2.7. Обеззараживание
2.7.1. Описание озонаторной установки
Озонирование оказывает универсальное действие, проявляющееся в том, что обеззараживание протекает комплексно с общим улучшением физико-химических и органолептических показателей очищенных сточных вод.
В обрабатываемую воду озон вводят различными способами: барботированием воздуха, содержащего озон, через слой воды (распределение воздуха происходит через фильтросные пластины или пористые трубки); смешением воды с озоновоздушной смесью в эжекторах или специальных роторных механических смесителях, в абсорберах различной конструкции.
Озонаторные установки для сточных вод состоят из следующих основных элементов: озонаторов для синтеза озона, оборудования для подготовки и транспортирования воздуха, устройств электропитания, камер контакта озона с обрабатываемой водой, оборудования для утилизации остаточного озона в отработанной газовой смеси. В зависимости от производительности озонаторных установок и места введения озона блоки озонаторной установки могут компоноваться в одном или нескольких помещениях.
Озон токсичен. Его предельно допустимая концентрация в рабочих помещениях составляет 0,1 мг/м3. Оборудование для синтеза озона нужно устанавливать в изолированном помещении на первом этаже без подвала, с выходом на улицу через тамбур; выходы в другие помещения предусматривают через герметические двери или тамбуры. Помещения синтеза озона должны быть оборудованы принудительной приточно-вытяжной вентиляцией с шестикратным воздухообменом за час и, кроме того, аварийной вентиляцией также с шестикратным воздухообменом. Вытяжную вентиляторную установку снабжают резервным вентилятором, сблокированным с рабочим.
Озон получают в озонаторах из кислорода воздуха под действием электрического разряда. Генераторы озона подразделяются на цилиндрические с трубчатыми горизонтальными или вертикальными электродами; плоские с пластинчатыми электродами и центральным коллектором или продольной циркуляцией.
Воздух перед подачей в озонатор очищают от механических примесей и осушают до остаточного влагосодержания 0,05 г/м3, для этой цели используют адсорбционные или холодильные установки [3].
Обработка воды озоном состоит из двух основных процессов, протекающих одновременно с различными скоростями: растворение озона в воде и химическое взаимодействие его с окисляемыми веществами.
Обработанная озоном СВ стерильна, не имеет запаха, цветности, мутности; ХПК обычно не превышает 15 мг/л. Высокая реакционная способность озона, сильное бактерицидное действие, возможность его получения на месте из кислорода воздуха, отсутствие в озонированной воде остаточных концентраций озона – все это делает озонирование перспективным методом доочистки СВ [7].
2.7.2. Описание механического смесителя турбинного типа
Механические смесители представляют собой контактные камеры, внутри которых размещены перемешивающие устройства (дисковые турбины, импеллеры, роторы и др.). Озоновоздушную смесь подают под лопасти перемешивающих устройств или внутрь полых роторов.
Наиболее перспективными для станций малой и средней производительности (до 50 тыс. м3/сут) являются механические смесители с дисковыми турбинами открытого типа и автономным подводом озоновоздушной смеси под лопасти турбины (рис. 2.6).
Рис. 2.6. Механический смеситель турбинного типа:
1 – аварийный перелив воды, 2 – выход непрореагировавшего озона, 3 – трехскоростной электродвигатель, 4 – корпус смесителя, 5 – турбина, 6 – подвод воды, 7 – подвод озоновоздушной смеси, 8 – отвод озонированной воды, 9 – переливная стенка
Для озонирования сточных вод с большой концентрацией загрязнений применяют несколько последовательно работающих механических смесителей. Общий объем механических смесителей определяют исходя из расхода озонируемой воды и требуемой продолжительности озонирования. Ориентировочно время контакта для легко взаимодействующих с озоном веществ 0,25–1 мин., умеренно взаимодействующих 0,5–2 мин., трудно взаимодействующих – 3 мин. В смесителях данного типа коэффициент использования озона составляет 0,9–0,95 [7].