Озонирование. Установки для его получения

Одним из наиболее сильных окислителей, уничтожающих бактерии, споры и вирусы (в частности, вирусы полиомиелита), является озон. Несомненным преимуществом озонирования яв­ляется и то, что при этом одновременно с обеззараживанием происходит обесцвечивание воды, а также ее дезодорация и улучшение вкусовых качеств. Озон не изменяет природные свойства воды, так как его избыток (непрореагировавший озон) через несколько минут превращается в кислород, концентрация остаточного озона после выхода во­ды из контактной камеры должна быть 0,1—0,3 мг/л.

Озон О3, используемый для озонирования, получают из атмосферного воздуха в аппаратах, называемых озонаторами, в результате воздействия на него «тихого» электрического заряда, сопровождающегося выделением озона. Общая схема установки по озонированию показана на рис. 14.8.

Озонаторный генератор представляет собой горизон­тальный цилиндрический аппарат (вариант) с вмонтированны­ми в него из нержавеющей стали трубками по типу теплооб­менника. Внутри каждой стальной трубы помещена стеклянная трубка с небольшой (2...3 мм) кольцевой воздушной прослой­кой, являющейся разрядным пространством. Внутренняя поверхность стеклянных трубок покрыта графитомедным (или алюминиевым) покрытием. Стальные трубы являются одним из электродов, а покрытия на внутренних стенках стеклянных тру­бок — другим. К стальным трубам подводят электрический пе­ременный ток напряжением 8... 10 кВ, а покрытия на стеклян­ных трубках заземляют. При прохождении электрического тока через разрядное пространство происходит разряд коронного типа, в результате которого образуется озон. Предварительно осушенный и очищенный воздух проходит через кольцевое про­странство и таким образом озонируется, т. е. образуется озоновоздушная смесь. Стеклянные трубки являются диэлектричес­ким барьером, благодаря чему разряд получается «тихим», т. е. рассеянным без образования искр. При этом до 90% электроэнергии превраща­ется в теплоту, кото­рую отводит от озона­тора циркулирующая в межтрубном прост­ранстве аппарата ох­лаждающая вода.

Подача в озонато­ры кислорода увели­чивает выход озона в 2... 2,5 раза по сравне­нию с подачей возду­ха, но требует строи­тельства установок для получения кисло­рода. Воздух, исполь­зуемый в озонаторах, должен быть предва­рительно освобожден от влаги и пыли.

Озон (озоновоздушная смесь) вводят в воду либо через эжекторы (эмульгаторы), либо через сеть пористых труб или распределительных каналов, укладываемых по дну контактного резервуара. Распределительные каналы перекрывают фильтросными пластинами.

Доза озона зависит от назначения озонирования воды. Если озон вводят только для обеззараживания в фильтрованную во­ду (после ее предварительного коагулирования), то дозу озона принимают 1…3 мг/л, для подземной воды - 0,75…1 мг/л. При введении озона для обесцвечивания и обеззараживания воды доза озона может доходить до 4 мг/л. Продолжительность контакта обеззараживаемой воды с озоном принимается 5…12 мин.

Чистый озон взрывоопасен, он не взрывается, если его кон­центрация в озоновоздушной смеси не превышает 10%, т. е. 140 г/м3. Озон токсичен и может поражать органы дыхания. ПДК озона в воздухе помещений, где находятся люди, не бо­лее 0,0001 мг/л. Для обеззараживания воды доза озона изменяется в соот­ветствии с ее температурой и pH, а также содержанием в ней органических веществ.