14. Деструктивные методы очистки св: обраб-ка воды разл. Окислителями, жидкофазное окисление, электрохимическая деструкция. Аппаратурное оформление этих методов.

Окисление примесей СВ активным хлором. Хлорирование явл хим. (окислит.) способом обраб-ки СВ, получив. в наст. вр. широкое распр-е. В технологии очистки СВ хлори-е примен. д/обеззараж-я очищ.СВ от патогенных бактерий, вирусов и удаления из СВ фенолов, цианидов и др.в-в, а тж д/борьбы с биолог. обрастаниями на сооруж-ях. Для хлорир-я СВ испол-ется гл.образом элементар.хлор. Кр. того, примен. след. хлорсодер. соед.: хлорная известь и др. сыпучие хлорсодер. продукты. Хлорная известь содержит ок.30-35 % актив.хлора, а гипохлорит кальция 30-45 %. Сl₂,НОСl и ОСl образ.своб. актив. хлор, кот явл основ. обеззаражив. в-вом. Хлорная известь содержит: Са(ОСl)₂, Са(ОН)₂, Н₂О в разл.соотнош-ях. Окисление цианидов гипохлоритами или Сl₂ производят только в щелоч. среде (рН≥10):

Образ.цианаты легко гидролизуются в воде или окисляются до элементарного азота и диоксида углерода:

Окисление цианидов, а также сероводорода протекает быстро (1-3 мин.). Образ.цианаты постоянно гидролизуются. При понижении рН cреды возможно протекание реакции прямого хлорирования цианида с образ. токс. хлорциана: поэтому очень важно при окислении цианидов поддерживать щелочную среду. Хлор обладает бактерицидной реакцией, кот. носит физиолог. хар-р. Он вступает во взаим. с протеинами и аминосоед-ями, кот содержатся в оболочке бактерии и ее внутриклет. в-ве. Рез-том таких взаимод-й явл хим.изм-е внутриклет. в-ва, распад структуры клетки и прекращение жизнедеят-ти бактерий.

Окисление примесей СВ активным диоксидом хлором. Высокой окислит. спос-тью. обладает СlО₂. Водные р-ры СlО₂ относит. устойчивы в течение длит. времени, при обработке СВ диоксидом не образ. токс.х продуктов прямого хлорир-я (хлорциана, хлорфенола и др.) в любом диапазоне рН. Окисление ционидов диоксидом хлора протекает по уравнению:

и наиб.интенсивно идет в щелочной среде при рН≥10. До тех пор, пока концен. цианидов в р-ре остается выс., окисления до азота и диоксида углерода не происх.; цианаты начинают окисляться,когда остаточное содер. цианидов достигает 2,5-3 мг/л при дозе ClO₂.

Окисление примесей СВ озоном.

Озонирование прим. д/очистки CВ от фенолов, нефтепродуктов, Н₂S, соед-я мышьяка, ПАВ, и др. Обеззаражив. д-е О₃ основано на высокой окислит. спос-тью, обуслов. легкостью отдачи им акт. атома О₂. О₃ значит. активнее хлора по отнош. к вирусам, т.к он действует непосред. на протоплазму клетки; под д-ем хлора бактерии отмирают постепенно, а при введении О₃ практически мгновенно. О₃ явл универс. реагентом,т.к. м.б. испол. д/обеззараж., обесцвеч., д/удаления Fe и Mn. О₃ разрушает соед-я, не поддающиеся воздейст-ю хлора, не придает воде запаха и привкуса. Но при этом обладает сильными коррозион. свой-ми и кратковрем. д-ем. Поэтому все элементы озонаторных установок и трубопроводы, контактирующиеся О₃ или его водными р-рами, д. изгот-тся из нержав.стали и Al, а после обеззараж. О₃ воду хлорируют для образ-я в воде требуемого остаточного хлора. О₃ подают в СВ в виде озоновоздушной или озоно-кислородной смеси. Конц-ция озона в смеси около 3 %. Д/усиления пр-са окисления смесь диспергируют в СВ на мельчайшие пузырьки газа. Озонирование пр.с. процесс абсорбции, сопровождаемой хим.реакцией в жидкой фазе:

О зонирование воды- достат. сложный процесс, треб. объед-я в одной установке устройств для компрессирования и кондиционир.воздуха, получения О₃, смешения его с водой, рекуперации или разложения непрореагировавшего О₃.

Принцип. технолог. схема озонирования состоит из 2-хоснов.узлов: получения О₃ и очистки СВ. АВ подают на фильтр, где он очищается от пыли, после чего воздуходувками направ. на охлаж.устр-во для отделения капельной влаги, а затем осушается на адсорбционных установках. Осушка воздуха явл.одним из основ.этапов его подготовки перед получением О₃ и осущест-ся в 2ступени. На 1-ой происх. предварит. охлаждение воздуха до 7-8 ^оС в холод. установке рассолом, подаваемым от фреоновой холод.установки. На 2-ой воздух сушат в адсорберах с алюмо-гелиевой или силикагельной насадкой. Осушенный воздух подвергается тонкой очистке от пыли, а затем направ. в озонатор.

В обрабат.воду О₃ вводят разл.способами: барботированием воздушно-озоновой смеси в слое воды ч/фильтросные пластины или пористые трубки; смешением воды с озоновоздушной смесью в эжекторах или механ. роторных смесителях, в абсорберах различ.конструкций. Время контакта 5-20 мин. Эффек.озонир-я завис от кол-ва и св-в загряз.воду в-в, т-ры и рН среды, от дозы О₃ и метода его диспергирования.

Окисление примесей воды О₂. Схема установки для реализации метода

Для окисления сульфидных СВ целлюлозных, нефтеперераб. и нефтехим. заводов тж прим.О₂. Реакция окисления идет в жидк. фазе при повыш.тем-ре и давлении.

Принцип.схема установки по окисл-ю сульфидов, содерж-хся в СВ, О₂ воздуха: СВ поступ.в приемный резервуар и ч/теплообменник подается в окислит. колонну, а воздух- в нижн. часть колонны. Влага из отработ. воздуха конденсир. в сепараторе, откуда направ. в приемный резервуар. СВ после окисления охлаж. в холодильнике и поступают на дальн. очистку. Необработанная СВ подогревается водяным паром и теплотойконденсата.

Окисление примесей воды перексидом водорода.

П ероксид водорода испол. для окисления нитритов, альдегидов, фенолов, цианидов и др. Пероксид водорода в кислой и щелочной средах разлагается по след.схемам:

В разбавл. растворах процесс окисления орг. в-в протекает медленно, поэтому испол-ся катализаторы- ионы металлов перемен. валентности (Fe₂+, Cu₂+, Mn₂+, CO₂+, Cr₂+, Ag₂+). В пр-сах водообраб-ки испол-ются тж восстановит. св-ва пероксида водорода. В нейтр. и слабощелочной средах он легко взаимод-ет с хлором и гипохлоритами, переводя их в хлориды: эти реакции используют при дехлорировании воды.

Метод жидкофазного окисления: сущность метода, условия реализации.

Метод жидкофазн. обезвреж-я СВ (мокрого сжигания) сост. в окислении О₂ воздуха орг.примесей СВ при t-ре 100-350^оС и давлении, обеспеч-е нахождение воды в жидк.фазе. При выс. давлениях раствор. в воде О₂ значит. возрастает, что спос-ет ускорению пр-са окисл-я орг.в-в. В завис-ти от t-ры и времени контакта окисление орг. примесей происх. полностью или частично. В-ва,летучие при усл-ях пр-са, окисляются в основ. в парогазовой фазе, а нелетучие- в жидкой. Скорость реакций окисления растет с увелич. t-ры. Конечн. продукты жидкофазного окисл-я имеют выс. t-ру и давление и, след-но, обладают больш. энергией, кот. м. испол-ть д/выраб-ки эл.энергии и пара.

Электрохимическая деструкция. Сущность метода электрохим. деструкции заключ. в обраб-ке СВ в аппарате с нераствор-ми в усл-ях анодной поляризации электродами. Д/успешн. осущ-я электролиза необх. наличие в воде хлорид-ионов, соответ. подбор анодного мат-ла и опред. режимн. пар-ры обраб-ки. Пр-сы эл/хим. очистки воды всегда протекают с образ. газ. фазы. При наложении внеш.электрич.поля на катоде происх.выделение водорода и электролитическое восстанов.органич.соединений.