Озонирование
Озон (О3) – сильный окислитель и обладает способностью разрушать в водных растворах при нормальной температуре многие органические вещества и примеси. По сравнению с другими окислителями, например хлором, озон имеет ряд преимуществ: его можно получать непосредственно на очистных установках; сырьем для его получения служит атмосферный воздух либо технический кислород; озонирование не приводит к увеличению солевого состава очищаемых сточных вод, не загрязняет воду продуктами реакции; процесс легко поддается автоматизации.
Озон получают при коронном (тихом) разряде, который образуется в узком слое воздуха между электродами высокого напряжения (5 -29 кВ) при атмосферном давлении. Соответствующие аппараты называются генераторами озона (электроды из стекла, внутренняя поверхность которых покрыта металлической амальгамой, которая является электродом высокого напряжения).
Окисление озоном позволяет одновременно обеспечить обесцвечивание воды, устранение привкусов и запахов и обеззараживание.
Озон относится к малорастворимым газам, поэтому технология диспергирования озоновоздушной смеси (концентрация озона в смеси - около 3%) в воду и конструкция контактной камеры имеют большое значение для эффективного использования и снижения потерь озона, их можно классифицировать в три группы: подача газа в контактные колонны через пористые плиты (трубы) или перфорированные трубы; использование эжекторов; применение механических турбин. Наиболее широко применяются способы первой группы, причем контактные колонны обычно противоточного типа - обрабатываемая вода подается сверху вниз, озон снизу вверх.
Аппараты для озонирования.
а -с насадкой
в - со змеевиковым реактором
Главный недостаток озона - кратковременность действия. Поэтому озон, первоначально использованный вместо хлора для обеззараживания воды и подаваемый в воду в конце технологической схемы, все чаще используется для доочистки воды.
В таком случае озон подается в воду до основных очистных сооружений, причем обеззараживание выполняется либо только хлором, либо воду хлорируют после обеззараживания озоном.
Доза О3 определяется на основе предварительных технологических исследований. При отсутствии соответствующих данных СНиП рекомендует принимать для доочистки сточных вод 2-4 мг/л загрязнителя (нефтепродуктов, фенолов, ПАВ).
Озон и его водные растворы чрезвычайно коррозионны, они разрушают сталь, чугун, медь, резину, эбонит, поэтому все элементы озонаторных установок, контактирующие с озоном или его водными растворами, должны изготовляться из нержавеющей стали и алюминия.
Электродиализ
Электородиализ - процесс сепарации ионов солей, осуществляемый в мембранном аппарате под действием постоянного электрического тока. Электродиализный метод применяется для опреснения высокоминерализованных сточных вод.
Электродиализатор разделен чередующимися катионитовыми и анионитовыми мембранами, образующими концентрирующие (рассольные) и обессоливающие (дилюатные) камеры. Под воздействием постоянного тока катионы, двигаясь к катоду, проникают через катионитовые мембраны, но задерживаются анионитовыми, а анионы, двигаясь к аноду, проходят через анионитовые мембраны, но задерживаются катионитовыми. В результате из одного ряда камер ионы обоих знаков выводятся в смежный ряд.
А – анионитовые мембраны; К – катионитовые мембраны; 1 – выход газообразного водорода; 2 – выход газообразного кислорода и хлора; 3 – подача необработанной сточной воды; 4 – выпуск обработанной сточной воды; 5 – выпуск концентрированного раствора; 6 – цифры в кружках – номера камер.
Мембраны для электродиализатора изготовляют в виде гибких листов прямоугольной формы, в виде рулонов из термопластичного полимерного связующего и порошка ионообменных смол.
Оптимальная область применения электородиализаторов - при концентрации солей в обрабатываемой сточной воде 3-8 г/л.