споживається 10 електродів в перебігу 1 місяця; енергоспоживання - 10-15 кВт.

Таблиця 2.2.2

Результати аналізу проб стічної води

Інгредієнти, що визначаються	Вихідні концентрації, мг/м3	Степінь очищення, %
ХПК	160000	84,1
Азот нітритів	0,130±0,017	92,3
Азот амонійний	0,184±0,024	75,5
Цвітность, ЗХКШ	1200±2	80,5
Нафтопродуктт	0,27±0,03	81,5
Сульфати	43,27±7,46	89,4
Мідь	1,14±0,21	81,5
Зважені речовини	11066±5	83,8
Мікробіологічні показники	До установки	Після установки
Загальне мікробне число 220	7000	1
Число загальних колі формних бактерій, КОЕ/100 мл	500	–
Число термотолерантних коліформних бактерій КОЕ/100 мл	24000	–
Колі фаги, КОЕ/100 мл	60	–

3. Принципові технологічні схеми вживання озону і активного вугілля на водоочисних станціях

Залежно від якісного і кількісного складу забруднень вододжерела можливі різні варіанти вживання озону в технологічній схемі очищення води (рисунку 3.1 і 3.2). На рисунку 3.1 представлена традиційна схема очищення води з відстійниками і фільтрами, на рисунку 3.2 - схема з контактними освітлювачами. Одноступінчате озонування: використання озону на стадії попереднього окислення води або після коагуляційного її очищення перед піщаними або вугільними фільтрами. Двоступінчате озонування: попереднє озонування і озонування після коагуляційної обробки води. Триступінчате озонування: попереднє озонування, після коагуляційної обробки і озонування після повного очищення води. Первинне озонування (передозонування) проводиться з метою окислення легкоокислюваних органічних і неорганічних забруднень, поліпшення процесу коагуляції, а також для часткового знезараження води. В цьому випадку вихідна вода обробляється невеликими дозами озону. Вторинне озонування води дозволяє здійснити подальше глибше окислення забруднень, що залишилися, і, крім того, підвищує ефективність сорбційного очищення і подовжує термін служби активного вугілля до регенерації, в даному випадку озон вводиться перед піщаними або вугільними фільтрами. Завершальне озонування очищеної води забезпечує повне знезараження і покращує органолептичні показники води. По числу місць введення озону встановлюються контактні камери, в яких відбувається змішення озоноповітряної суміші з водою. Для міських водоочисних станцій зазвичай використовують барботажні басейни; як диспергатори можуть застосовуватися металло-керамічні труби (або пластани) або спеціальні насадки з нержавіючої сталі, що встановлюються на трубопроводах.

Рисунок 3.1 Застосування озону і активного вугілля на станціях з двоступінчастою схемою очищення води

1 - подача річкової води; 2 - первинне озонування; 3 - первинне хлорування (при необхідності); 4 - введення коагулянта; 5 - змішувач; 6 - відстійник (або освітлювач із зваженим осадом); 7 - вторинне озонування; 8 - піщаний фільтр; 9 - вугільний фільтр; 10 - третинне озонування; 11 - вторинне хлорування; 12 - резервуар чистої води; 13 - подача питної води споживачеві

Рисунок 3.2 Застосування озону і активного вугілля для очищення води на станціях з контактними освітлювачами:

1 - подача річкової води; 2 - первинне озонування: 3 - первинне хлорування (при необхідності); 4 - введення коагулянта; 5 - вхідна камера; 6 - сітчастий барабанний фільтр; 7 - контактний освітлювач; 8 - вторинне озонування; 9 - вугільний фільтр; 10 - третинне озонування; 11 - вторинне хлорування; 12 - резервуар чистої води; 13 - подача питної води споживачеві.

Контактні камери можуть працювати як в протиточному, так і в прямоточному режимах, причому при протиточному методі змішення коефіцієнт використання озону підвищується до 0,93 - 0,97. До складу комплекту устаткування озонаторной станції входять: компресори, установки для очищення і осушення повітря, генератори озону, силові енергетичні установки, апарат каталітичного розкладання озону.

4. Технологічна ефективність спільного вживання озону і активного вугілля

Говорити про ефективність будь-якої технології, а тим більше озонуванні і сорбційного очищення води, в загальному вигляді неможливо. В кожному випадку для даного конкретного об'єкту вода природних вододжерел характеризується різними физико-хімічними показниками, різними концентраціями і природою забруднень. Тому судити про ефективність цих методів можна лише для реальних випадків, кожен з яких, до того ж, має і свою схему очищення води[6].

В разі попереднього окислення води озоном можна зменшити концентрацію хлорорганічних з'єднань (ХОЗ). Результати досліджень за визначенням ефективності попереднього озонування води на утворення ХОС (р. Балахна) представлені на рисунок 4.1

Рисунок 4.1 Вплив попереднього озонування води на утворення ХОС в процесі очищення (р. Балахна): 1 - без озонування; 2 - з озонуванням

Як видно з отриманих даних, в результаті попередньої обробки води озоном (доза озону 1,8 мг/л) відбувається окислення (деструкція) деяких органічних сполук - попередників ХОЗ, і концентрація тих, що утворюються при подальшому хлоруванні ХОЗ в очищеній воді істотно менше, ніж в разі обробки хлором неозонованої води. Так, концентрація хлороформу зменшується в середньому на 30–35 %, діхлорбромметана і чотирихлористого вуглецю - відповідно на 80 і 50 %. Крім того, зменшується хлоропоглинаємість озонованої води, у зв'язку з чим знижується (приблизно на 15– 20 %) необхідна для знезараження води доза хлору.

Характерні дані показані на рисунок 4.2, після обробки води, очищеної на фільтрах станції Кемеровського водопроводу. Цими дослідженнями встановлено, що за наявності у воді після фільтру хлороформу в концентрації 0,13 мг/л, його концентрація зменшувалася із збільшенням доз озону і істотно знижувалася після очищення води на вугільному завантаженні.

Рисунок 4.2 Зміна концентрації ХОЗ при обробці води після виробничого фільтру станції озоном і вугіллям (м. Кемерово): 1 - озонована вода; 2 - вода після сорбційного очищення

Дослідження по впливу попереднього озонування на процес подальшої коагуляційної обробки показали, що введення озону зменшує цвітність, каламутність і окислюваність води. Вплив озонування води на протікання процесів коагуляції і освітлення представлений характерними залежностями при очищенні води р. Оки (м. Рязань) на рисунок 4.3. У всіх вивчених випадках після попереднього озонування наголошується істотне зниження потрібної для її очищення дози коагулянту (на 20 - 30 %)

Рисунок 4.3 Вплив попереднього озонування на процес коагуляції і освітлення води (м. Рязань): 1 - без озонування; 2 - з озонуванням (доза озону - 2,5 мг/л)

При встановленні ефективності комплексного очищення води для міст Центральної Європейської частини РФ від різних забруднень: м. м. Ярославль (р. Которосль), Рязань (р. Ока), Володимир (р. Клязьма), Балахна і Котячий (Нижньогородська обл., р. Волга) були розглянуті різні схеми, що включають коагуляцію, попереднє озонування, освітлення води, вторинне озонування і сорбційне очищення.

Було встановлено, що майже у всіх випадках найбільш ефективними по відношенню до таких показників, як каламутність, цвітність, перманганатна окислюваність, ХПК, нафтопродукти, залишковий алюміній, є схеми з двохетапним озонуванням води. Така технологічна схема забезпечувала видалення органічних забрудненні по окислюваності - на 80 - 85 %, по уф-показнику - на 95 - 99 %, по нафтопродуктах - на 90 - 95 %.

Дані по ефективності видалення фенолів води (м. Кемерово) (рис.4.4) Томська, показують, що сорбційне очищення знижувало концентрацію фенолу з 0,009 до 0,0038 мг/л, тобто до рівня близько 4 ГДК. І лише попереднє озонування води дозою 2 - 3 мг/л з подальшим фільтруванням на вугіллі забезпечували повне видалення фенолів. Для видалення з'єднань групи амінів (рисунок 4.4) потрібні підвищені дози озону 5 - 6 мг/л, які з подальшим фільтруванням води через активне вугілля дозволили понизити концентрацію амінів до необхідних величин.