Установки для обеззараживания сточных вод

Обеззараживание(дезинфекция)хозяйственно-фекальных сточных вод производится с целью уничтожения содержащихся в них патогенных микро­организмов и устранения опасности зара-жения водоема – приемника очи­щенных сточных вод. Среди известных методов наиболее широкое практи­ческое применение получило хлорирование: хлорной известью СаСl₂O, жид­ким хлором Сl₂, электролитически получаемым гипохлоритом натрия NaCIO и путем прямого электролиза. При растворении этих веществ в воде происходит образование активного хлора – комплекса химических соединений хлора, из которых наиболее ак­тивными являются хлорноватистая кислота НСlO и гипохло-рит-ион СlO¯. В настоящее время предполагается, что гибель бактерий при хлорировании происходит в результате химии-ческого воздействия активного хлора на орга­ническое вещество и ферментную систему клеток, что в конечном итоге при­водит к утрачиванию бактериями способности к окислению глюкозы и гибе­ли. В качестве косвенного санитарно-бактериологического показателя фе­кального загрязнения воды используют количество в воде кишечных палочек Coli. Коли-индекс – число кишечных палочек в 1 литре воды. Коли-титр – наименьший объем воды

( мл), в котором содержится 1 кишечная палочка.

Расчетную дозу активного хлора (г/м³), следует принимать: - после механической очистки -10,- после неполной биологической очистки -5, - после полной биологической, физико-химической и глубокой очистки -3. Бактериицидная эффективность обеззара-живающего действия хлора и хлорсодержащих соединений находится в прямой зависимости от продолжи­тельности контакта, возрастая с увеличением длительности действия хлора. Продол-жительность взаимодействия хлора со сточной водой в контактном резервуаре или отводящих лотках и трубопроводах следует принимать не менее 30 минут. В каждом конкретном случае доза активного хлора уточняется в процессе эксплуатации. При этом количество остаточного хлора в обеззараженной во­де после контакта не должно превышать 1,5 г/м³, а коли-индекс – не более 1000. В настоящее время применяется несколько типов установок для приго­товления и дозирования растворов, содер-жащих активный хлор. Первый тип- установки для приготовления раствора хлорной извести или гипохлоритов с необходимой концентрацией с последующей подачей его в воду. Второй тип – хлораторы, в них последовательно происходит испарение хлора, его механическая очистка, дозирование и растворение в воде с образованием хлорной воды, которая затем смешивается в смесителях со стоками. К треть­ему типу относятся электроли-зеры, которые позволяют получить гипохлорит натрия электрохимическим путем из сырья – раствора поваренной соли. И, наконец, четвертым типом являются установки прямого электролиза сточной воды, которые позволяют получать обез-зараживающие продукты путем электролитического разложения хлоридов, находящихся в сточной воде. Установки с исполь-зованием хлорной извести в основном однотипны и отличаются лишь некоторыми конструктивными деталями и габаритами. Схема этой установки с поплавковым дозатором рис.60. Расходные баки работают поочередно: в одном приготовляют раствор, из другого подают его на обеззараживание. На установках с использованием жидкого хлора в обеззараживаемую жидкость хлор поступает в виде хлорной воды, получаемой при растворении газообразного хлора. Широкое распространение получили вакуум­ные хлораторы рис.61, которые более безопасны в работе и не допускают проник­новение хлора в помещение. Электрохимический способ получения гипохлорита натрия основан на получении хлора и его взаимодействии со щелочью в электролизере. При электролизе водного раствора NaCl на аноде происходит выделение газооб­разного хлора, который раство-ряется в воде с образованием хлорноватистой НСlO и соляной НС1 кислоты:

Рис. 60 Установка для обеззараживания воды хлорной известью

1 – расходный бак, 2 – оттарированная шайба, 3 – поплавок-дозатор, 4 – растворный бак.

Рис. 61 Схема вакуумного хлоратора

1 – промежуточный баллон, 2 – вентиль, 3 – фильтр, 4,6 – манометры, 5 – понижающий ре­дуктор, 7 – измеритель расхода хлора, 8 – предохранительный клапан, 9 – смеситель, 10 –эжектор

Рис. 62 Схема электролизной установки непроточного типа: 1 – растворный бак слои, 2 – поплавок, 3 – вентиль, 4 – электролизер, 5 – выпрямительный агрегат, 6 – бак-накопитель гипохлорита натрия, 7 – насос, 8 – распределительная гребенка

Рис. 63 Электролизная установка «Каскад»

1 – выпрямительный агрегат, 2,6 – штуцеры, 3 – токопроводы, 4 – кассета, 5 – электролити­ческая ванна, 7 – вентиль, 8 – рама, 9 – бак.

NaCl + H₂O = HClO + HCl

На катоде происходит выделение водорода и образование гидр-оксида на­трия, который вступает в реакцию нейтрализации с хлорноватистой кисло­той, в результате чего и получается гипо-хлорит натрия NaClO

NaOH + HСlO = NaClO +H₂O

Для обеззараживания сточных вод по этому методу применяются непро­точные электролизные установки типа ЭН-1, ЭН-5, ЭН-25 и ЭН-100 произ­водительностью по активному хлору от 1 до 100 кг/сут рис.62. Наиболее простыми по конструкции являются установки ЭН-1 и ЭН-5, работающие в режиме неглубокого разложения соли (до 6¸7%-го). Более экономичные электро-лизеры ЭН-25 и ЭН-100 работают в режиме глубокого разложения соли (10¸12%-го). Концентрация активного хлора в получаемом растворе -14 г/л. Для обеззараживания по методу прямого электролиза разработана и при­меняется электролизная установка «Каскад» рис.63 производительностью 2 ¸ 2,5 м³/ч. В этой установке применены малоизнашивающиеся и долговечные аноды ОРТА (титановая основа, покрытая солями рутения) и оксиды из тита­на. Обеззараживание по методу прямого электролиза целесообразно осуще­ствлять на очистных станциях производительностью 200¸400 м³/сут.

Надежным и безвредным заменителем хлора является озон, благодаря своей высокой биоцидной и окислительной способ-ности. Озон оказывает универсальное действие, проявляющееся в том, что одновременно с обезза­раживанием воды происходит повышение прозрачности, устранение запахов и снижение цветности. Озонаторные установки комплектуются озонаторами для синтеза озона, оборудованием для подготовки воздуха, устройствами электропитания, камерами контакта озона с обрабатываемой водой. Озон по­лучают из обеспыленного и высушенного воздуха. Обработка сточной воды озоном произво-дится в контактных камерах, где обеспечивается интенсивное перемешивание барботированием. Доза озона после полной био-логической очистки должна быть 15¸30 мг/л, с продолжитель-ностью контакта 20¸30 мин, после доочистки воды на микро-фильтрах соответственно 6¸10 мг/л и 8¸10 мин.