Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков icon

Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков



НазваниеОбеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков
Дата конвертации23.07.2012
Размер252,24 Kb.
ТипРеферат
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков


РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КУРСОВАЯ РАБОТА ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ С ИCПОЛЬЗОВАНИЕМ ОКИСЛИТЕЛЕЙ ПРИРОДНЫХ, СТОЧНЫХ ВОД И ИХ ОСАДКОВ Написал: Попов Н. И. Преподаватель: Применко В. Н. Дисциплина: Экология промышленного и сельскохозяйственного производства МОСКВА 1997 Способы обеззараживания воды, роль окислителей в водоподготовке Обеззараживанием воды называется процесс уничтожения находящихся таммикроорганизмов. До 98 % бактерий задерживается в процессе очистки воды. Носреди оставшихся бактерий, а также среди вирусов могут находитьсяпатогенные (болезнетворные) микробы, для уничтожения которых нужнаспециальная обработка воды. При полной очистке поверхностных водобеззараживание 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 подготовкихозяйственно-питьевых вод. Для обеззараживания используют в основном два метода - обработку водысильными окислителями и воздействие на воду ультрафиолетовыми лучами. Кроменазванных можно необходимый эффект получить фильтрованием воды черезультрафильтры, обработкой ультразвуком, кипячением воды. Для очисткиповерхностных вод почти исключительно применяют окислители - хлор,хлорсодержащие реагенты, озон; для обеззараживания подземных вод можноиспользовать бактерицидные установки; для обеззараживания небольших порцийводы - перманганат калия, перекись водорода. Надежным средствомуничтожения микробов является кипячение воды. При подаче в воду окислителей большая часть ее израсходуется наокисление органических и некоторых минеральных веществ. В результатеснижаются цветность воды, а также интенсивнось привкусов и запахов,эффективнее будет проходить процесс последующей коагуляции примесей.Скорость процесса обеззараживания растет с повышением температуры воды нпереходом реагента в недиссоциированную форму. Взвешенные веществаоказывают отрицательное воздействие, поскольку препятствуют контактумикробов с реагентом. Если окислитель используется только для обеззараживания, то он подаетсяв воду перед резервуаром чистой воды, где обеспечивается и необходимоевремя контакта; если цель обработки - окисление органических веществ, тореагент подается в воду перед очистными сооружениями. Хорошие результатыдает двухступенчатая обработка, когда часть реагента-окислителя - подаетсядо, часть - после очистных сооружений. Обеззараживание хлором. Хлор - ядовитый газ зеленовато-желтого цвета с резким удушливымзапахом, в 2,45 раза тяжелее воздуха. Растворимость хлора в водеувеличивается с понижением температуры и повышением давления; приатмосферном давлении и температуре 20° С растворимость С12 составляет 7,29г/л. При низкой температуре и высоком давлении (-34,6° С при атмосферномдавления 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 в баллонах массой до 100 кг и в контейнерахмассой до 3000 кг, а также в железнодорожных цистернах вместимостью 48 т.При добавке в воду хлора происходит его гидролиз Cl2 + H2O ( HClO + HCl Часть хлорноватистой кислоты НСlO диссоциирует с образованиемгипохлоритного иона OCl[pic]. При наличии в воде аммиака образуются моно- идихлорамины: HClO + NH3 ( NH2Cl + H2O HClO + NH2Cl ( NHCl2 + H2O Основными обеззараживающими веществами являются Сl2, НСlO, OCl[pic],NH2С1 и NHCl2, их называют активным хлором. При этом Cl2, HClO и OCl[pic]образуют свободный хлор, хлорамин и дихлорамин - связанный хлор.Бактерицидность хлора больше при малых значениях рН, поэтому воду хлорируютдо ввода подщелачивающих реагентов. Необходимая доза хлора определяется на основе экспериментальнопостроенной кривой хлоропоглощаемости воды. Оптимальной считается доза,которая при заданном времени контакта обеспечит в воде требуемуюконцентрацию остаточного хлора - для хозяйственно-питьевых вод 0,3... 0,5мг/л свободного хлора при времени контакта 30 мин или 0,8 ... 1,2 мг/лсвязанного хлора при времени контакта 60 мин. При отсутствии данных технологических изысканий дозу хлора принимаютдля обеззараживания поверхностных вод 2... 3 мг/л, для подземных 0,7 ...1,0 мг/л. Хлорирование жидким хлором является наиболее широко применяемым методомобеззараживания воды на средних и крупных водоочистных станциях. Ввиду малой растворимости жидкого хлора поступающий реагентпредварительно испаряется. Затем хлор-газ растворяют в малом количествеводы, получаемую хлорную воду перемешивают с обрабатываемой водой.Дозировка хлора происходит в фазе газообразного вещества, соответствующиегазодозаторы называются хлораторами. На практике применяют как напорные,так и вакуумные хлораторы. СНиП 2.04.02-84 требует использования последних,так как при вакуумных хлораторах меньше опасность попадания хлор-газа ввоздух помещений. Имеются хлораторы пропорционального и постоянногорасхода, а также автоматические хлораторы, поддерживающие в воде заданнуюконцентрацию остаточного хлора. В России наиболее широко используют вакуумные хлораторы постоянногорасхода ЛОНИИ-100 производительностью до 85 кг/ч С12. Для испарения хлора баллон или контейнер устанавливают на весы иоткрывают вентиль. Объем хлор-газа из одного баллона при комнатнойтемпературе составит 0,5... 0,7 кг/ч, с одного контейнера - 3 кг/ч на 1 м2его поверхности. Съем хлора можно значительно увеличить подогревом баллоновтеплой водой или воздухом. Поэтому на крупных станциях используютспециальные испарители хлора в виде бокса, куда устанавливают баллон иликонтейнер и подается теплая вода или подогретый воздух. Хлор-газ поступает в промежуточный баллон, где задерживаются капли водыи прочие примеси. Более полная очистка газа происходит в фильтре, которыйзаполнен стекловатой, замоченной в серной кислоте. Редуктор обеспечиваетпостоянное давление в системе; измерительное устройство в виде диафрагмы иротаметра обеспечивает контроль и регулировку количества подаваемого хлора.Производительность хлоратора зависит от применяемого ротаметра: при РС-3 до10 кг/ч, при РТ-5 до 20 кг/ч и при РС-7 до 85 кг/ч. Приготовление хлорнойводы происходит в смесителе. Необходимый вакуум создается эжектором, припомощи которого хлорная вода подается в обрабатываемую воду. Включением всхему регулирования анализатора остаточного хлора можно автоматическиподдерживать заданную концентрацию хлора в очищенной воде в условияхизменения свойств поступающей воды. Хлорное хозяйство водоочистной станции располагается в отдельномздании, где сблокированы склад хлора, испарительная н хлораторная. Расходный склад хлора отделен от остальных помещений глухой стеной безпроемов. Склад может находиться и в самостоятельном здании. В таком случаетам обычно располагают также испарительную, причем хлораторная находится восновном блоке водоочистных сооружений. Емкость расходного склада хлора недолжна превышать 100 т. Жидкий хлор хранится на складе в баллонах иликонтейнерах, при суточном расходе хлора более 1 т - в танках вместимостьюдо 50 т с поставкой хлора в железнодорожных цистернах. Склад размещают в наземном или полузаглубленном здании с двумя выходамис противоположных сторон здания. В помещении склада необходимо иметьемкость с нейтрализационным раствором сульфита натрия для быстрогопогружения аварийных контейнеров или баллонов. Если трубопровод хлор-газа расположен вне здания, на выходе изиспарителя требуется установка вакуумного клапана, исключающего возможностьконденсации газа при низкой температуре окружающего воздуха. Трубопроводыжидкого и газообразного хлора изготовляют из стальных бесшовных трубдиаметром до 80 мм, рассчитанных на рабочее давление 1,6 МПа. Внутрипомещения хлоропровод размещают по стенам или эстакадам на кронштейнах, внездания - на эстакадах, предусматривая защиту трубопровода от солнечныхлучей. В хлораторных устанавливают дозаторы хлора с необходимой арматурой итрубопроводами. Хлораторные (хлордозаторные) могут находиться в основномкорпусе станции либо в здании хлорного хозяйства. Помещение хлораторнойдолжно быть отделено от других помещений глухой стеной без проемов и иметьдва выхода, причем один из них через тамбур. Все двери должны открыватьсянаружу, в помещении должна быть принудительная вытяжная вентиляция. Трубопроводы хлорной воды выполняются из коррозионностойких материалов.В помещении трубопровод устанавливают в каналах в валу или на кронштейнах,вне здания - в подземных каналах или футлярах из коррозионностойких труб. Хлорирование воды порошкообразными хлорсодержащими реагентами идиоксидом хлора. На малых станциях и водоочистных установках часто целесообразноотказаться от использования жидкого хлора и применять твердые,порошкообразные вещества - хлорную известь и гипохлорит кальция. Этивещества менее опасны в обращении, процесс их подготовки и подачизначительно проще - практически аналогичен применению коагулянта. Хлорную известь получают при обработке сухой, негашеной взвести хлором.При контакте с воздухом и влагой хлорная известь постепенно разлагается 2СаС12О+СО2+Н2О ( СаСО3+СаС12+2НС1О поэтому реагент необходимо хранить в сухом, вентилируемом помещении взакрытой таре. Гипохлорит кальция образуется при насыщении известкового молока хлором 2Са(ОН)2+2С12 ( Са(С1О)2+СаС12+2Н2О Товарный продукт СаСl2O или Са(С1O)2 растворяют в растворном баке смеханическим перемешиванием. Количество баков не менее двух. Затем растворразбавляют в расходном баке до концентрации 0,5... 1( и подают в водудозаторами растворов и суспензии. Учитывая коррозионную активность раствора, баки следует изготовлять издерева, пластмассы или железобетона, из коррозионностойких материалов(полиэтилен или винипласт) должны быть также трубопроводы и арматура. Диоксид хлора получают непосредственно на водоочистной станциихлорированием хлорита натрия NaС1O2: 2NaClO2 + С12( 2С1O2+2NаС1 Вместо хлора можно для получения ClO2 также использовать озон илисoляную кислоту 2NаС1O2 + O3 + Н2O ( 2С1O2 + 2NаОН+O2; 5NaС1O2+4НС1 ( 4С1O2 + 5NаС1+ 2Н2O, СlO2 является ядовитым, взрывоопасным газом с интенсивным запахом,водный раствор его практически безопасен. По сравнению с Cl2 двуокись хлораимеет ряд преимуществ - более высокая бактерицидность в щелочной среде,более активно окисляет органические вещества, может разлагать фенолы, непридавая при этом воде хлорфенольного запаха, наличие в воде аммиака неснижает эффективности ClO2. Хлорирование воды гипохлоритом натрия. На водоочистных станциях, где суточный расход хлора не превышает 50 кг,где транспортировка, хранение и подготовка токсичного хлора связаны струдностями, можно для хлорирования воды использовать гипохлорит натрияNаСlO. Данный реагент получают на станция в процессе электролиза раствораповаренной соли. Электролизная установка состоит из бака концентрированногораствора соли (растворного бака), электролизной ванны (электролизера), бака-накопителя раствора гипохлорита, выпрямителя и блока управления. Растворных баков должно быть не менее двух, их суммарный объем долженобеспечить бесперебойную работу установки в течение 24 ч. При мокромхранении соли объем растворных баков принимается из расчета 1,5 м3 на 1 тсоли. Допускается хранение соли на складе в сухом виде, причем толщина слоясоли не должна превышать 2 м. В растворном баке изготовляется раствор, близкий к насыщенному-200...310 г/л. Для перемешивания применяют механические устройства нциркуляционные насосы. Электролизеры могут быть проточного или непроточного типа. Наиболеешироко используют последние. Они представляют собой ванну с установленнымтам пакетом пластинчатых электродов. Электроды, как правило графит,присоединяют в сеть постоянного тока. В электролизной ванне происходит диссоциация соли, a также воды. Привключении электролизера в сеть на аноде будет происходить окислениехлоридов 2Сl[pic] - 2e ( Cl2, затем их гидролиз Сl2 + Н2O ( НС1O+НC1. Накатоде выделяется газ Н2, образуется едкий натр В результате реакции NаОН с НСlO образуется гипохлорит. В межэлектродном пространстве электролизера непроточного типа плотностьэлектролита в результате его насыщения пузырьками газа будет меньше, чем востальном объеме ванны, поэтому будет происходить циркуляция раствора -между электродами восходящее, в остальной ванне нисходящее течениеэлектролита. Циркуляция продолжится до полного электролиза всего раствораповаренной соли. Затем электролизная ванна опорожняется и заполняется новойпорцией раствора NaCl. При работе электролизера необходимо свести к минимуму распадобразованного NaClO. Для этого следует процесс электролиза проводить принизкой температуре и большой плотности тока на аноде, воздерживаясь отперемешивания электролита в ванне. В СНГ серийно изготовляются электролизеры непроточного типа марки ЭВ.На станции необходимо иметь не менее трех электролизеров, которыеустанавливают в сухом отапливаемом помещении. В электролизной ванне должныбыть трубопроводы для водяного охлаждения, над электролизером устанавливаютзонт вытяжной вентиляции. Концентрация рабочего раствора соли в электролизной ванне принимается100...120 г/л, высотное расположение электролизера должно обеспечитьпоступление раствора NаСlO в бак-накопитель самотеком. Бак-накопительразмещают в вентилируемом помещения, дозировка раствора гипохлорита в водупроисходит эжектором, насос-дозатором или другим устройством для подачирастворов и суспензий. Хлорирование воды прямым электролизом. Для электролитического изготовления бактерицидного хлора можноиспользовать хлоридные ионы, имеющиеся в самой природной воде. Методназывается прямым электролизом, разработана соответствующая установка«Поток». Применение установки возможно при содержании в воде хлоридов неменее 20 мг/л н общей жесткости не более 7 мг-экв/л. Установка «Поток» состоит из вертикального электролизера, который нафланцах присоединяется к трубопроводу обрабатываемой воды. Движение воды -снизу вверх. Кроме того имеется блок питания и замкнутая система кислоты,предназначенная для смыва с электродов карбонатной пленки. В систему входятбак и кислотостойкий насос. Размеры электролизера 940х815х1590 мм, давлениев рабочей камере - не более 0,5 МПа, номинальная мощность 7,6 кВт-ч,производительность 15...150 м3/ч. Основной проблемой является образование карбонатной пленки наповерхности электродов, что значительно снижает срок стабильной непрерывнойработы установки. Для смыва пленки применяется 3%-ный раствор НС1. Если жесткость обрабатываемой воды не более 3...4 мг-экв/л,рекомендуется направлять всю воду через электролизер; при жесткости 10...12мг-экв/л - 10...12( воды, которая затем перемешивается с остальным потоком. Перехлорирование и дехлорирование, с аммонизацией. Хлорирование воды с повышенными дозами перед очистными сооруженияминазывают перехлорированием. Метод применяется в условиях, когдамикробиологические свойства воды быстро и в больших пределах меняются, атакже при высокой цветности природной воды, большом содержании в водеорганических веществ и планктона. Перехлорирование используют в системахтехнического водоснабжения как средство против образования биологическойпленки. Целесообразность применения перехлорирования в системаххозяйственно-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) -канцерогенные вещества, содержание которых в питьевой воде во многихстранах нормируется стандартом. В частности, Всемирная ассоциацияздравоохранения рекомендует норму 30 мг/л. Для предотвращения образованияхлорорганических веществ при подготовке хозяйственно-питьевых водрекомендуется отказаться от введения хлора до очистных сооружений(первичное хлорирование), заменить С12 на ClO2 или О3, использоватьокислители в комбинации c сорбентами. Например, по схеме: О3 - активныйуголь - вторичное хлорирование. Для обеспечения требуемого содержания в воде остаточного хлора послеперехлорировання, а также в других случаях необходимо воду дехлорировать. Сэтой целью применяют физические и химические способы. При физических способах избыток активного хлора выделяется из водысорбентами или аэрированием. Используют угольные фильтры с толщиной слояугля 2,5 м при скорости фильтрования 20...25 м/ч. Аэрирование даетположительные результаты при рН<5 и небольшом количестве удаляемого хлора.Поскольку многие соединения хлора не улетучиваются, эффективностьаэрирования низка. При химическом дехлорировании избыточный активный хлор связывается ссульфитом натрия или двуокисью серы. Как известно, хлорамины по сравнению с молекулярным хлороморганолептически менее ощутимы, их действие более долговременное, приналичии в воде фенолов они не образуют хлорфенольных запахов. С этой цельюиногда целесообразно хлорировать с аммонизацией, т. е. подать в водудополнительно к хлору аммиак. Технология аммонизации воды аналогичнахлорированию жидким хлором. Аммиак также прибывает на станцию в баллонах всжиженном виде. При реакции NH3 с хлорноватистой кислотой в воде образуютсямоно- и дихлорамины. Следует учесть, что добавкой аммиака можно сэкономитьдо 60( хлора, израсходованного для обеззараживания. NH3 и Cl2перемешиваются в пропорции 1:4...1:10. Если цель аммонизации - предотвращение образования хлорфенольногозапаха, аммиак добавляется в воду за 2... 3 мин до введения хлора(переаммонизация), если цель--снижение интенсивности хлорного запаха ипривкуса, а также продление бактерицидного действия хлора, то аммиакдобавляется после хлорирования (постаммонизация). Озонирование воды Озон (О3) -более сильный окислитель, чем диоксид хлора или свободныйхлор. В природе озон образуется из кислорода в верхних слоях атмосферы поддействием солнечной радиации. Температура испарения озона при 0,1 МПасоставляет - 111,9°С, температура плавления при этом же давлении - 192.5(С. Растворимость Оз в воде при 0°С и атмосферном давлении составляет 1,09г/л. Растворимость Оз быстро снижается с повышением температуры и при 60°Спрактически равняется нулю. Масса 1 л газа - 2,144 г. Синтетическим путем озон получают при коронном (тихом) разряде, которыйобразуется в узком слое воздуха между электродами высокого напряжения(5...29 кВ) при атмосферном давлении. Соответствующие аппараты называютсягенераторами озона или озонаторами. На практике применяют озонаторы двухтипов с пластинчатыми электродами н цилиндрические озонаторы с трубчатымиэлектродами. Коронный разряд сопровождается выделением теплоты, поэтому озонаторыдолжны быть оборудованы системой водяного охлаждения. Выход озона зависитот температуры воздуха, подаваемого в область коронного разряда. Посколькус повышением температуры увеличивается распад Оз, то подаваемый воздухдолжен быть холодным, а также чистым и сухим. Как правило, выход озонасоставляет 10...20% от содержания в воздухе кислорода. Озонаторная установка состоит из узла подготовки воздуха, озонатора,контактной камеры и трансформатора. Расход электроэнергии на получениеозона, а тем самым себестоимость озонирования во многом зависит отподготовки воздуха. В процессе подготовки воздух очищается, сушится иохлаждается. В современных озонаторах на изготовление 1 кг О3 расходуется20...30 кВт-ч электроэнергии, из которых на озонатор приходится 14...18 кВт-ч. Необходимое количество воздуха на получение 1 кг озона составляет70...80 м3. Осушение воздуха происходит в одну стадию при высоком давлении или вдве стадии при низком давлении. В первом случае давление воздуха составляет 0,5 ... 1,0 МПа. Воздухпропускают через теплообменник с водяным охлаждением и автоматическуюсушилку, представляющую собой фильтр, заполненный адсорбентом (например,активированным оксидом алюминия). Двухстадийная сушка происходит под давлением поступающего воздухапримерно 0,07 МПа и характерна для озонаторных установок большойпроизводительности. В данном случае между водяным теплообменником иавтоматической сушилкой установлен охладитель второй ступени - фреоноваяхолодильная установка. Озонирование воды заключается в ее перемешивании с озоновоздушнойсмесью в контактных камерах ври времени контакта 5...20 мин. О3 относится кмалорастворимым газам, поэтому технология диспергирования озоновоздушнойсмеси в воду и конструкция контактной камеры имеют большое значение дляэффективного использования и снижения потерь озона. Способы диспергированияозоновоздушной смеси можно классифицировать в три группы: подача газа вконтактные колонны через пористые плиты (трубы) или перфорированные трубы;использование эжекторов; применение механических турбин и прочихдиспергирующих устройств механического действия. Наиболее широко применяютспособы первой группы, причем контактные колонны обычно противоточного типа- обрабатываемая вода подается сверху вниз, озон снизу вверх. Озон является универсальным реагентом, поскольку может быть использовандля обеззараживания, обесцвечивания, дезодорации воды, для удаления железаи марганца. Озон разрушает соединения, не подчиняющиеся воздействию хлора(фенолы). Озон не придает воде запаха и привкуса. При этом он обладаетсильными коррозионными свойствами, токсичен. Допустимое содержание О3 ввоздухе помещений 0,0001 мг/л. Озон может разрушать некоторые органическиевещества, не окисляя их до конца. В результате в трубопроводе озонированнойводы может повышаться интенсивность бактериальной жизнедеятельности.Главный недостаток озона - кратковременность действия, отсутствиеостаточного озона. Таким образом О3, первоначально использованный вместохлора для обеззараживания воды н подаваемый в воду в конце технологическойсхемы, все чаще используется как вещество для очистки воды. В таком случае озон подается в воду до основных очистных сооружений,причем обеззараживание выполняется либо только хлором, либо воду хлорируютпосле обеззараживания озоном для образования в воде требуемого остаточногохлора. Эффективность озонирования зависит от количества и свойств загрязняющихводу веществ, от дозы О3, температуры и рН воды, от применяемого методадиспергирования озоновоздушной смеси в воду. Доза озона и оптимальная схема озонирования определяются на основепредварительных технологических исследований. При отсутствиисоответствующих данных СНиП рекомендует для озонирования подземных водпринимать дозу О3 0.75...1.0 мг/л, для озонирования профильтрованных вод -1... 2 мг/л. Озонирование используется и для доочистки сточных вод. При этомрасчетная доза О3 принимается 2 ... 4 мг на 1 мг загрязнителя(нефтепродуктов, фенолов, ПАВ). При доочистке биологически очищенных городских сточных вод с дозойозона 20 мг/л ХПК снижается на 40%, БПК5 на 60...70%, ПАВ на 90(, окраскаводы на 60(. Одновременно происходит обеззараживание воды. В мировой практике наибольшую известность и распространение получилифранцузские озонаторы фирмы «Трейлигаз». Обеззараживание воды в бактерицидных установках. Ультрафиолетовые лучи длиной волн 220-280 им действуют на бактериигубительно, причем максимум бактерицидного действия соответствует длиневолн 260 нм. Данное обстоятельство используется в бактерицидных установках,предназначенных для обеззараживания в основном подземных вод. Источникомультрафиолетовых лучей является ртутно-аргонная или ртутно-кварцевая лампа,устанавливаемая в кварцевом чехле в центре металлического корпуса. Чехолзащищает лампу от контакта с водой, но свободно пропускает ультрафиолетовыелучи. Обеззараживание происходит во время протекания воды в пространствемежду корпусом и чехлом при непосредственном воздействии ультрафиолетовыхлучей на микробов. Поэтому наличие в воде взвешенных веществ, поглощающихсветовое излучение, а снижает эффективность обеззараживания. Необходиматакже постоянная чистка наружной поверхности кварцевого чехла отосаждающегося осадка. Для этого имеются продольные щетки, которыеприводятся во вращение турбиной. Ультрафиолетовое излучение действует мгновенно, поэтому контактныебассейны не нужны. В то же время излучение не придает воде остаточныхбактерицидных свойств, а также запаха или привкусов. Бактерициднаяустановка не нуждается в реагентах, она компактна, управление ее работойможно легко автоматизировать. В СНГ серийно выпускаются бактерицидные установки ОВ-1П, ОВ-50 и ОВ-150. Установки состоят из камеры облучения, пускового устройства иэлектрической сигнализационно-контрольной системы. Бактерицидная установка ОВ-1П крепится в вертикальном положении настене, ОВ-50 и ОВ-150 устанавливаются на полу в горизонтальном положении. Вустановке ОВ-1П пускатель прикреплен к корпусу, турбина отсутствует, чисткакварцевого чехла производится периодическим возвратно-поступатель- нымдвижением рукоятки. Для увеличения пропускной способности допускается параллельное вклю-чение до пяти установок при одной установке в резерве. Для запуска установки камеру заполняют водой и включают лампу. Через 10-15 мин открывают задвижки на трубопроводах обработанной и поступающей воды.Работа лампы проверяется визуально через смотровой глаз, для большейнадежности эксплуатации целесообразно использовать систему световой илизвуковой сигнализации, выведенной в помещение дежурной службы. Применение окислитилей и сорбентов для дезодорации воды и удалениятоксичных веществ По мере общего ухудшения качества природных вод все больше приходитсязаниматься удалением веществ, придающих воде привкусы и запахи, а такжетоксичных веществ. Как известно, мутность воды обусловлена содержанием нерастворенных,прежде всего грубодисперсных минеральных примесей; цветность -содержаниемминеральных и органических соединений, причем главную роль играют коллоидыорганического происхождения, планктон и другие вещества. Появление в водепривкусов и запахов вызывают минеральные растворенные и коллоидные вещества(сероводород, хлор, железо), а также органические соединения. К последним(относятся продукты биологических процессов, происходящих в самих водоемах,вещества, поступающие в водоемы в результате смыва почв и со сточнымиводами. В результате смыва с полей ядохимикатов и размыва промышленнозагрязненных почв, а также со сточными водами в водоемы попадают токсичныевещества. Выбор метода дезодорации воды зависит от происхождения запахов ипривкусов. Если причиной являются минеральные растворенные и коллоидныевещества, проблема решается деминерализацней, обезжелезиванием, дегазациейводы. Однако основной вопрос дезодорации - вопрос удаления из водырастворенных органических веществ. Это требует специальной обработки воды.С данной проблемой тесно связана проблема удаления из воды токсичныхвеществ, находящихся там, как правило, в микроконцентрациях. В настоящее время находят применение в основном методы окисления исорбции, причем хорошие результаты дает их комбинирование (окислительно-сорбционный метод). Из окислителей широко используют хлор и хлорсодержащие реагенты, озон,перманганат калия. Выбор реагента, его дозы и схемы реагентной обработкиследует решить на основе технологических исследований. Ориентировочно можнодозу окислителя определить исходя из перманганатной окисляемости воды. Как правило, окислители разрушают органическое вещество ворганолептически менее ощутимые, а также менее токсичные соединения. Ноимеются и такие вещества, например некоторые фосфорорганические пестициды,при которых неполное окисление может привести к усилению запахов ипривкусов и образование токсичных веществ. Наиболее распространенным и дешевым окислителем является хлор, прикотором, однако, надо учесть возможность появления в воде запаха и привкусахлора, а также нежелательных соединений (хлорфенолы). О3 и КМnО4- сильные окислители, они не придают воде дополнительныхзапахов и привкусов. Для КМnO4 необходимо принимать во внимание высокуюцену и дефицитность реагента. Кроме того, требуется высокая точностьдозировки, чтобы исключить опасность попадания в очищенную воду остаточногомарганца (допустимая концентрация всего 0,1 мг/л). Озон, как было сказано,может в результате неполного окисления органических веществ вызватьинтенсификацию бактериальной жизнедеятельности в воде после очистныхсооружений. Учитывая вышеупомянутые трудности, применение сорбентов для удаления изводы растворенных органических веществ и токсичных соединений являетсяболее предпочтительным методом. Их большое преимущество в том, что они неразрушают вещества, поэтому отпадает опасность появления нежелательныхпродуктов деструкции. Особенно эффективно связывать с сорбентамигидрофобные соединения, например, фенолы и другие слабые органическиеэлектролиты. Лучше сорбируются при этом вещества в молекулярном виде, хуже- ионы. В водоподготовке в качестве сорбента применяются активные угли,получаемые путем активации углеродсодержащих материалов (каменные угли,антрацит, торф, промышленные отходы). Активация заключается втермохимической обработке дробленого и отсортированного материала, врезультате чего улетучивающиеся компоненты удаляются, материал уплотняетсяи приобретает микро- пористую структуру. Существуют два способа сорбционнойобработки -добавка активного угля в виде реагента (углевание воды) ифильтрование воды через слой гранулированного, зернистого сорбента всорбционных фильтрах. Для углевания воды необходимо иметь бак с механическим илигидравлическим перемешиванием, в котором происходит замачивание угля втечение 1 ч. Изготовленную угольную пульпу концентрацией 8( подают в водуперед очистными сооружениями за 10 мин до ввода коагулянта. Доза угля передфильтрами не должна превышать 5 мг/л. Применяют в основном активные углимарки БАУ и ОУ. Подготовка угля - сложная, трудоемкая и загрязняющая окружающую средуоперация. Во избежание загрязнения очищенной воды остаточнымиконцентрациями угля требуется большая точность дозировки. Поэтому более целесообразно использовать сорбционные фильтры в концетехнологической схемы после осветлительных фильтров. В качестве загрузкииспользуют прежде всего активные угли АГ-З и АГ-М. Сорбционные фильтры, какправило, напорные, толщину загрузки принимают исходя из скоростифильтрования (10...15 м/ч) и времени пребывания воды в угольной загрузке(10...15 мин). Основной технической проблемой, связанной с применением сорбционныхфильтров, является вопрос восстановления сорбционной емкости фильтров. Дляэтого применяют химические, термические или биологические методы, требующиевыгрузки материала из фильтра. Химический метод заключается в продувке слоя угля паром с последующейобработкой щелочью; при термической регенерации адсорбированныеорганические вещества выжигаются в специальных печах при температуре800...900°С; восстановление сорбционной емкости угля может такжепроисходить с использованием микробов. До настоящего времени не существуетнадежного и дешевого метода регенерации углей, что увеличивает расходсвежего материала и повышает себестоимость процесса. . Использование окислителей при обезвреживании сточных вод. Роль окислителей в доочистке сточных вод. Под доочисткой понимают методы и процессы, дополняющие традиционныетехнологические схемы двухступенчатой очистки сточных вод. Возможнаястепень удаления загрязнителей в процессах третичной очистки(доочистки)практически не ограничена и определяется условиями сброса очищенных сточныхвод в водоемы, подачи воды на технические нужды или в систему питьевоговодоснабжения. При этом должны учитываться экономические соображения. Применение окисления при доочистке. В качестве окислителей используют уже перечисленные вещества.Озонирование при доочистке сточных вод применяют для доокисленияорганических веществ, дезодорации, обесцвечивания и обеззараживания.Описание озонаторов для производства озоно-воздушной смеси и параметрыпроцесса озонирования схожи с приведенными выше. Теоретическая потребность хлора при окислении для снижения ХПК на 1мг/лсоставляяет 4,43 мг/л хлора. Хлорирование увеличивает на 20% содержаниевзвешенных частиц в воде за счет перехода некоторых растворимых соединенийпод действием хлора в суспензированное состояние. БПК5 снижается в среднемна 35%. Обеззараживание сточных вод. Обеззараживание производится хлором, гипохлоритом натрия, получаемым наместе в электролизерах, или прямым электролизом сточных вод.Производственные сточные воды иногда обеззараживают озоном. Расчетная доза активного хлора принимается в зависимости отпредшествующей очистки сточных вод( после механической очистки - 10 мг/л;после механической очистки при эффекте отстаивания более 70( и неполнойбиологической очистки - 5 мг/л; после полной биологической, физико-химической очистки - 3 мг/л. При этом в обеззараженной воде после биологической очистки содержаниекишечных палочек должно быть менее 1000 в 1 л, а уровень остаточного хлоране менее 1,5 мг/л при времени контакта 30 мин. Комплекс сооружений для обеззараживания состоит из установки дляхлорирования, склада хлора, смесителя и контактного резервуара. Хлорноехозяйство должно обеспечивать возможность увеличения расчетной дозы хлора в1,5 раза без изменения вместимости складов для реагентов. Установки для хлорирования аналогичны установкам, применяемым дляобеззараживания природных вод. Смесители подразделяют на три типа: ершовые(при расходе сточных вод до 1400 м3/сут), типа лотка Паршаля и смеханическим или пневматическим перемешиванием . Сооружения обеззараживания должны обеспечивать снижение бактериальныхзагрязнений в очищенной воде до нормативных. Технологическая эффективностьработы сооружений обеззараживания следует оценивать по количеству бактерийкишечной группы, оставшихся в воде после обеззараживания, а также поконцентрации остаточного хлора при обеззараживании хлором или егопроизводными. Технологически эффективно работающие сооруженияобеззараживания должны уменьшить количество бактерий кишечной группы в 1 лсточной воды до 1000 шт. Количество остаточного хлора должно составлять неменее 1,5 мг/л при обязательном контакте воды с хлором не менее 30 мин. Контактные резервуары проектируют в виде не менее 2 отстойников безскребков на время пребывания сточных вод 30 мин. При этом учитывается ивремя протока сточных вод к выпуске. Влажность удаляемого осадка 98 %.Количество осадка после механической очистки - 1,5 л/м3. Осадок удаляетсяраз в 5-7 суток перекачкой его в начало очистных сооружений. Сооружения обеззараживания и обезвреживания осадков Химическое обеззараживание осадков проводится известью, аммиаком,тиазоном, формальдегидом или мочевиной. Одновременно повышаетсяудобрительная ценность осадков. Требуемая для обеззараживания известью температура 60° С достигаетсяпри дозах извести более 30%. Для обеззараживания используется молотаяизвесть, которая смешивается с осадком в двухвальном лопастном смесителе. Дегельминтизация радиационным термическим нагреванием обезвоженныхосадков является наиболее простым способом их обезвреживания. Теоретическое количество теплоты, максимально потребное надегельминтизацию 1 м3 осадка, обезвоженного до 80%-ной влажности, принагреве осадка с 10 до 60° С составляет 560 МДж. Камеры КДГМ рекомендуютсядля обеззараживания осадков перед использованием их в качестве удобрения настанциях аэрации производительностью до 20...30 тыс. м3/сут сточных вод. Биотермическая обработка (компостирование) осадков осуществляется поддействием аэробных микроорганизмов с целью обеззараживания, стабилизации иподготовки их к утилизации в качестве удобрения. Для создания пористой структуры осадка требуемой влажности иоптимального соотношения углерода и азота (20...30:1) осадки компостируютсовместно с торфом, размолотой древесной корой, листьями, соломой, твердымибытовыми отходами и т. п. Наиболее дешевым и простым способом получения компоста как удобренияявляется способ приготовления его на смеси осадков сточных вод послемеханического обезвоживания или иловых площадок с верховым торфом вштабелях на площадках с асфальтированным покрытием. Форма штабелятрапециевидная с шириной поверху 2...30 м и высотой 1 ...З м (приестественной аэрации) и до 5 м (при принудительной аэрации). В зимнее времякомпост лучше разогревается при соотношении торфа к осадку как 2:1, а летоми весной -как 1,5:1. Качество компоста улучшается, если к 1 т смесидобавить 15...20 кг извести и 3 кг калия. Компост приготовляется послойно. Вначале кладут торф слоем 50 см. Вышезасыпают слой осадка толщиной, соответствующей принятому соотношению сторфом, сверху - слой торфа. Компостируемая масса покрывается безопасным всанитарном отношении материалом, например готовым компостом толщиной слояне менее 20 см. По контуру площадки устанавливают лотки для сбораповерхностного стока. При естественной аэрации компост созревает зимой за 3...4 месяца, ввесенне-летнее время за 1,5...2 месяца. При применении аэрируемых штабелей в основании штабеля укладываютперфорированные трубы диаметром 100...200 мм с размером отверстий 8...10мм. Расход воздуха принимается 10... 25 м3/ч на 1 т органического веществасмеси. Воздух подается воздуходувной установкой или отсасываетсявентилятором. Период созревания компоста с аэрацией воздухом составляет3...4 недели. На типовых сооружениях компостирования осадка с подачей воздуха отвоздуходувных станций количество обезвоженного осадка по сухому веществусоставляет 5 т или 7 т в сутки. Смешение и перемещение компостаосуществляются мостовым грейферным краном (5 т) и бульдозерами ДЗ-37(Д579). Термическая сушка осадков предназначается для обеззараживания иснижения массы и объема осадков, предварительно обезвоженных механическимиметодами. Это обеспечивает эффективное удаление осадков с территорииочистной станции и их дальнейшую утилизацию в народном хозяйстве. Термическая сушка производится в барабанных и пневматических сушилках,в установках со встречными струями, в агрегатах витаминной муки, в сушилкахс фонтанирующим слоем и т. п. Промышленностью выпускаются установки СВС-1,4-2,2; СВС-3,5-5; СВС-9-10производительностью по испаряемой влаге соответственно 1,4... 2,2; 3.5...5и 9...10 т/ч. Корпус термической обработки с двумя агрегатами СВС-3,5-5имеет размеры в плане ЗОх12 м и высоту 14,4 м. Термически высушенный осадок представляет собой обеззараженный сыпучийполидисперсный продукт с преобладающим размером частиц 1... 7 мм. Дымовые газы в топке для сушки осадков в агрегате витаминной муки имеюттемпературу 400...600°С, на выходе 100...180°С. При частоте вращениябарабана 8...15 мин-1 производительность сушилки составляет 600... 1200кг/ч по испаряемой влаге, влажность высушенного осадка 10...20%. Расходэлектроэнергии составляет 0.02...0.04 кВт(ч, а дизельного топлива0.11...0.13 кг на 1 кг испаряемой влаги. Сжигание осадков применяется, если их утилизация невозможна илиэкономически нецелесообразна. Перед сжиганием необходимо стремиться кмаксимальному снижению влажности осадков путем их механическогообезвоживания. Горению обезвоженных осадков предшествует эндотермический процесс ихтепловой подготовки, включающий прогрев материала, испарение влаги ивыделение летучих компонентов. В качестве топочных устройств для сжиганияосадков сточных вод применяют многоподовые печи, печи с кипящим слоеминертного носителя, а также барабанные печи, слоевые и камерные топки. Процесс сжигания осадков в условиях псевдоожиженного слоя значительноэффективнее, чем в стационарном слое. В качестве инертного материала вкипящем слое применяют кварцевый песок с размером фракций 1 ...5 мм илифторопласт. Производительность печи по испаряемой влаге составляет 1... 2т/ч. Температура воздуха и газов на входе в печь 600...700(С, в кипящемслое 650...750, в топочной камере над кипящим слоем 900...1000°С. Нагрузкапо испаряемой влаге на 1 м3 объема печи 60...100 кг/ч. Унос золы сотходящими газами 80...100 %. Рабочая скорость воздуха, отнесенная кплощади решетки, 1,2 ... 2 м/с. Удельный расход тепла 4...4.6 МДж на 1 кгиспаряемой влаги, удельный расход электроэнергии 0.04...0.05 кВт(ч на 1 кгиспаряемой влаги. ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Родионов А. И., Клушин В. Н., Торочешников Н. С. Техника защитыокружающей среды. - Mосква: 1989. 2. Кульский Л. А., Строгач П. П. Технология очистки природных вод. -Киев: 1986. 3. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест ипромышленных предприятий. /Под ред. Самохина Н. В. - Москва: 1981. ОГЛАВЛЕНИЕ стр. 1. Способы обеззараживания воды, роль окислителей в водоподготовке 1 2. Обеззараживание хлором 1 3. Хлорирование воды порошкообразными хлорсодер- жащими реагентами и диоксидом хлора4 4. Хлорирование воды гипохлоритом натрия 4 5. Хлорирование воды прямым электролизом 5 6. Перехлорирование и дехлорирование, с аммонизацией 6 7. Озонирование воды 7 8. Обеззараживание воды в бактерицидных установках 9 9. Применение окислителей и сорбентов для дезодорации воды и удаления токсичных веществ 10 10. Использование окислителей при обеззараживании сточных вод 12 10.1. Роль окислителей в доочистке сточных вод 12 10.2 Применение окислителей при доочистке 12 10.3 Обеззараживание сточных вод 12 11. Сооружения обеззараживания и обезвреживания осадков 13 12. Использованная литература 16




Нажми чтобы узнать.

Похожие:

Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков icon«Водоотведение и очистка сточных вод»
Роль систем водоотведения и очистки сточных вод в жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленности
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков iconСовершенствование подготовки осадков сточных вод целлюлозно-бумажного производства к сжиганию
Работа выполнена на кафедре биотехнологии Архангельского государственного технического университета
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков iconМетоды очистки сточных вод
На предприятиях металлургической и машиностроительной промышленности одной из основных категорий сточных вод являются маслосодержащие...
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков iconАдсорбенты и ионные обменники в процессах очистки природных и сточных вод

Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков iconПрограмма вступительных испытаний в магистратуру в форме собеседования по магистерской программе «Водоотведение и очистка сточных вод»
Роль систем водоотведения и очистки сточных вод в жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленности
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков iconРасчет необходимой степени очистки сточных вод
...
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков iconОчистка сточных вод
Состав очистных сооружений выбирают в зависимости от характеристики и количества поступающих на очистку сточных вод, требуемой степени...
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков icon1. аналитический обзор методов очистки хромсодержащих сточных вод гальванопроизводства
Известно большое количество методов извлечения цветных металлов из сточных вод гальванопроизводства. Наиболее используемые методы...
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков iconРеферат по экологии Проблемы очистки сточных вод и утилизации осадков Кузнецов Ярослав Олегович
Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей...
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков iconПроточно-инжекционный анализ
Оставалась актуальной задача расширения круга каталитических, в том числе и электрокаталитических систем с целью повышения чувствительности...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы