31. Установки окисления сточных вод кислородом воздуха

Такое окисление применяется для сульфидных стоков. Ипользуется это окисление на НПЗ, на целлюлозно-бумажных комбинатах. Реакция идет при повышенной температуре и давлении. В этом случае скорость реакции и глубина окисления увеличивается. Теоретически на 1 грамм сульфидной серы расходуется 1 гра кислорода. Для полного окисления с. В.с концентрацией сульфида 6 г/л при t=100^оC, под давлением р=0,1…0,8 МПа, требуется 5,4 кг кислорода или 28 м³ воздуха на 1 м³ с.в. Продолжительность окисления составляет примерно 1 минуту.

Схема окисления сточной воды кислородом воздуха

1 – сточная вода

2 – ёмкость

3 – конденсат

4 – отработанный воздух

5 – сепаратор

6 – увлажненный отработанный воздух

7 – окислительная колонна

8 – холодильник

9 – отработанная с.в.

10 – воздухо-распределительное устройство

11 – воздух

12 – теплообменник

13 - насос

С. в. Поступает в приемную емкость, далее через теплообменник подается в окислительную колонну, так же в нижнюю часть колонны подается воздух. Сверху колонны отбирается увлажненный отработанный воздух, который поступает в сепаратор, в сепараторе отделяетяс вода, которая возвращается в приемную ёмкость, а отработанный воздух выбрасывается в атмосферу. Из нижней части колонны отбирается отработанная сточная вода.

32 Установки для хлорирования

Применяют для очистки СВ от цианидов, от органических и неорганических соединений:Н₂S,сульфиды ,метилмеркаптан.

В зависимости от агрегатного состояния вводимых в воду Cl₂ и Cl-содержащих компонентов определяют технологию обработки СВ. Если используется газообразные Cl_2, то процесс окисления осуществляется в абсорберах. Если Cl₂ находится в растворе ,то процесс проводят в контактном аппарате, где обеспечивается эффективное смешивание и требуемая продолжительность контакта Cl₂ со СВ.

Для обеззараживания СВ расчет хлорной извести проводят:

G_из ,

Где G_из- расход извести ,кг/ч;

d- доза активного Сl в реагенте ,кг /м³;

Q-объем воды,м³ ;

z- содержание активного хлора в хлорной извести, %.

Объем хлорного раствора определяют:

V , М³

^К_из –концентрация раствора хлорной извести, кг /м³.

Хлорный раствор приготавливают в растворных баках, их емкость определяют:

V_б = ,

n-число затворений хлорной извести в сутки (2-6 раз)

33. Установки для озонирования

Озон – сильный окислитель. Он обладает способностью разрушать в водных растворах при нормалньой температуре многие органические вещества и примеси. При добавлении 0,1 МПа и t=0^oC растворимость озона в воде – 0,4 г/л. Растворимость озона зависит еще и от реакции среды. Озон самопроизвольно диссоциирует на воздухе и вводных растворах, распадается на О₂ и О^2- . Скорость распада в водном растворе возрастает с увеличением солесодержания, а так же значений рН и температуры воды.

О₃ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими окислителями: О₃ можно получать непосредственно на очистных установках, (из технич. кислорода, атм. воздуха). Кроме этого применение О₃ приводит к увеличению солевого состава с.в. и не загрязняет воду продуктами реакции. Озонирование применяется для очистки с.в. от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов, пестицидов. Для окисления этих веществ озоно-воздушную смесь вводят в воду озон в воде диссоциирует причем в слабо щелочной среде О₃ диссоциирует очень быстро. В кислой среде, озон проявляет бОльшую стойкость.

О₃ получают в генераторах под действием электрического разряда. Генераторы озона могут быть цилиндрическими с трубчатыми горизонтальными или вертикальными электродами, плоскими с пластинчатыми электродами. Разряд образуется в узком газовом пространстве между двумя электродами. Применяется ток напряжением от 5 до 25 тысяч вольт. Производительность озонатора и расход электроэнергии для получения озона в значительной степени зависит от влагосодержания, поступающего воздуха, температуры воздуха, а атк же от конструкции озонатора и способа подачи озоно-воздушной смеси в реактор. КПД озонатора: Э=N/q_оз

N – потребляемая мощность (Вт); q_оз - производительность по озону (г/час).

Озонаторные установки состоят из аппаратов для очитки и осушки воздуха, озонаторов, камер контакта озона с водой и оборудования для утилизации остаточного озона. Атмосферный воздух подают на фильтр для очистки от пыли после чего воздух поступает в водоотделитель, где отделяетяс капельная влага, затем подаетяс на адсорбционные установки для дальнейшей осушки, затем подвергается тонкой очистке от пыли и только потом направляетяс в озонатор. Расход электроэнергии на получение 1 кг озона из хорошего осушенного воздуха составляет от 13 до 29 кВт/час. А если воздух влажный не осушенный, то расход электроэнергии значительно больше.

Способы ввода озона в обрабатываемую с.в. :

• Барботирование озоно-воздушной смеси через слой воды (распределение воздуха через пористые трубки).

• Смешение воды с озоно-воздушной смесью в эжекторах.

• Смешение воды с озоно-воздушной смесью в спец. роторных механических смесителях.

• Смешение в абсорберах различной конструкции.

При расчете контактных устройств определяют площадь распыливающих элементов у дна камеры для равномерного распределения озоно-воздушной смеси в воде. В качестве распределительного устройства используют металлокерамические или керамические трубы с порами размером 40…100 мкм и 60…100 нм соответственно. Металлокерамические распылительные трубы, располагаются по дну камеры на расстоянии 0,4 м друг от друга, А керамические на расстоянии 0,5 м.

Оптимальный режим диспергирования наблюдается при интенсивности распределении в первом случае 76…91 м³/м³*ч, во втором 20…26 м³/м³ *ч.

Коэффициент поглощения озона определяется следующим образом:

= 1 – (1 – 0.1*Н₁)^

t)*((H*f)/(0.25-Q/F_k))

Н₁ - высота слоя воды в колонне (м), t – температура воды (^oC), f – отношение поверхности пузырька к объему пузырька (мм^-1), Q – расход воды (м³/с), F_k – площадь сечения колонны (м²).

Общая площадь всех распыливающих элементов:

f_общ=(Q*d_оз)/(С*w)

f_общ - общая площадь всех элементов (м²), d_оз – требуемая доза озона (г/м³) – определяется экспериментально, С – концентрация озона в смеси (г/м³), w – интенсивность распыления на единицу площади пористых распылителей (м³/м²)

Число распыливающих устройств:

n= f_общ/ f₃ f_{3 ­} - площадь одного распыливающего устройства.

Общий объем контактной камеры:

V = k_пр*Q*

k_пр - коэффициент увеличения объема воды вследствие продувки озоно-воздушной смеси (1,1), время пребывания воды в камере (час).

Необходимое количество озона и число озонаторов на входе можно найти так:

Д_оз= d_оз* Q/1000

n=(k* Д_оз)/q_оз

k – коэффициент запаса (0,05…1,1), q_оз - производительность одного озонатора (кг/час).

Обработка с.в. состоит из двух процессов: Растворение озона в воде и химическое взаимодействие с окисляемыми веществами. Таким образом, озонирование представляет собой процесс абсорбции, который сопровождается необратимой химический реакцией в жидкой фазе.