Очищення води за допомогою озонування. Курсовая работа (т). Экология.
👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Очищення води за допомогою озонування
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Прогрес людства,
розвиток культури і саме життя знаходяться в прямій залежності від запасів,
збереження і використання води.
Загальні запаси
води на земній кулі за оцінкою М.І. Львовича складають 1455 млн. км 3 ,
з них тільки 28 млн. км 3 , або близько 1,9 %, складають прісні води,
дебіт яких катастрофічно знижується із-за наростаючого забруднення гідросфери
неочищеними стічними водами. Решта вод — солоні, з різним ступенем
мінералізації, непридатні без спеціальної обробки для промислового,
сільськогосподарського і господарський-питного використання.
От чому охорона і
раціональне використання водних ресурсів — одна з глобальних проблем
сучасності.
Стрімкий розвиток
науково-технічної революції, бурхливе зростання промисловості, транспорту,
збільшення чисельності і урбанізація населення, хімізація
сільськогосподарського виробництва — ці та інші чинники призводять до
підвищеного використання природних ресурсів та діють на стан водного басейну.
Науково-технічна
політика в області очищення природних вод на найближчу перспективу передбачає
напрям зусиль численних науково-дослідних, проектно-конструкторських і
технологічних організацій на подальшу розробку теоретичної бази хімії і
технології води, впровадження нових технологічних процесів, створення сучасного
водоочисного устаткування, приладів, засобів автоматизації, нових реагентів і
матеріалів, що дозволяють підвищити продуктивність праці і економічність
виробництва.
В наш час набуває
популярності очистка води за допомогою озону. Ця тема вважається досить
актуальною, адже має ряд переваг в порівнянні з іншими методами очистки.
Метою цієї роботи
є дослідження процесу озонування води та знебарвлення забарвлених розчинів за
допомогою озону.
1. Очищення води
від органічних сполук
У природних водах
до органічних домішок відносять гумусові речовини, що вимиваються з грунтів і
торфянників, а також органічні речовини різних типів та їх з'єднання, у тому
числі їхні комплекси з залізом.
Наявність у воді
органічних речовин антропогенного походження становлять серйозну загрозу
здоров'ю людини.
Останнім часом
посилилося забруднення поверхневих і підземних джерел водопостачання речовинами
антропогенного походження, до яких належать добрива і отрутохімікати,
недостатньо очищені стічні води, що містять нафтопродукти, барвники,
поверхнево-активні речовини та інші сполуки.
Очищення води від
органічних забруднень як правило проводять двома методами:
Очистку води від
орагнічних забруднень в якості окислювачів використовують - хлор, озон, кисень,
в деяких випадках перманганат калію.
Про чистку води
від органічних забруднень також можна здійснювати сорбцією, коагуляцією і
мембранними методами.
Окислювальний
метод очищення води від органічних забруднень
Хлор є гарним дезинфіктантом
і його бактерицидну дію проявляється по відношенню до бактерій і деяких видів
вірусів. Знезаражуючий ефект залежить від дози хлору, час його контакту з водою
та інших умов. У реакцію взаємодії з хлором можуть вступати різні хімічні
сполуки.
Окислення хлором
піддаються природні гумінові речовини, що обумовлюють кольоровість води. Є
дані, що хлорування порушує стійкість колоїдних частинок водного гумусу,
сприяючи їх коагуляції.
Мета
прехлорування – попередня обробка води перед очисними спорудами для поліпшення
або полегшення подальшого її очищення.
Прехлорування в
разі погіршення якості води за бактеріологічними показниками, появи неприємних
запахів присмаків повинно проводитися підвищеними дозами, відповідними точці перелому
на кривій хлоропоглинанні, або великими. Вільний активний хлор в більшості випадків забезпечує значне
поліпшення якості води за рахунок активного окислення органічних речовин.
Постхлорування
використовується для знезараження води, яке є завершальним етапом очищення
води. Постхлорування проводиться невеликими дозами, що забезпечують наявність
залишкового хлору після резервуарів чистої води на рівні вимог ГОСТ 2874-82.
надлишок хлору, недопустимий по гігієнічних міркуваннях, перед подачею води
населенню має бути видалений.
Для дехлорування
питної води використовують сірчистий газ SО 2 (ГОСТ 2918) і
гіпосульфіт натрію Na 2 S 2 O 3 (ГОСТ 4215),а також
гранульоване активоване вугілля і аміак NН 3 (ГОСТ 6221). Витрати цих
реагентів на 1 мг/л активного хлору наступні: SО 2 – 0,9 мг/л; Na 2 S 2 O 3
– 0,8-7,1 мг/л; NН3 – 0,13 мг/л.
Активоване
вугілля 1,5-2,5 мм використовується як завантаження фільтрів шаром 2,5 м, швидкість фільтрування досягає 20-30 м/ч. Крім того, запропонований ряд комбінованих методів
хлорування води: хлорування з амонізацією, хлорування з мангануванням,
хлор-серебряний метод.
Озон - безбарвний
газ із сильним своєрідним запахом, токсичний, вибухонебезпечний, порівняно
легко самовільно розкладається. У чистому і сухому повітрі розкладання його
відбувається повільніше, ніж у вологому і забрудненому. Численними
дослідженнями встановлено, що озон має високу бактерицидну дію. Крім того,
відзначено більш сильну дію озону на спорові форми, а також і більш швидке
знезаражуючі дії озону в порівнянні з хлором. Разом з тим обробка води озоном
має свої особливості, які часто не дозволяють реалізувати його переваги як
знезаражуючого реагенту. У зв'язку з цим у практиці іноді разом з обробкою води
озоном перед подачею в мережу її піддають додатковому знезараженню хлором.
В останні роки
зріс інтерес до озону як речовини, здатного видаляти з води органічні
забруднення. Згідно з даними ряду авторів, окилювальну дію озону на органічні
речовини може протікати в різних формах: безпосереднє окислення шляхом втрати
атома кисню, а також шляхом впровадження молекулярного озону в молекулу
речовини (озоналіз); каталітичну дію, збільшуючи окисну роль кисню, що
міститься в озонованому повітрі.
В результаті
окислення також утворюються шкідливі речовини, які необхідно видаляти, що
призводить до ускладнення технологічного процесу і збільшує вартість очищення
води.
Озон - це
нестійкий трьохатомний кисень, що володіє сильними знезаражувальними властивостями
і що є сильним окислювачем. Озон руйнує органічні сполуки і мікроорганізми, при
цьому розкладаючись на кисень.
О 3 = О 2
+ О – 100,56 кДж; (2.1)
О + О 3
= 2О 2 + 398,05 кДж; (2.2)
2О 2 =
3О 2 + 297,49 кДж. (2.3)
Озон — алотропна
модифікація кисню (О 3 ). В нижніх шарах атмосфери його вміст
незначний. Найбільша його концентрація в стратосфері між висотами 10 і 40 км. Озон значно поглинає ультрафіолетову радіацію.
Проста речовина,
алотропна видозміна кисню. Хімічно-активний газ синього кольору з різким
запахом, сильний окиснювач. При великих концентраціях розкладається з вибухом.
Утворюється з кисню при електричному розряді (наприклад, під час грози).
Основна маса озону знаходиться у верхньому шарі атмосфери — озоносфері, на
висоті від 10 до 50 км із максимумом концентрації на висоті 20-25 км. Цей шар охороняє живі організми Землі від шкідливого впливу короткохвильової ультрафіолетової
радіації Сонця (може викликати рак шкіри). Зараз під впливом хлорфторвуглеців
цей шар руйнується, що може негативно вплинути на жителів Землі. У багатьох
країнах використання таких речовин, що входять у різні аерозолі, заборонено. У
промисловості озон одержують під дією на повітря електричного заряду, його
використовують, зокрема, для знезаражування води і повітря.
Температура
кипіння озону −112 °C; вага 1 л — 2,14 г. Утворює озоніди (сполуки лужних металів і амонію, які містять аніони О 3- ). Легко розкладається (О 3
→ О + О 2 ). Вміст у повітрі: влітку — до 7•10 -6 %
об'ємних, взимку — 2•10 -6 %. На висоті 20-25 км знаходиться прошарок в атмосфері Землі, де концентрація озону найбільша (так званий озоновий
прошарок). Саме він захищає Землю від ультрафіолетового випромінювання космосу.
У другій половині ХХ ст. зафіксована тенденція до потоншання цього прошарку і
навіть утворення «озонових дірок» — областей зі зниженою концентрацією озону в
озоновому прошарку. Це явище пов'язують із антропогенним забрудненням
атмосфери, зокрема фреонами. Озон утворюється при дії електричного розряду або
ультрафіолетового випромінювання на повітря. Використовується у хімічному
синтезі, для стерилізації води, для дезинфекції й дезодорації повітря,
вибілювання тканин, паперу, мінеральних масел тощо. Бактерицидний засіб. Є
мутагеном. Гранично допустима концентрація у повітрі — 1 мг/м 3 .
Озон має дуже
високу окислювальну здатність (Е 0 =+2,07 В; в лужному середовищі Е 0 =1,24
В) і за нормальної температури руйнує багато органічних сполук. Під час
озонування одночасно відбувається окиснення домішок, знебарвлення, дезодорація,
знезараження стічної води та насичення її киснем.
Молекула озону
триатомна й має трикутну будову (рисунок.2.1).
За тиску 0,1 МПа
і 0 о С в 1 дм 3 води розчиняється 1,42 г озону, при 10 о С—1,04 г, при 30 о С—0,45 г. Розчинність озону у воді
залежить від величини рН та кількості домішок у воді. За наявності кислот і
солей розчинність озону у воді зростає, за наявності лугів – зменшується. Озон
дисоціює на повітрі та у водному розчині, перетворюючись на оксиген. У водному
розчині озон дисоціює швидше. Розкладання озону у воді різко зростає в разі
підвищення рН та температури. Стійкість озону в нейтральному та кислому
середовищах пов’язана з утворенням асоціатів НО 3 + ,
гідратна оболонка яких уповільнює реакцію:
О 3 + Н 2 О
= О 2 + О + Н 2 О (2.4)
Розкладання озону
у воді прискорюється за наявності активованого вугілля, металів змінної
валентності (мангану, кобальту, феруму) деяких оксидів (Р 2 О 5 ),
пероксиду барію (ВаО 2 ). Такі матеріали, як фторо- та хлоровмісні
пластмаси, скло, деякі матеріали, не вливають на стійкість озону.
В основу
промислового одержання озону покладено реакцію розщеплення молекули кисню на
атоми під дією тихого або бар’єрного розряду. Висока реакційна здатність озону
зумовлена великою надлишковою енергією молекули:
О 3 =
3/2 О 2 + 100 кДж/моль (2.5)
Озон реагує з
насиченими органічними сполуками з утворенням вільних радикалів. Лімітуючою
стадією процесу є вплив озону на зв'язок С-Н
RH + O 3
= R . + HO . + O 2 ( або R + HO . 3 ). (2.6)
Радикали R . ,
які утворилися в атмосфері оксисену, переважно перетворюються на пероксид
радикали помірної активності. Тому ланцюгова реакція окиснення може виникнути
лише за достатньо високої температури, коли швидкість реакції зростання ланцюга
перевищує реакцію його обірванця. За невисокої температури окиснення озоном
відбувається як не ланцюгова реакція з утворенням гілроксигідропероксидів:
R . + О 2
= RО 2 .; (2.7)
RО 2 .
+ RH = RООH + R . . (2.8)
Альдегіди в свою
чергу, окислюються до надто кислот, які розкладаються в розбавлених водних
розчинах до органічних кислот та пероксиду гідрогену. Паралельно може
відбуватися реакція окиснення гідроксильного радикалу:
HO . +
O 3 = HO 2 . + O 2 (2.9)
з наступною
комбінацією пероксид радикалів:
2HO 2 .
= Н 2 О 2 + O 2. (2.10)
Проте насправді
пероксид гідрогену не накопичується і витрата озону в нейтральному та кислому
середовищах відповідає реакції
R-CH 2 OH
+ 2O 3 = RCOOH + 2O 2 + H 2 O. (2.11)
Мабуть, у момент
виділення пероксид гідрогену реагує з озоном:
H 2 O 2
+ O 3 = H 2 O + 2O 2 . (2.12)
Крім того,
можливо, що озон витрачається на розкладання гідрокси – гідроксипероксидів та
надкислот. Швидкість реакції за цих умов зростає, що, ймовірно, зумовлено
розкладання пероксид гідрогену, гідропероксиду, надкислоти та озону. Одночасне
збільшення кількості генерованих первинних радикалів ініціює процес окиснення.
Отже для прискорення процесу ініціювання процес окиснення озоном доцільно
проводити в лужному середовищі. Для більшості органічних сполук проміжними та
кінцевими продуктами окиснення є спирти, альдегіди(кетони) та кислоти [1].
Озон утворюється
з кисню. Його синтез може бути здійснений різними методами; найбільш поширеними
є: електролітичний, хімічний, фотохімічний і електросинтез. Крім того, озон
отримують при іонізуючих випромінюваннях.
1. Електролітичний
метод. Синтезу озону відомий давно. Механізм же утворення озону в
електролітичних процесах до теперішнього часу до кінця ще не вивчений.
Синтез озону
здійснюють в спеціальних комірках, в ролі електролітів використовують розчини
різних кислот (H 2 SO 4 , НС1О4) або їх солі (NaClO 4 >
КСlO 4 і ін.) Кислоти або їх солі, що беруть участь в реакціях
електролізу, не віддають свого кисню, а при утворенні озону відбувається
розкладання іонів і радикалів:
Н 2 О+О 2
= О з +2Н + +2е (2.10)
Електролітичним
способом можна отримати концентрований озон (30—58%-ний), наприклад при
електролізі 40%-ній оксихлоридный кислоти з охолодженими до —65° З платиновими
анодами; середня температура електроліту повинна наближатися до температури
замерзання (—56° С). Густина струму на аноді —0,13— 2,16 А/дм 2 ,
напруга —8—13 В, загальний тиск над електролітом — в межах 10—100 мм рт. ст.
При електролізі розчинів солей утворення озону йде ефективніше, ніж при
електролізі розчинів кислот, сам процес стабільніший, максимальний вихід по струму
озону досягається за мінімальний час (10 хв), переривання струму не змінює
синтезу озону [2].
2. Фотохімічне
утворення озону відбувається в основному в природних умовах за рахунок дії
сонячної радіації. Проте фотохімічно неможливо отримати озон у високих
концентраціях. Основна область фотохімічного здобуття озону в малих
концентраціях — це лабораторна практика (вивчення біологічної дії озону,
випробування гум, клеїв, озонування повітря у виробничих приміщеннях і ін.).
На практиці озон
отримують в спеціальних апаратах – озонаторах, в яких повітря з певною
швидкістю пропускається між двома електродами, що з’єднані з джерелом живлення
(5 – 20 кВ) [6]. Конструктивно електроди виконані у вигляді двох концентрично
розміщених циліндрів різного діаметру (рисунок2.2) або у вигляді двох
паралельних пластин (рисунок 2.3).
Рисунок 2.2
Розміщення електродів та діалектрика в трубчастому озонаторі
1 – трубка з
нержавіючої сталі( електрод низької напруги; 2 – склянна трубка;
3 – фольга(
електрод високої напруги).
Рисунок 2.3 Розміщення
електродів та діалектрика в пластинчастому озонаторі
1 – пластинка
звичайного скла (діалектрик); 2 – профільні пластинки; 3 – пола пластинка із
листового алюмінію
Для отримання
тихого розряду електроди озонаторів розділюють діалектриком с максимально
можливим гранично поверхневим опором і діалектричною сталою. Шар такого
матеріалу слугує діалектричним бар’єром, що виключає отримання іскрового чи
дугового розряду та обумовлює рівномірну структуру тихого розкладу. Одночасно
він слугує реактивним буферним опором, що обмежує струм в ланцюгу розряду. В якості
діалектриків використовуються звичайне або боросилікатне скло, емаль,
пластмаси.
В зв’язку з тим,
що 85 – 95% енергії, яку споживає озонатор затрачається на тепловиділення,
електродну систему необхідно охолоджувати, бо озон при підвищеній температурі
швидко розкладається. Основною величиною, що визначає синтез озону, слугує
потужність розряду, віднесена до витрати газу, тобто, кількість енергії, що
приходиться на об’єм пропущеного через озонатор газу.
2.1 Сорбційний
метод очищення води на активованих вугіллях в поєднанні з озонуванням
Сорбційні методи
очищення води засновані на процесах адсорбції та іонного обміну. Вилучення
іонів з розчину здійснюється методом іонного обміну. Витяг молекул з розчину
здійснюється методом адсорбції [7].
Найбільш поширені
адсорбенти - активні (активоване) вугілля різних марок. Активні вугілля є
пористі вуглецеві тіла, зернові або порошкоподібні, що мають велику площу
поверхні. Неоднорідна маса, що складається з кристалітів графіту та аморфного
вуглецю, визначає своєрідну пористу структуру активних вугіль, а також їх
адсорбційні та фізико-механічні властивості. Пориста структура активних вугіль(рисунок
2.1.1) характеризується наявністю розвиненої системи пір, які класифікуються за
розмірами в такий спосіб:
• вугілля з
мікропорами - з розміром до 20 A,
• вугілля з
мезопорами - з розміром 20-500 A,
• вугілля з
макропорами - з розміром більше 500 A
Рисунок 2.1.1 Пориста
структура активних вугіль
Адсорбційні
властивості активних вугіль оцінюються кількістю модельної речовини, сорбованої
одиницею маси вугілля за певних умов, а також часом захисної дії одиниці об'єму
вугілля до повного його насичення.
Підвищена
окислювальна здатність озону у воді ефективно використовується для розкладання
великої кількості органічних речовин, розчинених у виробничих стічних водах
(СВ) підприємств текстильною, коксохімічною, целюлозно-паперовою нафтохімічною
і інших галузях промисловості.
2.2 Очищення води
за допомогою озонування
Озонування
стічних вод з метою їх очищення найраціональніше, коли концентрації
забруднюючих речовин знаходяться в діапазоні від декількох мг/л до 100-200
мг/л.
Очищення води
озонуванням протікає по одній з чотирьох реакцій: прямого окислення, непрямого
окислення, каталізу або озоноліза. Окрім хімічної дії, озон проявляє себе і як
флокулянта, що дозволяє застосовувати його вже на стадії механічної обробки
води для коагуляції зважених часток. В таблиці 2.2.1 приведені дані по
окисленню деяких важкокисляємих речовин [6].
Всі феноли при озонування з розкриттям бензольного
кільця; хлор-, нітро- та аміно- феноли при окиснення відповідно утворюють
хлорид та нітрид-іони. Питома витрата озону залежить від вигляду похідних
фенолу, величини рН і вагається від 0.4 до 2.5 мг/мг фенолу. Міра очищення
складає 97-98%.
Гідролізний лігнін та гуміноподіні речовини
Дані з'єднання містяться в стоках мікробіологічних
виробництв (дріжджове, спиртне, гідролізне, лимонної кислоти і ін.). Витрату
озону складає всього 10-35 мг/л стічної води.
Містяться в стоках підприємств по виробництву
деревно-волокнистих і деревно-стружкових плит, виготовлення пластмас і лаків.
Дані з'єднання інтенсивно розкладаються озоном, при цьому хінон і гідрохінон
не виявляються в стоках. Витрата озону при цьому складає 0.5-1.0
мг/розчиненої смоли. Міра очищення – не нижче 90%.
Речовини цього ряду поширені в стоках виробництв
синтетичних миючих засобів. СПАВ добре окислюються в будь-яких середовищах
при питомій витраті озону 1-20 мг/ мг речовини.
Метод озонування є універсальним по відношенню до
всіх основних груп фарбників, розчинних у воді. Він дозволяє не лише видалити
забарвлення води, але і підвищити її здатність до її подальшому очищенню.
При початковій концентрації 50-150 мг/л можлива
ефективність очищення до 90%.
Компанією «ЕЛЕКТРОЕКОЛОГІЯ»
розроблена і виготовлена установка озонно-електрокоагуляційної очистки стічних
вод «ЕЛОН». Дана установка водоочистки складається з блоку озонування,
електрокоагулятора і відстійника[8].
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 м 3 /ч стічної води споживається 10
електродів в перебігу 1 місяця; енергоспоживання - 10-15 кВт.
Результати
аналізу проб стічної води
Число загальних колі формних бактерій, КОЕ/100 мл
Число термотолерантних коліформних бактерій КОЕ/100
мл
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.
Рисунок 4.4
Видалення фенолів і амінів: 1 - вихідна вода; 2 - озонована вода; 3 - вода
після вугільного завантаження
Особливу групу
вод складають кольорові води. Вода багатьох північних і сибірських річок (Західна
Двіна, Сухона, Вичегда, Олена, Алдан і ін.), ряду озер і водосховищ
характеризується малим вмістом суспензії і високою кольоровістю - до 100 - 240
град. Крім того, на території Росії є великі запаси підземних вод (Якутія,
Ростовська обл., Краснодарський край), які не використовуються для
господарсько-питного водопостачання із-за високої кольоровості.
Останніми роками
була досліджена технологія очищення вод середньої і високої цвітності і з
використанням спільного вживання процесів озонування і фільтрування через
активне вугілля як самостійного методу обробки води. Озонування води дозволяє
істотно понизити забарвлення природної води; ефективність озонування
представлена на рисунку 4.5 Дози озону, потрібні для очищення води, досить
високі і складають 15 - 20 мг/л. При цьому цвітність води після озонування
знижується до величини 30 - 35 град, а сорбцій
Похожие работы на - Очищення води за допомогою озонування Курсовая работа (т). Экология.
Сочинение Роль Родительского Наставления По Грозе
Контрольная работа по теме Особенности современного онимообразования в группе названий телевизионных программ
Реферат: Ordinary People Essay Essay Research Paper Ordinary
Отчет по практике: Обгрунтування маркетингової стратегiї комерцiйного банку i механiзмiв її реалiзацiї
Курсовая работа по теме Способы экстракции биологически активных соединений из лекарственных растений
Дипломная работа по теме Порядок образования и ликвидации предприятия
Статус Адвоката Курсовая Работа
Курсовая работа по теме Разработка технологического процесса сборки редуктора червячного и изготовления крышки корпуса
Этика Дипломная Работа
Кризис партийно-советской государственной системы, распад ссср и создание снг
Реферат: Особенности пенсионного обеспечения работников образовательных учреждений
Курсовая работа по теме Визначення місця Південної Кореї на світовому ринку
Профессиональные Бурситы Реферат
Курсовая Работа На Тему Нестандартные Задачи По Математике
Курсовая работа по теме Торговые войны
Скачать И Распечатать Реферат По Физиотерапии Франклинизация
Реферат: Душа в релігії та міфах
Как Жили Первобытные Люди Сочинение
Контрольная работа: Розрахунок економічних показників
Курсовая работа по теме Особенности сестринского ухода за пациентами с сахарным диабетом
Курсовая работа: Статистический анализ и прогнозирование безработицы
Реферат: Sir Thomas More Essay Research Paper Sir
Похожие работы на - Общественные блага и альтернативные методы их производства