Вход

Обеззараживание воды

Реферат по биологии
Дата добавления: 23 января 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 301 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ С И C ПОЛЬЗОВАНИЕМ ОКИСЛИТЕЛЕЙ ПРИРО ДНЫХ , СТОЧНЫХ ВОД И ИХ ОСАДКОВ Способы обеззараживания воды , роль окисли телей в водоподготовке Обеззараживанием воды называется процесс уничтожения находящихся там микроорг анизмов . До 98 % бактерий задерживается в процесс е очистки воды . Но среди оставшихс я бактерий , а также среди вирусов могут н аходиться патогенные (болезнетворные ) микробы , для уничтожения которых нужна специальная обрабо тка воды . При полной очистке поверхностных вод обеззараживание необходимо всегда , при использовании подземных вод тольк о тогда , когда микробиологические свойства исходной воды этого требуют . Для профилактического обеззараживания и обработки воды в аварийн ых ситуациях сооружения обеззараживания необходи мы на всех станциях подготовки хозяйственно-п итьевых вод . Для обеззаражи вания используют в основном два метода - обработку воды сильными окислителями и воздействие на воду ультр афиолетовыми лучами . Кроме названных можно не обходимый эффект получить фильтрованием воды через ультрафильтры , обработкой ультразвуком , кипя чением вод ы . Для очистки поверхностн ых вод почти исключительно применяют окислите ли - хлор , хлорсодержащие реагенты , озон ; для обеззараживания подземных вод можно использова ть бактерицидные установки ; для обеззараживания небольших порций воды - перманганат калия , п е р екись водорода . Надежным средством уничтожения микробов является кипячение воды . При подаче в воду окислителей большая часть ее израсходуется на окисление орга нических и некоторых минеральных веществ . В результате снижаются цветность воды , а такж е интенси вность привкусов и запахов , э ффективнее будет проходить процесс последующей коагуляции примесей . Скорость процесса обеззара живания растет с повышением температуры воды н переходом реагента в недиссоциированную форму . Взвешенные вещества оказывают отрицате л ьное воздействие , поскольку препятст вуют контакту микробов с реагентом . Если окислитель используется только для обеззараживания , то он подается в воду перед резервуаром чистой воды , где обеспечи вается и необходимое время контакта ; если цель обработки - ок исление органических ве ществ , то реагент подается в воду перед очистными сооружениями . Хорошие результаты дает двухступенчатая обработка , когда часть реаге нта-окислителя - подается до , часть - после очист ных сооружений . Обеззараживание хлором. Хлор - ядов итый газ зел еновато-желтого цвета с резким удушливым запа хом , в 2,45 раза тяжелее воздуха . Растворимость хлора в воде увеличивается с понижением температуры и повышением давления ; при атмо сферном давлении и температуре 20° С раств оримость С 1 2 составляет 7, 29 г /л . При низкой темпера туре и высоком давлении (-34,6° С при атмо сферном давления или 0,575 МПа при 15° С ) хл ор сжижается . Для предотвращения испарения жи дкий хлор хранится под давлением 0.6...0.8 МПа с баллонах или в бочках (контейнерах ). Заводы поста вляют хлор в баллонах массой до 100 кг и в контейнерах массой до 3000 кг , а также в железнодорожных цис тернах вместимостью 48 т . При добавке в воду хлора происходит его гидролиз Cl 2 + H 2 O Ы HClO + HCl Часть хлорноватистой кислоты НС lO диссоции рует с образ ованием гипохлоритного иона OCl . При наличии в воде аммиа ка образуются моно - и дихлорамины : HClO + NH 3 Ы NH 2 Cl + H 2 O HClO + NH 2 Cl Ы NHCl 2 + H 2 O Основными обеззараживающими веществами явля ются С l 2 , НС lO, OCl , NH 2 С 1 и NHCl 2 , их называют активным хлором . При эт ом Cl 2 , HClO и OCl образуют свободный хлор , хло рамин и дихлорамин - связанный хлор . Бактерицид ность хлора больше при малых значениях рН , поэтому воду хлорируют до ввода подщелач ивающих реагентов . Необходимая доза хлора определяется на осн ове экспериментально построенной кривой хлоропоглощаемости воды . Оптимальной считается доза , которая при заданном времени контакта обеспечит в воде требуемую концентрацию остаточного хлора - для хозяйственно-питьевых вод 0,3... 0,5 мг /л свободного хлора п р и времени контакта 30 мин или 0,8 ... 1,2 мг /л св язанного хлора при времени контакта 60 мин . При отсутствии данных технологических изы сканий дозу хлора принимают для обеззараживан ия поверхностных вод 2... 3 мг /л , для подземных 0,7 ... 1,0 мг /л . Хлорирова ние жидким хлором является наиболее широко применяемым методом обеззара живания воды на средних и крупных водоочи стных станциях . Ввиду малой растворимости жидкого хлора поступающий реагент предварительно испаряется . Затем хлор-газ растворяют в малом количе стве воды , получаемую хлорную воду пер емешивают с обрабатываемой водой . Дозировка х лора происходит в фазе газообразного вещества , соответствующие газодозаторы называются хлорато рами . На практике применяют как напорные , так и вакуумные хлораторы . СНиП 2.04. 02-84 тре бует использования последних , так как при вакуумных хлораторах меньше опасность попадания хлор-газа в воздух помещений . Имеются хло раторы пропорционального и постоянного расхода , а также автоматические хлораторы , поддерживающ ие в воде заданную ко н центрацию остаточного хлора . В России наиболее широко используют в акуумные хлораторы постоянного расхода ЛОНИИ -100 производительностью до 85 кг /ч С 1 2 . Для испарения хлора баллон или контей нер устанавливают на весы и открывают вен тиль . Объем хлор-газа из одного баллона при комнатной температуре составит 0,5... 0,7 кг /ч , с одного контейнера - 3 кг /ч на 1 м 2 его поверхн ости . Съем хлора можно значительно увеличить подогревом баллонов теплой водой или воз духом . Поэтому на крупных станциях используют специальны е испарители хлора в виде бокса , куда устанавливают баллон или конт ейнер и подается теплая вода или подогрет ый воздух . Хлор-газ поступает в промежуточный баллон , где задерживаются капли воды и прочие примеси . Более полная очистка газа происход ит в фильтре , который заполнен стекловат ой , замоченной в серной кислоте . Редуктор обеспечивает постоянное давление в системе ; и змерительное устройство в виде диафрагмы и ротаметра обеспечивает контроль и регулировку количества подаваемого хлора . Производительность хл о ратора зависит от применяемог о ротаметра : при РС -3 до 10 кг /ч , при Р Т -5 до 20 кг /ч и при РС -7 до 85 кг /ч . Приготовление хлорной воды происходит в смесителе . Необходимый вакуум создается эжектором , при помощи которого хлорная вода подаетс я в обрабатываемую воду . Включением в схему регулирования анализатора остаточного хлора можно автоматически поддерживать задан ную концентрацию хлора в очищенной воде в условиях изменения свойств поступающей воды . Хлорное хозяйство водоочистной станции ра сполагается в отдель ном здании , где сб локированы склад хлора , испарительная н хлора торная . Расходный склад хлора отделен от оста льных помещений глухой стеной без проемов . Склад может находиться и в самостоятельном здании . В таком случае там обычно рас полагают также испарител ьную , причем хлор аторная находится в основном блоке водоочистн ых сооружений . Емкость расходного склада хлор а не должна превышать 100 т . Жидкий хлор хранится на складе в баллонах или контейн ерах , при суточном расходе хлора более 1 т - в танках вместимостью до 50 т с поставкой хлора в железнодорожных цистернах . Склад размещают в наземном или полуза глубленном здании с двумя выходами с прот ивоположных сторон здания . В помещении склада необходимо иметь емкость с нейтрализационным раствором сульфита натрия для б ыстро го погружения аварийных контейнеров или балло нов . Если трубопровод хлор-газа расположен вне здания , на выходе из испарителя требуется установка вакуумного клапана , исключающего в озможность конденсации газа при низкой темпер атуре окружающего воздуха . Трубопроводы жидк ого и газообразного хлора изготовляют из стальных бесшовных труб диаметром до 80 мм , рассчитанных на рабочее давление 1,6 МПа . Внутри помещения хлоропровод размещают по стенам или эстакадам на кронштейнах , вне здания - на эстакадах , преду с матривая защит у трубопровода от солнечных лучей . В хлораторных устанавливают дозаторы хлор а с необходимой арматурой и трубопроводами . Хлораторные (хлордозаторные ) могут находиться в основном корпусе станции либо в здании хлорного хозяйства . Помещение хлор аторной должно быть отделено от других помещений глухой стеной без проемов и иметь дв а выхода , причем один из них через там бур . Все двери должны открываться наружу , в помещении должна быть принудительная вытяжн ая вентиляция . Трубопроводы хлорной воды выпо лняются из коррозионностойких материалов . В помещени и трубопровод устанавливают в каналах в в алу или на кронштейнах , вне здания - в подземных каналах или футлярах из коррозионно стойких труб . Хлорирование воды порошкообразны ми хлорсодержащими реагентами и диоксидом хлора . На малых станциях и водоочистных уста новках часто целесообразно отказаться от испо льзования жидкого хлора и применять твердые , порошкообразные вещества - хлорную известь и гипохлорит кальция . Эти вещества менее оп асны в обращении , процесс их подготовки и подачи значительно проще - практически аналогичен применению коагулянта . Хлорную известь получают при обработке сухой , негашеной взвести хлором . При контакт е с воздухом и влагой хлорная известь постепенно разлагается 2СаС 1 2 О +СО 2 +Н 2 О ® Са СО 3 +СаС 1 2 +2НС 1О поэтому реагент необходимо хранить в сухом , вентилируемом помещении в закрытой тар е . Гипохлорит кальция образуется при насыщен ии известкового молока хлором 2Са (ОН ) 2 +2С 1 2 ® Са (С 1О ) 2 +СаС 1 2 +2Н 2 О Товарный продукт СаС l 2 O или Са (С 1O) 2 растворя ют в ра створном баке с механическим перемешиванием . Количество баков не менее двух . Затем раст вор разбавляют в расходном баке до концен трации 0,5... 1 % и подают в воду дозаторами растворов и с успензии . Учитывая коррозионную активность раствора , баки следу ет изготовлять из дерева , пластмассы или железобетона , из коррозионносто йких материалов (полиэтилен или винипласт ) дол жны быть также трубопроводы и арматура . Диоксид хлора получают непосредственно на водоочистной станции хлорированием хлорита н атрия NaС 1O 2 : 2NaClO 2 + С 1 2 ® 2С 1O 2 +2NаС 1 Вместо хлора можно для получения ClO 2 также использо вать озон или с oляную кислоту 2NаС 1O 2 + O 3 + Н 2 O ® 2С 1O 2 + 2NаОН +O 2 ; 5NaС 1O 2 +4 НС 1 ® 4С 1O 2 + 5NаС 1+ 2Н 2 O, С lO 2 явл яется ядовитым , взрывоопасным газом с интенси вным запахом , водный раствор его практич ески безопасен . По сравнению с Cl 2 двуокись хлора имеет ряд преимуществ - более высокая бактерицидность в щелочной среде , более активно окисляет органические вещества , может разлагать фенол ы , не придавая при этом воде хлорфеноль ного запаха , наличие в воде аммиака не снижает эффективности ClO 2 . Хлорирование воды гипохлоритом натрия . На водоочистных станциях , где суточный расход хлора не превышает 50 кг , где тран спортировка , хранение и подготовка токсичного хлора связаны с трудно стями , можно дл я хлорирования воды использовать гипохлорит н атрия NаС lO. Данный реагент получают на стан ция в процессе электролиза раствора поваренно й соли . Электролизная установка состоит из бака концентрированного раствора соли (растворн ого бака ), элект р олизной ванны (эле ктролизера ), бака-накопителя раствора гипохлорита , выпрямителя и блока управления . Растворных баков должно быть не менее двух , их суммарный объем должен обеспечит ь бесперебойную работу установки в течение 24 ч . При мокром хранении соли о бъем растворных баков принимается из расчета 1,5 м 3 на 1 т соли . Допускается хранение соли на складе в сухом виде , причем толщина слоя соли не должна превышать 2 м . В растворном баке изготовляется раствор , близкий к насыщенному -200...310 г /л . Для пер емеш ивания применяют механические устройства н циркуляционные насосы . Электролизеры могут быть проточного или непроточного типа . Наиболее широко использую т последние . Они представляют собой ванну с установленным там пакетом пластинчатых элек тродов . Электроды, как правило графит , пр исоединяют в сеть постоянного тока . В электролизной ванне происходит диссоциа ция соли , a также воды . При включении электр олизера в сеть на аноде будет происходить окисление хлоридов 2С l - 2e ® Cl 2 , затем их гидролиз С l 2 + Н 2 O ® НС 1O+Н C1. На катоде выделяется газ Н 2 , образуется едкий натр В результате реакции NаОН с НС lO об разуется гипохлорит . В межэлектродном пространстве электролизера непроточного типа плотность э лектролита в результате его насыщения пузырьками га за будет меньше , чем в остальном объеме ванны , поэтому будет происходить циркуляция раствора - между электродами восходящее , в о стальной ванне нисходящее течение электролита . Циркуляция продолжится до пол н ого электролиза всего раствора поваренной соли . Затем электролизная ванна опорожняется и заполняется новой порцией раствора NaCl. При работе электролизера необходимо свест и к минимуму распад образованного NaClO. Для э того следует процесс электролиза прово дит ь при низкой температуре и большой плотно сти тока на аноде , воздерживаясь от переме шивания электролита в ванне . В СНГ серийно изготовляются электролизеры непроточного типа марки ЭВ . На станции необходимо иметь не менее трех электролизе ров , которые уста навливают в сухом ота пливаемом помещении . В электролизной ванне до лжны быть трубопроводы для водяного охлаждени я , над электролизером устанавливают зонт вытя жной вентиляции . Концентрация рабочего раствора соли в электролизной ванне принимается 100...120 г / л , высотное расположение электролизера должно обе спечить поступление раствора NаС lO в бак-накопит ель самотеком . Бак-накопитель размещают в вент илируемом помещения , дозировка раствора гипохлори та в воду происходит эжектором , насос-дозаторо м или другим устр о йством для подачи растворов и суспензий . Хлорирование воды прямым эле ктролизом . Для электролитического изготовления бактериц идного хлора можно использовать хлоридные ион ы , имеющиеся в самой природной воде . Метод называется прямым электролизом , разработан а соответствующая установка “Поток” . Прим енение установки возможно при содержании в воде хлоридов не менее 20 мг /л н обще й жесткости не более 7 мг-экв /л . Установка “Поток” состоит из вертикальног о электролизера , который на фланцах присоедин яется к трубопр оводу обрабатываемой воды . Движение воды - снизу вверх . Кроме того имеется блок питания и замкнутая система кислоты , предназначенная для смыва с электр одов карбонатной пленки . В систему входят бак и кислотостойкий насос . Размеры электроли зера 940х 815х 1590 мм , давление в ра бочей камере - не более 0,5 МПа , номинальная м ощность 7,6 кВт-ч , производительность 15...150 м 3 /ч . Основной проблемой является образование к арбонатной пленки на поверхности электродов , что значительно снижает срок стабильной непре рывной р аботы установки . Для смыва пле нки применяется 3%-ный раствор НС 1. Если жесткость обрабатываемой воды не более 3...4 мг-экв /л , рекомендуется направлять в сю воду через электролизер ; при жесткости 10...12 мг-экв /л - 10...12 % воды , которая затем перемешиваетс я с остальным потоком . Перехлорирование и дехлорирование , с аммо низацией . Хлорирование воды с повышенными дозами перед очистными сооружениями называют перехлор ированием . Метод применяется в условиях , когда микробиологические свойства воды быстро и в боль ших пределах меняются , а такж е при высокой цветности природной воды , бо льшом содержании в воде органических веществ и планктона . Перехлорирование используют в системах технического водоснабжения как средст во против образования биологической пленки . Ц елесо о бразность применения перехлорирова ния в системах хозяйственно-питьевого водоснабжен ия необходимо решить на основе технологически х исследований и анализов . При этом надо особо принимать во внимание возможность образования хлорорганических соединений (трига л огенметанов ). Это результат хлорирова ния воды , содержащей много .органических вещес тв . Тригалогенметаны (хлороформ и другие соеди нения ) - канцерогенные вещества , содержание которых в питьевой воде во многих странах но рмируется стандартом . В частности , Все м ирная ассоциация здравоохранения рекомендует норму 30 мг /л . Для предотвращения образован ия хлорорганических веществ при подготовке хо зяйственно-питьевых вод рекомендуется отказаться от введения хлора до очистных сооружений ( первичное хлорирование ), замени т ь С 1 2 на ClO 2 или О 3 , использовать окислит ели в комбинации c сорбентами . Например , по схеме : О 3 - акт ивный уголь - вторичное хлорирование . Для обеспечения требуемого содержания в воде остаточного хлора после перехлорированн я , а также в других случаях необ хо димо воду дехлорировать . С этой целью прим еняют физические и химические способы . При физических способах избыток активного хлора выделяется из воды сорбентами или аэрированием . Используют угольные фильтры с толщиной слоя угля 2,5 м при скорости ф ильтров ания 20...25 м /ч . Аэрирование дает по ложительные результаты при рН <5 и небольшом количестве удаляемого хлора . Поскольку многие соединения хлора не улетучиваются , эффективн ость аэрирования низка . При химическом дехлорировании избыточный активный хлор связы вается с сульфитом натрия или двуокисью серы . Как известно , хлорамины по сравнению с молекулярным хлором органолептически менее о щутимы , их действие более долговременное , при наличии в воде фенолов они не образу ют хлорфенольных запахов . С этой целью ино гд а целесообразно хлорировать с аммонизац ией , т . е . подать в воду дополнительно к хлору аммиак . Технология аммонизации воды аналогична хлорированию жидким хлором . Аммиак также прибывает на станцию в баллонах в сжиженном виде . При реакции NH 3 с хлорноватистой кислотой в воде образуются моно - и дихлорамины . Следует учесть , что добавкой аммиака можно сэкономить до 60 % хлора , израсходованного для обеззараживания . NH 3 и Cl 2 перемешиваются в пропорции 1:4...1:10. Если цель аммонизации - предотвращение обр азования хлорфенольного запаха , аммиак добав ляется в воду за 2... 3 мин до введения хл ора (переаммонизация ), если цель--снижение интенсивн ости хлорного запаха и привкуса , а также продление бактерицидного действия хлора , то аммиак добавляется после хлорирования (по с таммонизация ). Озонирование воды Озон (О 3 ) -более сильный окислитель , чем диоксид хлора или свободный хлор . В природе о зон образуется из кислорода в верхних сло ях атмосферы под действием солнечной радиации . Температура испарения озона при 0,1 МПа сос тавл яет - 111,9°С , температура плавления при этом же давлении - 192.5 ° С . Растворимость Оз в воде при 0°С и атмосферном давлении составляет 1,09 г /л . Растворимость Оз быстро снижается с повышением температуры и при 60°С практическ и равняется нулю . Масса 1 л га за - 2,144 г . Синтетическим путем озон получают при коронном (тихом ) разряде , который образуется в узком слое воздуха между электродами вы сокого напряжения (5...29 кВ ) при атмосферном давле нии . Соответствующие аппараты называются генерато рами озона или оз онаторами . На практик е применяют озонаторы двух типов с пласти нчатыми электродами н цилиндрические озонаторы с трубчатыми электродами . Коронный разряд сопровождается выделением теплоты , поэтому озонаторы должны быть обор удованы системой водяного охлаждени я . Вых од озона зависит от температуры воздуха , п одаваемого в область коронного разряда . Поско льку с повышением температуры увеличивается р аспад Оз , то подаваемый воздух должен быть холодным , а также чистым и сухим . Как правило , выход озона составляет 10... 20% от содержания в воздухе кислорода . Озонаторная установка состоит из узла подготовки воздуха , озонатора , контактной камер ы и трансформатора . Расход электроэнергии на получение озона , а тем самым себестоимост ь озонирования во многом зависит от подго товк и воздуха . В процессе подготовки в оздух очищается , сушится и охлаждается . В современных озонаторах на изготовление 1 кг О 3 расходуется 20...30 кВт-ч электроэнергии , из которых на озонатор приходится 14...18 кВт-ч . Необходимое количество во здуха на получени е 1 кг озона составля ет 70...80 м 3 . Осушение воздуха происходит в одну ст адию при высоком давлении или в две с тадии при низком давлении . В первом случае давление воздуха сост авляет 0,5 ... 1,0 МПа . Воздух пропускают через теплоо бменник с водяным охлажден ием и автом атическую сушилку , представляющую собой фильтр , заполненный адсорбентом (например , активированным оксидом алюминия ). Двухстадийная сушка происходит под давлен ием поступающего воздуха примерно 0,07 МПа и характерна для озонаторных установок боль шой производительности . В данном случае между водяным теплообменником и автоматической суш илкой установлен охладитель второй ступени - ф реоновая холодильная установка . Озонирование воды заключается в ее пе ремешивании с озоновоздушной смесью в контакт ных к амерах ври времени контакта 5...20 ми н . О 3 относитс я к малорастворимым газам , поэтому технология диспергирования озоновоздушной смеси в воду и конструкция контактной камеры имеют бо льшое значение для эффективного использования и снижения потерь озона . Спос обы ди спергирования озоновоздушной смеси можно классиф ицировать в три группы : подача газа в контактные колонны через пористые плиты (труб ы ) или перфорированные трубы ; использование эж екторов ; применение механических турбин и про чих диспергирующих устройст в механическ ого действия . Наиболее широко применяют спосо бы первой группы , причем контактные колонны обычно противоточного типа - обрабатываемая вод а подается сверху вниз , озон снизу вверх . Озон является универсальным реагентом , по скольку может быть исполь зован для об еззараживания , обесцвечивания , дезодорации воды , дл я удаления железа и марганца . Озон разруша ет соединения , не подчиняющиеся воздействию х лора (фенолы ). Озон не придает воде запаха и привкуса . При этом он обладает силь ными коррозионными свойст в ами , токсич ен . Допустимое содержание О 3 в воздухе помещений 0,0001 мг /л . Озон может разрушать некоторые органичес кие вещества , не окисляя их до конца . В результате в трубопроводе озонированной воды может повышаться интенсивность бактериальной жизнедеятельн ости . Главный недостаток озона - кратковременность действия , отсутствие остаточно го озона . Таким образом О 3 , первоначально использованный вм есто хлора для обеззараживания воды н под аваемый в воду в конце технологической сх емы , все чаще используется как вещ еств о для очистки воды . В таком случае озон подается в во ду до основных очистных сооружений , причем обеззараживание выполняется либо только хлором , либо воду хлорируют после обеззараживания озоном для образования в воде требуемого остаточного хлора . Эффе ктивность озонирования зависит от количества и свойств загрязняющих воду в еществ , от дозы О 3 , температуры и рН воды , от при меняемого метода диспергирования озоновоздушной смеси в воду . Доза озона и оптимальная схема озонир ования определяются на основе пре дварител ьных технологических исследований . При отсутствии соответствующих данных СНиП рекомендует для озонирования подземных вод принимать дозу О 3 0.75...1.0 мг /л , для озонирования профильтрованных вод - 1... 2 мг /л . Озонирование используется и для доочис тки сточных вод . При этом расчетная доза О 3 пр инимается 2 ... 4 мг на 1 мг загрязнителя (нефтепроду ктов , фенолов , ПАВ ). При доочистке биологически очищенных горо дских сточных вод с дозой озона 20 мг /л ХПК снижается на 40%, БПК 5 на 60...70%, ПАВ на 90 % , о краска воды н а 60 % . Одновремен но происходит обеззараживание воды . В мировой практике наибольшую известность и распространение получили французские озона торы фирмы “Трейлигаз” . Обеззараживание воды в бакте рицидных установках . Ультрафиолетовые лучи длино й волн 220-280 им действуют на бактерии губительно , прич ем максимум бактерицидного действия соответствуе т длине волн 260 нм . Данное обстоятельство ис пользуется в бактерицидных установках , предназнач енных для обеззараживания в основном подземны х вод . Источ н иком ультрафиолетовых лучей является ртутно-аргонная или ртутно-кварц евая лампа , устанавливаемая в кварцевом чехле в центре металлического корпуса . Чехол за щищает лампу от контакта с водой , но с вободно пропускает ультрафиолетовые лучи . Обеззараживание про исходит во время протекания воды в пространстве между кор пусом и чехлом при непосредственном воздейств ии ультрафиолетовых лучей на микробов . Поэтом у наличие в воде взвешенных веществ , погло щающих световое излучение , а снижает эффектив ность обеззараживания. Необходима также пост оянная чистка наружной поверхности кварцевого чехла от осаждающегося осадка . Для этого имеются продольные щетки , которые приводятся во вращение турбиной . Ультрафиолетовое излучение действует мгновен но , поэтому контактные бассейны не нужны . В то же время излучение не придает воде остаточных бактерицидных свойств , а та кже запаха или привкусов . Бактерицидная устан овка не нуждается в реагентах , она компакт на , управление ее работой можно легко авто матизировать . В СНГ серийно выпускаются б актери цидные установки ОВ -1П , ОВ -50 и ОВ -150. Устан овки состоят из камеры облучения , пускового устройства и электрической сигнализационно-контрол ьной системы . Бактерицидная установка ОВ -1П крепится в вертикальном положении на стене , ОВ -50 и ОВ -150 устанав ливаются на полу в г оризонтальном положении . В установке ОВ -1П пускатель прикреплен к корпусу , турбина отсут ствует , чистка кварцевого чехла производится периодическим возвратно-поступатель - ным движением рукоятки . Для увеличения пропускной способности доп ускается параллельное вклю - чение до п яти установок при одной установке в резер ве . Для запуска установки камеру заполняют водой и включают лампу . Через 10-15 мин откр ывают задвижки на трубопроводах обработанной и поступающей воды . Работа лампы проверяется визуально через смотровой глаз , для большей надежности эксплуатации целесообразно использовать систему световой или звуковой си гнализации , выведенной в помещение дежурной с лужбы . Применение окислитилей и сор бентов для дезодорации воды и удаления то ксичны х веществ По мере общего ухудшения к ачества природных вод все больше приходится заниматься удалением веществ , придающих воде привкусы и запахи , а также токсичных веществ . Как известно , мутность воды обусловлена содержанием нерастворенных , прежде всего гр убодисперсных минеральных примесей ; цветность -содержанием минеральных и органических соед инений , причем главную роль играют коллоиды органического происхождения , планктон и другие вещества . Появление в воде привкусов и запахов вызывают минеральные раство р енные и коллоидные вещества (сероводород , хлор , железо ), а также органические соедин ения . К последним (относятся продукты биологич еских процессов , происходящих в самих водоема х , вещества , поступающие в водоемы в резул ьтате смыва почв и со сточными водами. В результате смыва с полей яд охимикатов и размыва промышленно загрязненных почв , а также со сточными водами в водоемы попадают токсичные вещества . Выбор метода дезодорации воды зависит от происхождения запахов и привкусов . Если причиной являются минеральн ые растворенн ые и коллоидные вещества , проблема решается деминерализацней , обезжелезиванием , дегазацией воды . Однако основной вопрос дезодорации - вопрос удаления из воды растворенных органических веществ . Это требует специальной обработки воды . С данной п роблемой тесно с вязана проблема удаления из воды токсичных веществ , находящихся там , как правило , в микроконцентрациях . В настоящее время находят применение в основном методы окисления и сорбции , при чем хорошие результаты дает их комбинирование (окислител ьно-сорбционный метод ). Из окислителей широко используют хлор и хлорсодержащие реагенты , озон , перманганат калия . Выбор реагента , его дозы и схемы реагентной обработки следует решить на о снове технологических исследований . Ориентировочно можно дозу окисли теля определить исход я из перманганатной окисляемости воды . Как правило , окислители разрушают органич еское вещество в органолептически менее ощути мые , а также менее токсичные соединения . Н о имеются и такие вещества , например некот орые фосфорорганические п естициды , при ко торых неполное окисление может привести к усилению запахов и привкусов и образование токсичных веществ . Наиболее распространенным и дешевым окисл ителем является хлор , при котором , однако , надо учесть возможность появления в воде запаха и п ривкуса хлора , а также н ежелательных соединений (хлорфенолы ). О 3 и КМ nО 4 - сильные окислители , они не придают воде дополните льных запахов и привкусов . Для КМ nO 4 необходимо принимать во внимание высокую цену и дефицитность реагента . Кроме того , требуется вы сок ая точность дозировки , чтобы исключить опасно сть попадания в очищенную воду остаточного марганца (допустимая концентрация всего 0,1 мг /л ). Озон , как было сказано , может в ре зультате неполного окисления органических вещест в вызвать интенсификацию бактер и ально й жизнедеятельности в воде после очистных сооружений . Учитывая вышеупомянутые трудности , применение сорбентов для удаления из воды растворен ных органических веществ и токсичных соединен ий является более предпочтительным методом . И х большое преимущест во в том , что они не разрушают вещества , поэтому отпадает опасность появления нежелательных продуктов де струкции . Особенно эффективно связывать с сор бентами гидрофобные соединения , например , фенолы и другие слабые органические электролиты . Л учше сорбируют с я при этом веществ а в молекулярном виде , хуже - ионы . В водоподготовке в качестве сорбента применяются активные угли , получаемые путем а ктивации углеродсодержащих материалов (каменные у гли , антрацит , торф , промышленные отходы ). Актив ация заключается в тер мохимической обрабо тке дробленого и отсортированного материала , в результате чего улетучивающиеся компоненты удаляются , материал уплотняется и приобретает микро - пористую структуру . Существуют два спос оба сорбционной обработки -добавка активного угля в ви д е реагента (углевание воды ) и фильтрование воды через слой гр анулированного , зернистого сорбента в сорбционных фильтрах . Для углевания воды необходимо иметь б ак с механическим или гидравлическим перемеши ванием , в котором происходит замачивание угля в тече ние 1 ч . Изготовленную угольную пульпу концентрацией 8% подают в воду пере д очистными сооружениями за 10 мин до ввода коагулянта . Доза угля перед фильтрами не должна превышать 5 мг /л . Применяют в о сновном активные угли марки БАУ и ОУ . Подготовка угля - сл ожная , трудоемкая и загрязняющая окружающую среду операция . В о избежание загрязнения очищенной воды остато чными концентрациями угля требуется большая т очность дозировки . Поэтому более целесообразно использовать сорбционные фильтры в конце технологической схемы после осветлительных фильтров . В качестве загрузки используют прежде всего активные угли АГ-З и АГ-М . Сорбционные филь тры , как правило , напорные , толщину загрузки принимают исходя из скорости фильтрования (10...15 м /ч ) и времени пребывания воды в уг о льной загрузке (10...15 мин ). Основной технической проблемой , связанной с применением сорбционных фильтров , является вопрос восстановления сорбционной емкости фильтр ов . Для этого применяют химические , термически е или биологические методы , требующие выгруз ки материала из фильтра . Химический метод заключается в продувке слоя угля паром с последующей обработкой щелочью ; при термической регенерации адсорби рованные органические вещества выжигаются в с пециальных печах при температуре 800...900°С ; восста новление сорбционной емкости угля может также происходить с использованием микробов . До настоящего времени не существует надежн ого и дешевого метода регенерации углей , ч то увеличивает расход свежего материала и повышает себестоимость процесса . . Использование ок ислителей при обезвре живании сточных вод. Роль окислителей в доочистке сточных вод . Под доочисткой понимают методы и процессы , дополняющие традиционные техноло гические схемы двухступенчатой очистки сточных вод . Возможная степень удаления загрязнителей в п роцессах третичной очистки (доочис тки ) практически не ограничена и определяется условиями сброса очищенных сточных вод в водоемы , подачи воды на технические нужды или в систему питьевого водоснабжения . Пр и этом должны учитываться экономические сообр ажения. Применение окисления при доо чистке . В качестве окислителей использ уют уже перечисленные вещества . Озонирование при доочистке сточных вод применяют для д оокисления органических веществ , дезодорации , обес цвечивания и обеззараживания . Описание озонаторов для производства озоно-воздушной смеси и параметры процесса озонирования схожи с приведенными выше. Теоретическая потребность хлора при окисл ении для снижения ХПК на 1мг /л составл яяет 4,43 мг /л хлора . Хлорирование увеличивает на 20% содержание взвешенных част иц в воде за счет перехода некоторых растворимых соединений под действием хлора в суспенз ированное состояние . БПК 5 снижается в среднем на 35%. Обеззараживание сточных вод. Обеззараживание производится хлором , гипохлор итом натрия , получаемым на месте в эл ектролизерах , или прямым электролизом сто чных вод . Производственные сточные воды иногд а обеззараживают озоном. Расчетная доза активного хлора принимаетс я в зависимости от предшествующей очистки сточных вод : после механической очистки - 10 мг /л ; после механ ической очистки при эффекте отстаивания более 70% и неполной биол огической очистки - 5 мг /л ; после полной биол огической , физико-химической очистки - 3 мг /л. При этом в обеззараженной воде после биологической очистки содержание кишечных па лочек должно быть менее 1000 в 1 л , а уровень остаточного хлора не менее 1,5 мг /л при времени контакта 30 мин. Комплекс сооружений для обеззараживания с остоит из установки для хлорирования , склада хлора , смесителя и контактного резервуара . Хлорное хозяйство должно обеспечив ать возможность увеличения расчетной дозы хлора в 1,5 раза без изменения вместимости складов для реагентов. Установки для хлорирования аналогичны уст ановкам , применяемым для обеззараживания природны х вод . Смесители подразделяют на три типа : ершовые (при ра сходе сточных вод до 1400 м 3 /сут ), типа лотка Паршаля и с механическим ил и пневматическим перемешиванием . Сооружения обеззараживания должны обеспечива ть снижение бактериальных загрязнений в очище нной воде до нормативных . Технологическая эфф ективность рабо ты сооружений обеззараживания следует оценивать по количеству бактерий кишечной группы , оставшихся в воде после обеззараживания , а также по концентрации ос таточного хлора при обеззараживании хлором ил и его производными . Технологически эффективно работающи е сооружения обеззараживания д олжны уменьшить количество бактерий кишечной группы в 1 л сточной воды до 1000 шт . Колич ество остаточного хлора должно составлять не менее 1,5 мг /л при обязательном контакте воды с хлором не менее 30 мин. Контактные резервуары проектируют в виде не менее 2 отстойников без скребков на время пребывания сточных вод 30 мин . П ри этом учитывается и время протока сточн ых вод к выпуске . Влажность удаляемого оса дка 98 %. Количество осадка после механической оч истки - 1,5 л /м 3 . Осадок уда ляется раз в 5-7 суток перекачкой его в начало очистных сооруже ний . Сооружения обеззараживания и обезвреживания осадков Химическое обеззараживание осадко в проводится известью , аммиаком , тиазоном , форм альдегидом или мочевиной . Одновременно повышается удоб рительная ценность осадков . Требуемая для обеззараживания известью те мпература 60° С достигается при дозах изве сти более 30%. Для обеззараживания используется молотая известь , которая смешивается с осадко м в двухвальном лопастном смесителе . Дегельминтиза ция радиационным термически м нагреванием обезвоженных осадков является н аиболее простым способом их обезвреживания . Теоретическое количество теплоты , максимально потребное на дегельминтизацию 1 м 3 осадка , обезвоженного до 80%-ной влажности , при нагреве ос адка с 10 до 60° С составляет 560 МДж . Камеры К ДГМ рекомендуются для обеззараживания осадков перед использованием их в качестве удобрен ия на станциях аэрации производительностью до 20...30 тыс . м 3 /сут сточных вод . Биотермическая обработка (компостирование ) осадков осуществляется под действием аэробных микроорганизмов с целью обеззараживания , ста билизации и подготовки их к утилизации в качестве удобрения . Для создания пористой структуры осадка требуемой влажности и оптимального соотношения углерода и азота (20...30:1) осадки компостирую т совместно с торфом , размолотой древесной корой , листьями , соломой , твердыми бытовыми отходами и т . п . Наиболее дешевым и простым способом п олучения компоста как удобрения является спос об приготовления его на смеси осадков сточных вод после механического обезвожив ания или иловых площадок с верховым торфо м в штабелях на площадках с асфальтирован ным покрытием . Форма штабеля трапециевидная с шириной поверху 2...30 м и высотой 1 ...З м (при естественной аэрации ) и до 5 м (при п р инудительной аэрации ). В зимнее время компост лучше разогревается при соот ношении торфа к осадку как 2:1, а летом и весной -как 1,5:1. Качество компоста улучшается , если к 1 т смеси добавить 15...20 кг извести и 3 кг калия . Компост приготовляется послойно . Вначале кладут торф слоем 50 см . Выше засыпают слой осадка толщиной , соответствующей принятому соотношению с торфом , сверху - слой торфа . Компостируемая масса покрывается безопасным в санитарном отношении материалом , например го товым компостом толщиной с лоя не менее 20 см . По контуру площадки устанавливаю т лотки для сбора поверхностного стока . При естественной аэрации компост созревае т зимой за 3...4 месяца , в весенне-летнее время за 1,5...2 месяца . При применении аэрируемых штабелей в основании штабеля укладывают перфорированные трубы диаметром 100...200 мм с размером отверстий 8...10 мм . Расход воздуха принимается 10... 25 м 3 /ч на 1 т ор ганического вещества смеси . Воздух подается в оздуходувной установкой или отсасывается вентиля тором . Период созревания компоста с аэра цией воздухом составляет 3...4 недели . На типовых сооружениях компостирования ос адка с подачей воздуха от воздуходувных с танций количество обезвоженного осадка по сух ому веществу составляет 5 т или 7 т в су тки . Смешение и перемещение компо ста о существляются мостовым грейферным краном (5 т ) и бульдозерами ДЗ -37 (Д 579). Термическая сушка осадков предназначается для обеззараживания и снижения массы и объема осадков , предварительно обезвоженных механ ическими методами . Это обеспечивает эффектив ное удаление осадков с территории очи стной станции и их дальнейшую утилизацию в народном хозяйстве . Термическая сушка производится в барабанн ых и пневматических сушилках , в установках со встречными струями , в агрегатах витаминн ой муки , в сушилках с фонтан ирующим слоем и т . п . Промышленностью выпускаются установки СВС -1,4-2,2; СВС -3,5-5; СВС -9-10 производительностью по испаряемой влаге соответственно 1,4... 2,2; 3.5...5 и 9...10 т /ч . Корпус термической обработки с двумя агрегатами СВС -3,5-5 имеет размеры в плане ЗОх 12 м и высоту 14,4 м . Термически высушенный осадок представляет собой обеззараженный сыпучий полидисперсный пр одукт с преобладающим размером частиц 1... 7 мм . Дымовые газы в топке для сушки ос адков в агрегате витаминной муки имеют те мпературу 4 00...600°С , на выходе 100...180°С . При частоте вращения барабана 8...15 мин -1 производительность сушилки составляет 600... 1200 кг /ч по испаряемой влаге , влажность высушенного осадка 10...20%. Расход электро энергии составляет 0.02...0.04 кВт• ч , а дизельно го топлива 0.11...0.13 кг на 1 кг испаряемой влаги . Сжигание осадков применяется , если их утилизация невозможна или экономически нецелесоо бразна . Перед сжиганием необходимо стремиться к максимальному снижению влажности осадков п утем их механического обезв оживания . Горению обезвоженных осадков предшествует эндотермический процесс их тепловой подготовки , включающий прогрев материала , испарение влаг и и выделение летучих компонентов . В качес тве топочных устройств для сжигания осадков сточных вод применяют мно гоподовые п ечи , печи с кипящим слоем инертного носите ля , а также барабанные печи , слоевые и камерные топки . Процесс сжигания осадков в условиях п севдоожиженного слоя значительно эффективнее , чем в стационарном слое . В качестве инертного материала в кипяще м слое применяют кварцевый песок с размером фракций 1 ...5 мм или фторопласт . Производительность печи по испаряемой влаге составляет 1... 2 т /ч . Температура воздуха и газов на входе в печь 600...700° С , в кипящем слое 650...750, в топочной ка мере над кипя щ им слоем 900...1000°С . Нагрузка по испаряемой влаге на 1 м 3 объема печи 60...100 кг /ч . Унос золы с отходящими газами 80...100 %. Р абочая скорость воздуха , отнесенная к площади решетки , 1,2 ... 2 м /с . Удельный расход тепла 4...4.6 МДж на 1 кг испаряемой вла ги , удель ный расход электроэнергии 0.04...0.05 кВт• ч на 1 кг испаряемой влаги .
© Рефератбанк, 2002 - 2017