Установки для озонирования
Озонирование применят для очистки сточных вод от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов, пестицидов и др. Для окисления этих веществ озоновоздушную смесь вводят в воду, в которой озон диссоциирует. Растворимость озона в воде зависит от ее рН. В слабощелочной среде озон диссоциирует очень быстро, а в кислой проявляет большую стойкость.
Озон получают в генераторах из кислорода воздуха под действием электрического разряда. Расход электроэнергии на получение 1 кг озона из хорошо осушенного воздуха колеблется от 13 до 29 кВт/ч. Генераторы озона подразделяются на цилиндрические с трубчатыми горизонтальными или вертикальными электродами; плоские с пластинчатыми электродами и центральным коллектором или продольной циркуляцией. Принципиальная схема озонатора с горизонтальными трубчатыми электродами приведена на рисунке 18.
1 – корпус; 2 – трубчатый элемент
Озоновые установки для очистки сточных вод состоят: из аппаратов для очистки и осушки воздуха, озонаторов, камер контакта озона с обрабатываемой водой, оборудования для утилизации остаточного озона.
Атмосферный воздух подают на фильтр, где он очищается от пыли, после чего направляется в водоотделитель капельной влаги, а затем осушается на адсорбционных установках АГ-50 или УОВ. Осушенный воздух подвергается тонкой очистке от пыли, а затем направляется в озонатор.
В обрабатываемую воду озон вводят различными способами: барбортированием воздуха, содержащего озон, через слой воды (распределение воздуха происходит через фильтросные пластины или пористые трубки); смешиванием воды с озоновоздушной смесью в эжекторах или специальных роторных механических смесителях, в абсорберах различной конструкции.
Обработка сточной воды состоит из двух процессов: растворение озона в воде и химического взаимодействия с окисляемыми веществами. Таким образом, озонирование представляет собой процесс абсорбции, сопровождаемой необратимой химической реакцией в жидкой фазе.
Экстракционные установки
Установки жидкостной экстракции применяют для очистки сточных вод, содержащих фенолы, масла, органические кислоты, ионы металлов и др. В качестве экстрагентов используют органические растворители (бензол, тетрахлорметан, бутилоцитат).
Для очистки сточных вод наиболее часто применяют противоточные многоступенчатые установки. В этих установках практически полностью используется емкость экстрагента. Различают горизонтальные, вертикальные и центробежные смесительно-отстойные экстракторы. Каждая ступень имеет смесительную и отстойную камеры. Смеситель представляет собой вертикальный цилиндр, имеющий сферическое днище и гладкую внутреннюю поверхность или отражательные перегородки на стенках. Более компактны смесительно-отстойные экстракторы ящичного типа. Одна из конструкций ступени ящичного экстрактора представлена на рисунке 19.
1- смесительная камера; 2 – статорная перегородка; 3- вал с дисками; 4 – гидрозатвор; 5 – отвод тяжелой фазы; 6 – отстойная камера; 7 – перегородка между смесительной и отстойной камерами; 8 – предкамера; 9 – смесительно-транспортирующее устройство; 10 – подвод тяжелой фазы; 11 – подвод легкой фазы.
В установках большой производительности (> 100 м3/ч) смесительно-отстойные экстракторы снабжают отдельными устройствами для перемешивания и транспортирования жидкостей.
Для создания замкнутых систем водоснабжения можно использовать экстракционные установки с другими конструкциями экстракторов: роторными, центробежными, пульсационными, распылительными и др.