Технологии очистки воды [Технологии]

Система озоно-электрокоагуляционной очистки сточных вод "ЭЛОН"

Повышенная окислительная способность озона в воде эффективно используется для разложения большого количества органических веществ, растворенных в производственных сточных водах (СВ) предприятий текстильной, коксохимической, целлюлозно-бумажной нефтехимической и др. отраслях промышленности. Озонирование сточных вод с целью их очистки наиболее рационально, когда концентрации загрязняющих веществ находятся в диапазоне от нескольких мг/л до 100-200 мг/л. Очистка воды озонированием протекает по одной из четырех реакций: прямого окисления, непрямого окисления, катализа или озонолиза.

Кроме химического воздействия, озон проявляет себя и в качестве флокулянта, что позволяет применять его уже на стадии механической обработки воды для коагулирования взвешенных частиц.

Ниже приведены данные по окислению некоторые трудноокисляемых веществ.

Вещество
Данные по окислению озоном
Фенолы и его производные
Все фенолы окисляются при озонировании с раскрытием бензольного кольца; хлор-, нитро- и амино-фенолы при окислении образуют хлорид и нитрид-ионы соответственно. Удельный расход озона зависит от вида производных фенола, величины рН и колеблется от 0.4 до 2.5 мг/мг фенола. Степень очистки составляет 97-98%.
Гидролизный лигнин и гуминоподобные вещества.
Данные соединения содержатся в стоках микробиологических производств (дрожжевое, спиртовое, гидролизное, лимонной кислоты и др.). Расход озона составляет всего 10-35 мг/л сточной воды.
Водорастворимые смолы
Содержатся в стоках предприятий по производству древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит, получения пластмасс и лаков. Данные соединения интенсивно разлагаются озоном, при этом хинон и гидрохинон не обнаруживаются в стоках. Расход озона при этом составляет 0.5-1.0 мг/растворенной смолы. Степень очистки – не ниже 90%.
СПАВ
Вещества этого ряда распространены в стоках производств синтетических моющих средств. СПАВ хорошо окисляются в любых средах при удельном расходе озона 1-20 мг/мг вещества.
Красители
Метод озонирования является универсальным по отношению ко всем основным группам красителей, растворимым в воде. Он позволяет не только удалить окраску воды, но и повысить ее способность к ее последующей очистке.
Стирол
При начальной концентрации 50-150 мг/л возможна эффективность очистки до 90%.




Блок схема установки очистки сточных вод


  1. Компрессор
  2. Фильтр для очистки воздуха от пыли
  3. Осушитель
  4. Генератор озона
  5. Источник питания генератора озона
  6. Электрокоагулятор
  7. Отстойник




Нашей компанией разработана и изготовлена установка озонно-электрокоагуляционной очистки сточных вод "ЭЛОН". Данная установка водоочистки состоит из блока озонирования, электрокоагулятора и отстойника.

Принцип действия установки

В состав системы очистки входит фильтр для обеспылевания уличного воздуха (2), осушитель воздуха (3) и генератор озона (4). Уличный воздух забирается компрессором, и после очищения от пыли и влаги - используется для приготовления озоно-воздушной смеси. Электрокоагулятор (6) представляет собой контактный аппарат, содержащий растворимые алюминиевые электроды, куда одновременно подается сточная вода на очистку и подготовленная озоно-воздушная смесь. Распределительное устройство в аппарате обеспечивает растворение на 95-99% озоно-воздушной смеси в воде, что приводит к эффективному распределению озоно- воздушной смеси по сечению аппарата. Сочетание процесса электрокоагуляции и прохождение озонолиза способствует увеличению эффективности процесса очистки в несколько раз.

Результаты анализа проб сточной воды

Cводные данные испытаний опытной установки озоно-электролизной очистки воды "ЭЛОН" на ОАО "СПБ картонно-полиграфический комбинат" приведены в таблице.

Затраты на эксплуатацию данной установки - потребление электроэнергии и алюминиевые растворимые электроды. При очистке 2 м3/ч сточной воды потребляется 10 электродов в течении 1 месяца; энергопотребление - 10-15 кВт.

Определяемые ингредиенты
Входные концентрации, мг/м3
Степень подавления веществ, %
ХПК
160000
84,1
Азот нитритов
0,130±0,017
92,3
Азот аммонийный
Азот аммонийный
75,5
Цветность, 0ХКШ
1200±2
80,5
Нефтепродукты
0,27±0,03
81,5
Сульфаты
43,27±7,46
89,4
Медь
1,14±0,21
81,5
Взвешенные вещества
11066±5
83,8

 

Микробиологические показатели До установки После установки
Общее микробное число 220
7000
1
Число общих колиформных бактерий, КОЕ/100 мл
500
-
Число термотолерантных колиформных бактерий, КОЕ/100 мл
24000
-
Коли-фаги, КОЕ/100 мл
60
-



Система очистки шахтных вод

 

Основными средствами очистки шахтных вод традиционно являются электродиализ, выпаривание или вымораживание. Развитие и применение этих методов сдерживается их высокой стоимостью и низкой эффективностью. В последние годы значительно возросло промышленное использование озона для очистки загрязненных вод.

В наших установках очистки шахтных вод используется наиболее перспективный метод очистки, основанный на озонирование воды с адсорбцией озоно-воздушной смеси водогазовым эжектором. Очистка воды озоном протекает в комбинации нескольких реакций: прямого и непрямого окисления, катализа и озонолиза. Озон в воде выступает в роли флокулянта, что способствует коагуляции взвешенных частиц.
В установках очистки воды в качестве адсорбционных устройств применяются новые оригинальные водогазовые эжекторы. Их главные преимущества:

  • простота устройства, малые размеры и стоимость;
  • возможность транспортировать газ без дополнительных затрат энергии;
  • большая поверхность контакта озона с жидкостью;
  • высокая турбулизация смешиваемых фаз, приводящая к интенсификации адсорбции;
  • увеличение скорости растворения озона в очищаемой воде.

 

Типовая установка очистки шахтных сточных вод состоит из:

  • мощного озонатора (генератора озона), с устройствами обеспечения (система подготовки воздуха, блоки питания, система контроля и т.д.);
  • водогазовых эжекторов;
  • трубопроводов и дистанционно-управляемой арматуры;
  • контрольно-измерительных приборов.

 

ЭлектроэкологияУстановка очистки шахтной воды успешно функционирует на шахте 'Западная-Бис' г.Инта. В начале 2008 года намечен ввод в эксплуатацию установки очистки на шахте "Капитальная".

 

Основные технические характеристики установки очистки сточных вод шахт

Мощность генератора озона (озонатора)
1-2 кг озона/час
Число водогазовых эжекторов
1-2, (в непрерывном режиме используется один эжектор)
Расход воды через систему очистки в рабочем (непрерывном) режиме
210 тонн/час
Расход воды через систему очистки в ограниченном (паводковым) режиме
420 тонн/час
Температура в помещении очистной установки
может быть равна температуре окружающей среды
Влажность в помещении очистной установки
75-80%

 

Показатели качества сточных вод шахты до и после применения установки очистки воды

Загрязняющие воду вещества
На входе в установку очистки
На выходе из
установки очистки
Взвешенные вещества, мг/дм3
5
1
Железо общее, мг/дм3
0.24
0.05
Кальций, мг/дм3
32.5
3.3
Магний, мг/дм3
29.0
2.3
Хлориды, мг/дм3
283.0
19.8
Сульфаты, мг/дм3
524.3
53.4
Na+K, мг/дм3
740
81

 

Установка очистки шахтных сточных вод отличается стабильностью работы и длительным сроком службы. Технология озонирования гарантирует высокое качество воды, ее чистоту и микробиологическую безопасность.

Установка очистки воды "ЭЛОН-аква"

Установка очистки воды

Чертеж компоновки
установки очистки воды

1. Стойка управления

2. Агрегат питания

3. Озонатор

4. Электролизер

5. Бак – отстойник  

 

Установки очистки воды "ЭЛОН-аква" предназначены для очистки оборотных и сточных вод различных производств методом озонолиза и электрокоагуляции (безреагентный способ, обеспечивающий ряд преимуществ очистного оборудования).
При эксплуатации нашей установки очистки нет необходимости в создании реагентного хозяйства, а следовательно:

  • снижаются капитальные затраты, т.к. значительно уменьшается количество единиц оборудования; уменьшается площадь, требуемая для размещения и обслуживания оборудования;
  • снижаются эксплуатационные затраты, т.к. нет необходимости в постоянной закупке реактивов; установка полностью автоматизирована;
  • нет необходимости в большом штате обслуживающего персонала. Основной вид затрат - потребление электроэнергии и замена растворимых электродов (1 раз в полгода).

 

Установка может использоваться как для очистки оборотных, так и сточных вод пищевых, косметических, фармацевтических и других производств, а также для очистки сточных вод АЗС, в нефтехимической и машиностроительной отраслях. Объем очищаемой воды до 10м3/час.
Установка обеспечивает очистку воды от широкого спектра вредных веществ. Удаляемые соединения: нитриты, азот аммонийный, хлориды, фосфаты, нефтепродукты, СОЖ, жирные кислоты, ПАВ, ионогенные и неионогенные вещества, сульфаты, альдегиды и кетоны, взвешенные вещества. Эффективность удаления загрязняющих веществ - 80-95%. Снижаются ХПК и БПК.

 

Установка очистки воды "ЭЛОН-аква" соответствует санитарным нормам и правилам :

Санитарно-эпидемиологическое заключение на установку

 

Электроэкология  Основные технические характеристики установки очистки воды "ЭЛОН-аква"

Технические характеристики генератора озона

 

Температура воздуха на входе в озонатор, °С
5 – 45
Относительная влажность воздуха, %
< 90
Максимальное аэродинамическое сопротивление озонатора, Па
200 – 500
Электрическая мощность, потребляемая озонатором, кВт
1 – 60
Электрическая мощность, потребляемая одной газоразрядной ячейкой озонатора,Вт
70-300
Концентрация пыли на входе в озонатор, мг/м3
< 2

 

Технические характеристики электролизёра

Номинальная производительность по воде, м3/час
0,1 – 20.000
Температура воды на входе в аппарат, °С
4 – 30
Электрическая мощность, потребляемая электролизёром, кВт
1 – 500
Концентрация загрязняющих веществ, г/м3
0,1 – 200
Питание установки осуществляется от сети 220 или 380В с пределами отклонений
20В

 

Электроэкология  Технология очистки воды, реализуемая в установке "ЭЛОН-аква"

1. Загрязнённая вода проходит через механический фильтр и затем насосом подаётся в электролизёр.

2. После заполнения электролизёра начинается первый этап обработки загрязнённой воды. Обработка воды осуществляется реализацией в течение 40 минут 2-х процессов: озонирования, электролиза. Упомянутые процессы проходят в замкнутом контуре, состоящем из водогазового эжектора и электролизёра. Циркуляция жидкости в контуре обеспечивается электронасосом.

3. Циркуляционным насосом загрязнённая вода прокачивается через водогазовый эжектор, в котором насыщается озоно-воздушной смесью, и затем через электролизёр. Озоно-воздушная смесь генерируется из очищенного от пыли воздуха в генераторе озона. Выделяющиеся при электролизе воды газы отводятся вентилятором.

4. По завершении первого этапа обработки (40 минут) начинается второй этап: загрязнённая вода в течение 20 минут подвергается процессу электролиза при увеличенной мощности источника питания электролизёра. Образующаяся при этом пена специальным насосом отводится из электролизёра.

5. По завершении второго этапа частично очищенная вода из электролизёра насосом через гидроциклон отводится в бак отстойник, в котором отстаивается в течение 30 минут. Шлам, образовавшийся в гидроциклоне, откачивается шламовым насосом.

6. По завершении процесса подачи очищенной воды в бак отстойник, шлам, образовавшийся в электролизёре, откачивается шламовым насосом, (насос включается на две минуты).

7. После 30-ти минутного процесса отстаивания чистая вода насосом через фильтр подаётся потребителю. После откачивания чистой воды шлам, образовавшийся в баке отстойнике, откачивается шламовым насосом (насос включается на две минуты).