34. Электрохимическое окисление

Основано на электролизе СВ в этом случае на аноде в зависимости от солевого состава СВ выделяются О2 ,галогены, окисляются присутствующие в СВ органические вещества.

В качестве анода используются электролитически нерастворимые вещества: уголь, графит, магнетит, диоксиды Pb ,Mg.Эти материалы наносятся на титановую основу в качестве катода можно использовать Pb, Zn или легированную сталь.

Для предотвращения смешения продуктов электролиза применяют керамические ,полиэтиленовые или стеклянные диафрагмы ,которые разделяют анодное и катодное пространство.(чтобы не образовались взрывоопасные смеси О2 и Н2).

Электрохимическую обработку применяют при небольших расходах СВ с высокой концентрацией органических и неорганических загрязнений. Недостатки: высокие энергетические затраты и расход Ме.

В процессе анодного окисления происходит деструкция органических веществ ,при этом получаются либо промежуточные продукты либо конечные СО2 и Н2О.

При электролизе отработанных травильных растворов ,содержащих FeSO4 регенерируются до 90% H2SO4 и получается порошкообразное металлическое железо 50 кг из 1 кг травильного раствора.

На катоде в виде осадков утилизируется до 80% общего количества цветных Ме, содержащихся в СВ.

Радиационное окисление

Под действием излучений высокой энергии в водной среде возникает большое количество окислительных частиц.

Радиационно-химические превращения протекают между загрязняющими веществами и продуктами радиации H2O. Такие продукты : гидроксиды, гидропероксидный радикал,Н2О2, Р+, гидратированный электрон.

Первые 3 продукта окислители, в качестве источников излучения могут быть использованы радиоактивные Co,Cs и ускорители электронов.

Радиац. очистка может применяться для выведения из воды ПАВ, фенолов ,цианидов ,красителей, легнины.

35. Аппараты для биологической очистки св

Протекают под действием микроорганизмов способных питаться органическими и некоторыми неорганическими веществами ,находящимися в воде. Биологическая очистка может идти в присутствии О2 и в отсутствии. В первом случае идет биологическое окисление, в результате которого получаются конечные продукты окисления СО2 и Н2О. Если же окисление идет в отсутствии О2 (сбраживание), то одним из основных компонентов является СН4, т. о. можно получать топливный газ.

Все сооружения и аппараты биологической очистки можно подразделить:

1) Активная биомасса находится в воде в свободном взвешенном состоянии (аэротенки , окситенки, циркуляционные окислительные каналы).

2) Активная биомасса находится на неподвижном материале, а СВ тонким слоем протекает по материалу загрузки (биофильтры).

3) Сочетает элементы 1 и 2 типа (погруженные биофильтры ,биотенки и аэротенки с заменителями).

Аэротенки - емкостные проточные сооружения со свободно плавающим в воде активным илом, бактерии, которые находятся в активном иле и используют загрязнения для своей жизнедеятельности. Вода в аэротенках должна быть насыщена О₂, что достигается аэрацией, а так же перемешиванием воды и активного ила пневматическими или механическими устройствами.

Классификация аэротенков:

По структуре потока: А- вытеснители; А- смесители; А с рассредоточенным впуском воды; А промежуточного типа.

По способу регенерации активного ила: А с отдельно стоящими регенераторами активного ила; А совмещенные с регенераторами.

По конструктивным признакам: прямоточные; круглые; противоточные.

По типу систем аэрации: с пневматической; с механической; гидродинамической; пневмомеханической аэрацией.

В аэротенках-вытеснителях имеется обычно до 4-х коридоров. При этом вода и ил подаются в начало сооружения, а иловая смесь отводится в конце.

Теоретически режим потока в вытеснителях должен быть поршневым без продольного перемешивания, а так в коридорах вытеснителях продольное перемешивание.

В А-вытеснителях нагрузка на ил и скорость потребления О₂ максимальны в начале сооружения и минимальны в конце. При этом если воздух равномерно подается по всей длине сооружения, то в начале процесса может быть дефицит О₂. Условия развития микроорганизмов оптимальны только в средней части сооружения. А–вытеснители плохо справляются с залповыми перегрузками по загрязнению. В них нельзя существенно повысить концентрацию ила.

В аэротенке-смесителе сточная вода и ил подводятся и отводятся равномерно вдоль длинных сторон сооружения.При этом принимается, что поступающая смесь мгновенно смешивается с содержимым всего сооружения.

В А-смесителях скорости процессов постоянны во всем объеме сооружения. Условия существования микроорганизмов близки к оптимальным, но качество очищенной воды может быть ниже, чем в аэротенках – вытеснителях, поскольку есть возможность попадания только что поступившей СВ в систему отвода воды. Эта вероятность тем выше, чем ближе конструкция сооружения к идеальному смешению.

В аэротенках с неравномерно распределенной подачей воды (либо ила) отвод смесей осуществляется сосредоточено в конце аэротенка. На практике чаще всего применяется рассредоточенная подача воды. В аэротенках с разными структурами потока различны и условия развития популяции микроорганизмов.

При рассредоточенной подаче жидкости полная нагрузка по загрязнению максимальна к концу сооружения, но степень очистки воды может быть очень высокой, т.к. ранее поданные загрязнения успевают срабатываться к концу аэротенка и уровень питания может соответствовать состоянию ила с высокой окислительной способностью.

Аэротенк с рассредоточенной подачей воды имеет тот же недостаток, что и А–вытеснитель (нельзя повысить концентрацию ила), но общая масса ила в таком аэротенке будет выше, чем в вытеснителе, а значит, и пропускная способность его будет выше.

Расчет нагрузки по СВ на единицу длины сооружения:

 -количество возвратного ила, выраженное в долях единицы от расхода воды;

Q-общий расход СВ,м3 /c;

l-длина сооружения ,м;

х- расстояние от начала впуска до заданного сечения, м.

Важнейшим элементом любого аэротенка является система аэрации. Она обеспечивает снабжение жидкости О₂, поддержание ила во взвешенном состоянии и постоянное перемешивание СВ с илом. В большинстве случаев система аэрации обеспечивает одновременное выполнение всех этих функций. И только в окситенке перемешивание механическими мешалками не связано с системой подачи О₂.