Процессы озонирования применяют для очистки сточных вод от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, ароматических углеводородов, пестицидов и др. Одновременно с очисткой обеспечивается обесцвечивание воды, обеззараживание, устранение привкусов и запахов. Озон подают в сточную воду в виде озоно-воздушной или озоно-кислородной смеси. Концентрация озона в смеси приблизительно составляет 3 %.
Рассмотрим типичные реакции, протекающие при очистке сточных вод озонированием. Окисление сероводорода протекает следующим образом:
H2S + O3 → H2O + SO2 , (3.38)
3H2S + 4O3 → 3H2SO4 . (3.39)
Роданид-ионы реагируют с озоном по следующей схеме:
CNS- + 2O3 + 2OH- → + 2O2 + H2O + CN-, (3.40)
CN- + + 2O3 → CNO- + + 2O2 . (3.41)
Цианиды в слабощелочной среде, реагируя с озоном, образуют первоначально менее токсичные цианаты, которые затем гидролизуются в воде или окисляются озоном в соответствии со следующими уравнениями:
CN- + O3 → CNO- + O2↑. (3.43)
CNO- + 2H+ + 2H2O → CO2↑ + H2O + , (3.44)
|
|
CNO- + 2H2O → +NH3 , (3.45)
2CNO- + H2O + 3O3 → + 3O2↑ + N2↑, (3.46)
Озон получают в промышленных озонаторах-генераторах из кислорода воздуха под действием электрического разряда. Электроды озонаторов могут быть трубчатой или пластинчатой формы и обычно изготавливаются из металлизированного стекла. Схема установки для очистки сточных вод озонированием представлена на рис. 3.7. Озон из генератора в виде озоно-воздушной смеси направляется в контактную камеру и смешивается с обрабатываемой сточной водой. Циркуляция обрабатываемой сточной воды и озоно-воздушной смеси в контактной камере реакции во встречном направлении обеспечивает большую эффективность озонирования. Реакционные камеры могут быть одно- и двухступенчатыми.
Рис. 3.7. Схема установки озонирования производственных сточных вод: 1 – подача озоно-воздушной смеси; 2 – контактная камера озонирования сточных вод; 3 – подача необработанных сточных вод; 4 – пористые распределительные трубки; 5 – выпуск озонированных сточных вод. |
Озон получают в генераторах из кислорода воздуха под действием электрического разряда. Генераторы озона подразделяются на цилиндрические с трубчатыми горизонтальными или вертикальными электродами; плоские с пластинчатыми электродами и центральным коллектором или продольной циркуляцией.
Озонаторные установки для очистки сточных вод состоят из аппаратов для очистки и осушки воздуха, озонаторов, камер контакта озона с обрабатываемой водой, оборудования для утилизации остаточного озона. Атмосферный воздух подают на фильтр, где он очищается от пыли, после чего направляется в водоотделитель капельной влаги, а затем осушается на адсорбционных установках АГ-50 или УОВ. Осушенный воздух подвергается тонкой очистке от пыли, а затем направляется в озонатор.
|
|
В обрабатываемую воду озон вводят различными способами: барботированием воздуха, содержащего озон, через слой воды (распределение воздуха происходит через фильтросные пластины или пористые трубки); смешением воды с озоновоздушной смесью в эжекторах или специальных роторных механических смесителях, в абсорберах различной конструкции.
Схема барботажной колонны показана на рисунке 3.10.
Рис. 3.10. Барботажная колонна: 1 – контактная камера; 2 – сточная вода; 3 – озоновоздушная смесь; 4 – отвод непрореагировавшего озона; 5 – сборный канал; 6 – диффузор. |
Высота колонны Н не превышает 4-5 м.