Реферат: Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков
Озонирование используется и для доочистки сточных вод. При этом расчетная доза О3 принимается 2 ... 4 мг на 1 мг загрязнителя (нефтепродуктов, фенолов, ПАВ).
При доочистке биологически очищенных городских сточных вод с дозой озона 20 мг/л ХПК снижается на 40%, БПК5 на 60...70%, ПАВ на 90%, окраска воды на 60%. Одновременно происходит обеззараживание воды.
В мировой практике наибольшую известность и распространение получили французские озонаторы фирмы «Трейлигаз».
Обеззараживание воды в бактерицидных установках .
Ультрафиолетовые лучи длиной волн 220-280 им действуют на бактерии губительно, причем максимум бактерицидного действия соответствует длине волн 260 нм. Данное обстоятельство используется в бактерицидных установках, предназначенных для обеззараживания в основном подземных вод. Источником ультрафиолетовых лучей является ртутно-аргонная или ртутно-кварцевая лампа, устанавливаемая в кварцевом чехле в центре металлического корпуса. Чехол защищает лампу от контакта с водой, но свободно пропускает ультрафиолетовые лучи.
Обеззараживание происходит во время протекания воды в пространстве между корпусом и чехлом при непосредственном воздействии ультрафиолетовых лучей на микробов. Поэтому наличие в воде взвешенных веществ, поглощающих световое излучение, а снижает эффективность обеззараживания. Необходима также постоянная чистка наружной поверхности кварцевого чехла от осаждающегося осадка. Для этого имеются продольные щетки, которые приводятся во вращение турбиной.
Ультрафиолетовое излучение действует мгновенно, поэтому контактные бассейны не нужны. В то же время излучение не придает воде остаточных бактерицидных свойств, а также запаха или привкусов. Бактерицидная установка не нуждается в реагентах, она компактна, управление ее работой можно легко автоматизировать.
В СНГ серийно выпускаются бактерицидные установки ОВ-1П, ОВ-50 и ОВ-150. Установки состоят из камеры облучения, пускового устройства и электрической сигнализационно-контрольной системы.
Бактерицидная установка ОВ-1П крепится в вертикальном положении на стене, ОВ-50 и ОВ-150 устанавливаются на полу в горизонтальном положении. В установке ОВ-1П пускатель прикреплен к корпусу, турбина отсутствует, чистка кварцевого чехла производится периодическим возвратно-поступатель- ным движением рукоятки.
Для увеличения пропускной способности допускается параллельное вклю- чение до пяти установок при одной установке в резерве.
Для запуска установки камеру заполняют водой и включают лампу. Через 10-15 мин открывают задвижки на трубопроводах обработанной и поступающей воды. Работа лампы проверяется визуально через смотровой глаз, для большей надежности эксплуатации целесообразно использовать систему световой или звуковой сигнализации, выведенной в помещение дежурной службы.
Применение окислитилей и сорбентов для дезодорации воды и удаления токсичных веществ
По мере общего ухудшения качества 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 грубодисперсных минеральных примесей; цветность -содержанием минеральных и органических соединений, причем главную роль играют коллоиды органического происхождения, планктон и другие вещества. Появление в воде привкусов и запахов вызывают минеральные растворенные и коллоидные вещества (сероводород, хлор, железо), а также органические соединения. К последним (относятся продукты биологических процессов, происходящих в самих водоемах, вещества, поступающие в водоемы в результате смыва почв и со сточными водами. В результате смыва с полей ядохимикатов 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 минеральные растворенные 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 проблемой тесно связана проблема удаления из воды токсичных веществ, находящихся там, как правило, в микроконцентрациях.
В настоящее время находят применение в основном методы окисления и сорбции, причем хорошие результаты дает их комбинирование (окислительно-сорбционный метод).
Из окислителей широко используют хлор и хлорсодержащие реагенты, озон, перманганат калия. Выбор реагента, его дозы и схемы реагентной обработки следует решить на основе технологических исследований. Ориентировочно можно дозу окислителя определить исходя из перманганатной окисляемости воды.
Как правило, окислители разрушают органическое вещество в органолептически менее ощутимые, а также менее токсичные соединения. Но имеются и такие вещества, например некоторые фосфорорганические пестициды, при которых неполное окисление может привести к усилению запахов и привкусов и образование токсичных веществ.
Наиболее распространенным и дешевым окислителем является хлор, при котором, однако, надо учесть возможность появления в воде запаха и привкуса хлора, а также нежелательных соединений (хлорфенолы).
О3 и КМnО4 - сильные окислители, они не придают воде дополнительных запахов и привкусов. Для КМnO4 необходимо принимать во внимание высокую цену и дефицитность реагента. Кроме того, требуется высокая точность дозировки, чтобы исключить опасность попадания в очищенную воду остаточного марганца (допустимая концентрация всего 0,1 мг/л). Озон, как было сказано, может в результате неполного окисления органических веществ вызвать интенсификацию бактериальной жизнедеятельности в воде после очистных сооружений.
Учитывая вышеупомянутые трудности, применение сорбентов для удаления из воды растворенных органических веществ и токсичных соединений является более предпочтительным методом. Их большое преимущество в том, что они не разрушают вещества, поэтому отпадает опасность появления нежелательных продуктов деструкции. Особенно эффективно связывать с сорбентами гидрофобные соединения, например, фенолы и другие слабые органические электролиты. Лучше сорбируются при этом вещества в молекулярном виде, хуже - ионы.
В водоподготовке в качестве сорбента применяются активные угли, получаемые путем активации углеродсодержащих материалов (каменные угли, антрацит, торф, промышленные отходы). Активация заключается в термохимической обработке дробленого и отсортированного материала, в результате чего улетучивающиеся компоненты удаляются, материал уплотняется и приобретает микро- пористую структуру. Существуют два способа сорбционной обработки -добавка активного угля в виде реагента (углевание воды) и фильтрование воды через слой гранулированного, зернистого сорбента в сорбционных фильтрах.
Для углевания воды необходимо иметь бак с механическим или гидравлическим перемешиванием, в котором происходит замачивание угля в течение 1 ч. Изготовленную угольную пульпу концентрацией 8% подают в воду перед очистными сооружениями за 10 мин до ввода коагулянта. Доза угля перед фильтрами не должна превышать 5 мг/л. Применяют в основном активные угли марки БАУ и ОУ.
Подготовка угля - сложная, трудоемкая и загрязняющая окружающую среду операция. Во избежание загрязнения очищенной воды остаточными концентрациями угля требуется большая точность 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 фильтры, как правило, напорные, толщину загрузки принимают исходя из скорости фильтрования (10...15 м/ч) и времени пребывания воды в угольной загрузке (10...15 мин).
Основной технической проблемой, связанной с применением сорбционных фильтров, является вопрос восстановления сорбционной емкости фильтров. Для этого применяют химические, термические или биологические методы, требующие выгрузки материала из фильтра.
Химический метод заключается в продувке слоя угля паром с последующей обработкой щелочью; при термической регенерации адсорбированные органические вещества выжигаются в специальных печах при температуре 800...900°С; восстановление сорбционной емкости угля может также происходить с использованием микробов. До настоящего времени не существует надежного и дешевого метода регенерации углей, что увеличивает расход свежего материала и повышает себестоимость процесса.
.
Использование окислителей при обезвреживании сточных вод.
Роль окислителей в доочистке сточных вод.