1. Введение в озон

Озон с химической формулой O3, также известный как трехатомный кислород или супероксид, назван в честь своего рыбного запаха и может самовосстанавливаться до кислорода при комнатной температуре. Удельный вес выше, чем у кислорода, легко растворяется в воде и склонен к разложению. Из-за того, что озон состоит из молекул кислорода, несущих атом кислорода, он находится только во временном состоянии. Переносимые атомы кислорода расходуются при окислении, а оставшиеся объединяются, образуя кислород и переходя в стабильное состояние. Поэтому озон не вызывает вторичного загрязнения.

Скорость разложения озона в водном растворе выше, чем скорость его разложения в газовой фазе. Период полураспада озона в воде связан с температурой и pH. С повышением температуры скорость разложения ускоряется. Когда температура превышает 100 ℃, разложение становится серьезным; Когда температура достигает 270 ℃, он может немедленно превратиться в кислород. Чем выше значение pH, тем быстрее разложение. Разлагается на воздухе при нормальной температуре и давлении, с периодом полураспада около 15-30 минут.

2. Применение озона при очистке воды

Очистка сточных вод методом окисления озоном использует воздух или кислород, содержащие низкие концентрации озона. Основные технологические установки состоят из генераторов озона и оборудования для контакта воздуха с водой. Метод окисления озоном в основном используется для дезинфекции воды, удаления загрязняющих веществ, таких как цианид в воде, обесцвечивания воды, удаления ионов металлов, таких как железо и марганец в воде, а также удаления запахов и неприятных запахов.

1. Обеззараживание воды:

Озон — это широкоспектральный и быстродействующий фунгицид, который оказывает лучшее уничтожающее действие на различные патогенные бактерии, а также устойчивые споры, вирусы и т. д., чем хлор. После дезинфекции озоном физические и химические свойства воды, такие как мутность и цвет, значительно улучшаются. Химическое потребление кислорода (ХПК) обычно может быть снижено на 50-70%. Обработка окислением озоном также может удалять канцерогенные вещества, такие как бензо(а)пирен.

2. Удалить из воды загрязняющие вещества, такие как фенол и цианид:

Фактическое количество озона и скорость реакции, необходимые для очистки сточных вод, содержащих фенол и цианид, с использованием метода озона, связаны с количеством загрязняющих веществ, таких как сульфиды, в воде и значением pH воды, поэтому необходимо провести необходимую предварительную обработку. Для окисления фенолов в воде до углекислого газа и воды теоретическое требование к озону составляет 7,14 от содержания фенола. При использовании озона для окисления цианида первым шагом является окисление цианида до слаботоксичных цианатов, а требуемое количество озона теоретически составляет 1,84 от содержания цианида; вторым шагом является окисление цианата до углекислого газа и азота, а теоретическое требование к озону составляет 4,61 от содержания цианида. Метод окисления озоном обычно используется в сочетании с методом активированного ила. Метод активированного ила сначала используется для удаления большинства загрязняющих веществ, таких как фенол и цианид, а затем для очистки используется метод окисления озоном. Кроме того, озон может также разлагать загрязняющие вещества, такие как алкилбензолсульфонат натрия (АБС), белки, аминокислоты, органические амины, лигнин, гумус, гетероциклические соединения и цепочечные ненасыщенные соединения в сточных водах.

3. Обесцвечивание воды:

Сточные воды от печати и окрашивания можно обесцветить с помощью метода окисления озоном. Этот тип сточных вод часто содержит хромофоры, такие как диазо, азо или циклические соединения с бензольными кольцами. Окисление озоном может разорвать двухвалентные связи хромофоров красителя и разрушить циклические соединения, такие как бензол, нафталин и антрацен, которые составляют хромофоры, тем самым обесцвечивая сточные воды. Озон имеет быструю скорость обесцвечивания и хорошее воздействие на гидрофильные красители, но медленную скорость обесцвечивания и плохое воздействие на гидрофобные красители. Сточные воды, содержащие гидрофильные красители, могут достичь эффекта обесцвечивания более 95% при обработке их 20-50 мг/л озона в течение 10-30 минут.

4. Удалите из воды ионы металлов, таких как железо и марганец:

Ионы металлов, такие как железо и марганец, могут быть отделены от воды путем окисления озоном с образованием оксидов металлов. Теоретически потребление озона составляет 0,43 от потребления ионов железа и 0,87 от потребления ионов марганца.

5. Устранение запахов и неприятных запахов:

Запах и неприятный запах в поверхностных водах и промышленных оборотных водах производятся продуктами разложения актиномицетов, плесени и водорослей, а также загрязняющими веществами, такими как спирты, фенолы и бензол. Озон может окислять и разлагать эти загрязняющие вещества, устраняя неприятные запахи и запахи. Между тем, озон может использоваться для дезодорирования на очистных сооружениях сточных вод, шлама и мусороперерабатывающих заводах.

6. Улучшение очистки сточных вод B/C

Для некоторых сточных вод, содержащих сложные органические соединения, которые трудно поддаются биодеградации, окислительное свойство озона может быть использовано для разложения сложных органических соединений на простые органические соединения с определенной биодеградируемостью, а затем подвергнуть биохимической очистке. Обычно он используется для предварительной обработки определенных химических сточных вод.

3. Введение в генератор озона

Генератор озона — это устройство, используемое для получения озонового газа (O3). Озон подвержен разложению и не подлежит хранению, поэтому его необходимо производить и использовать на месте (в особых случаях может осуществляться кратковременное хранение). Поэтому в любом месте, где может использоваться озон, необходимо использовать генератор озона.

По способу получения озона в настоящее время различают три основных типа генераторов озона: высоковольтный разряд, ультрафиолетовое облучение и электролиз.

В зависимости от конструкции разрядной камеры озонатора высоковольтные разрядники подразделяются на трубчатые и пластинчатые, которые также являются распространенными типами озонаторов.

4. Выбор озонового оборудования

1. Определение дозировки озона для трудноразлагаемого C0D

Рассчитано на основе опыта с использованием дозировки ХПК: озон=1:4

2. Пример:

Определенные сточные воды от печати и крашения производят 20 м³/ч с индексом ХПК 300 мг/л, очищенные до 100 мг/л.

(1) Принимать дозировку 1:3

(2) Уменьшить абсолютное значение ХПК на 300-100=200 мг/л

(3) Требуемая единица озона = 200 * 3 = 600 мг/л = 600 г/м ³

(4) Общее количество озона, необходимое в час, составляет 600 г/м³ * 20 м³ = 12 кг.

(5) Коэффициент использования озона 90%, требуемое производство озона в час = 12 кг/0,9 = 13,3 кг

(6) Коэффициент безопасности составляет 1,2, а требуемый отбор озона в час составляет 13,3 * 1,2=16 кг/ч.

Выше приведены некоторые дозировки, полученные в ходе проектного опыта. Из-за различных производственных процессов и различного качества сточных вод, чтобы избежать экономических потерь или процессов очистки, которые не достигают идеальных результатов, лучше всего подтвердить дозировку озона путем мелкомасштабного тестирования при выборе озонового оборудования.

Формула расчета для выбора уровня озона:

Определить дозировку озона на основе качества сточных вод и процесса очистки, определить расход озона на основе дозировки озона и почасового объема воды для обработки, выбрать количество и модель генераторов озона на основе почасового расхода озона. Формула расчета следующая:

Г=q*г

В формуле: G - количество озона, используемого в час, г/ч.

Q - максимальная часовая производительность очистки сточных вод, м³/ч

G - Дозировка озона, г/м³ сточных вод

5. Конструкция озоноконтактного реактора

Контактный реактор для озонирования представляет собой устройство, обеспечивающее растворение озона в воде и обеспечивающее время реакции озона. Поэтому контактный реактор озона должен иметь две функции: обеспечивать более высокую скорость растворения озона (более высокую скорость поглощения озона) и более высокую скорость реакции (более высокую скорость удаления загрязняющих веществ).

Требования к конструкции контактного резервуара озона:

(1) Контактный бассейн состоит из двух-трех контактных камер, соединенных последовательно и разделенных вертикальными перегородками;

(2) Каждая контактная камера состоит из зоны распределения газа и последующей зоны реакции, разделенных вертикальной направляющей перегородкой;

(3) Озоновый газ должен диффундировать непосредственно в воду через микропористый аэрационный диск, расположенный в нижней части зоны распределения газа, а количество точек впрыска газа должно соответствовать количеству секций в контактной камере;

(4) Расположение аэрационного диска должно обеспечивать равномерное распределение воздуха в процессе изменения воздухораспределения, при этом распределение воздуха в первой секции должно составлять около 50% от общего воздухораспределения;

(5) Проектная глубина контактного бассейна должна составлять 5,5-6 м, а отношение глубины к длине зоны газораспределения должно быть больше 4;

(6) Расстояние в свету между перегородками отвода воды должно быть не менее 0,8 м;

(7) На выходе из контактного резервуара необходимо установить устройство контроля остаточного озона.