Озонування, як метод очищення побутових стоків

Підготовка стічних вод

Механічне очищення стічних вод — це перший етап в системі очищення, спрямований на видалення крупних частинок і нерозчинних домішок із стічних вод. Основні методи механічного очищення включають:

• Грати та сита — грати та сита використовуються для видалення великих твердих предметів, таких як гілки, пластик, текстиль та інше сміття.
• Пісковловлювачі — піщані пастки призначені для видалення піску, гравію та інших важких неорганічних частинок, які осідають на дні резервуару під дією гравітації.
• Відстійники — використовуються для видалення дрібних суспендованих твердих речовин через процес відстоювання.
• Флотація — це процес видалення дрібних суспендованих твердих речовин, жирів, масел та інших забруднювачів, які не осідають.
• Гідроциклони — використовують відцентрову силу для відокремлення твердих частинок від води.
• Мікрофільтрація — використовує мембрани з дуже дрібними порами для видалення дрібних частинок і мікроорганізмів з води. Цей метод дозволяє досягти високого рівня очищення.

Генерація озону

Процес генерації озону включає кілька ключових етапів та використання спеціального обладнання для створення озону з кисню або атмосферного повітря:

• Вибір джерела кисню — чистий кисень або атмосферне повітря.
• Осушення повітря — для цього використовують осушувачі або системи охолодження та конденсації вологи.
• Генерація озону за рахунок утворення високовольтного поля, яке створює коронарний розряд.
• Ультрафіолетове випромінювання — УФ-лампи створюють випромінювання, яке розриває O₂ на окремі атоми, що утворюють O₃.
• Озонування — озонований газ подається в стічні води через системи змішування, такі як дифузори, інжектори або контактні колони.
• Контроль та моніторинг — дозволяє регулювати процес озонування, забезпечуючи оптимальну ефективність та безпеку.
• Дегазація — після озонування надлишок озону, який не прореагував, необхідно видалити. Для цього використовують дегазаційні колони або активоване вугілля, що абсорбує залишковий озон.
• Розклад озону — оскільки озон є нестійким і швидко розкладається на кисень, залишковий озон у воді або викидних газах можна нейтралізувати перед випуском у навколишнє середовище.

Введення озону в стічні води

Озон вводиться в стічні води через спеціальні системи змішування, такі як дифузори або інжектори. Ці системи забезпечують ефективне розчинення озону у воді і максимальний контакт між озоном та забруднювачами.

Реакція озону з забруднювачами

Озон діє як сильний окислювач і взаємодіє з органічними та неорганічними забруднювачами у воді. Він розщеплює органічні сполуки, знищує бактерії, віруси та інші мікроорганізми, а також може видаляти кольорові речовини та запахи. Озон також може перетворювати токсичні речовини на менш шкідливі або нешкідливі сполуки.

Реакція озону з забруднювачами в стічних водах включає декілька основних механізмів, завдяки яким озон ефективно окислює і знешкоджує органічні та неорганічні забруднювачі, а також мікроорганізми. Ось детальний опис цих процесів:

• Окислення органічних забруднювачів — озон розщеплює складні органічні сполуки на більш прості та менш токсичні сполуки.
• Дезінфекція мікроорганізмів — озон руйнує клітинні мембрани бактерій, вірусів та інших патогенних мікроорганізмів, що призводить до їх загибелі.
• Окислення неорганічних забруднювачів — озон окислює нітрити (NO₂⁻) до нітратів (NO₃⁻), які є менш токсичними і стабільними формами азоту у воді.
• Видалення кольорових речовин та запахів — озон розщеплює хромофори (структурні частини молекул, що відповідають за колір), видаляючи кольорові забруднення з води.
• Усування запахів — озон окислює молекули, що викликають неприємні запахи, наприклад, сірководень (H₂S), аміни та інші леткі органічні сполуки.

Контактна камера

Контактна камера є важливим компонентом системи озонування стічних вод, де забезпечується ефективний контакт озону з водою для досягнення максимальної ефективності очищення та дезінфекції. Ось детальний опис функцій і конструкції контактної камери:

Основні функції контактної камери:

• Забезпечення тривалого контакту озону з водою — це необхідно для досягнення повного окислення органічних та неорганічних речовин, а також для дезінфекції.
• Оптимізація розчинення озону — відбувається за рахунок спеціальних конструктивних елементів, таких як дифузори або інжектори, які вводять озон у воду у вигляді дрібних бульбашок.
• Контроль турбулентності потоку — допомагає контролювати турбулентність потоку води, що забезпечує рівномірний розподіл озону і покращує контакт між озоном і забруднювачами.

Конструкція контактної камери:

• Резервуар — являє собою великий резервуар, виготовлений з корозійностійких матеріалів, таких як нержавіюча сталь або високоякісний пластик. Розмір і форма резервуара залежать від обсягу стічних вод, що обробляються, і необхідного часу контакту.
• Дифузори або інжектори — вводять озон у вигляді дрібних бульбашок через пористі мембрани, тоді як інжектори створюють потік озонованого газу під тиском, змішуючи його з водою.
• Зонування камери — камера може бути розділена на кілька зон для забезпечення поступового змішування озону з водою і рівномірного розподілу окиснювача по всій довжині камери.
• Системи перемішування — забезпечують додаткове змішування озону з водою і покращують контакт між озоном і забруднювачами.
• Вихідні та вхідні отвори — отвори розташовані так, щоб забезпечити максимальний час перебування води в камері і рівномірний потік.
• Системи моніторингу — регулюють процес озонування і забезпечують оптимальні умови для очищення.

Етапи роботи контактної камери:

1. Введення озону.
2. Змішування і реакція.
3. Вихід очищеної води.

Дегазація озону

Дегазація озону в процесі очищення стічних вод є важливим етапом, необхідним для видалення залишкового озону, який не прореагував з забруднювачами. Цей етап забезпечує безпеку подальшого використання або скидання очищених вод, оскільки надлишковий озон може бути шкідливим для навколишнього середовища та здоров’я людей. Ось детальний опис процесу дегазації озону:

Основні етапи дегазації озону:

• Подача озонованої води у дегазаційну систему — після завершення процесу озонування стічні води, які містять залишковий озон, направляються у дегазаційну систему.
• Контакт із дегазаційним середовищем — сприяє видаленню озону. Це може бути повітря, активоване вугілля або інші адсорбційні матеріали.
• Видалення озону з води — озон видаляється з води та переходить у газову фазу або абсорбується спеціальними матеріалами.

Основні методи дегазації озону:

• Дегазаційні колони — вода проходить через спеціальні вертикальні резервуари (колони), де озон виділяється у вигляді газу і піднімається вгору, виходячи з води. Дегазаційні колони можуть бути обладнані системами примусового повітрообміну для підвищення ефективності процесу.
• Адсорбційні фільтри — використовуються фільтри з активованим вугіллям або іншими адсорбційними матеріалами, які поглинають залишковий озон з води. Це забезпечує ефективне видалення озону і запобігає його виходу в навколишнє середовище.
• Контроль рівня озону — після дегазації воду перевіряють на наявність залишкового озону за допомогою спеціальних датчиків або хімічних тестів. Це дозволяє впевнитися, що озон повністю видалений і вода відповідає встановленим стандартам якості.
• Відведення очищеної води — після підтвердження відсутності залишкового озону вода може бути скинута у водні об’єкти, використана повторно або направлена на подальші стадії очищення.

Технології дегазації озону:

• Повітряні дегазаційні колони — у цих установках вода протікає вниз по колоні, а повітря піднімається вгору. Озон переходить з води у газову фазу і виходить разом із повітряним потоком. Іноді застосовують примусове повітрообмін для підвищення ефективності процесу.
• Вакуумні дегазатори — використання вакууму дозволяє ефективніше видаляти озон з води. Вакуумні дегазатори створюють умови низького тиску, при яких озон переходить у газову фазу і видаляється.
• Адсорбційні системи — активоване вугілля або інші адсорбційні матеріали використовуються для поглинання залишкового озону з води. Ці системи можуть бути розташовані після основних дегазаційних колон для додаткового очищення.
• Хімічна дегазація — деякі системи використовують хімічні реагенти для нейтралізації залишкового озону. Наприклад, пероксид водню або сульфіт натрію можуть використовуватися для хімічного розкладання озону.

Переваги дегазації озону включають забезпечення відповідності очищеної води встановленим екологічним та санітарним нормам, підвищення ефективності подальших процесів.

Посточистка та викид очищеної води

Після озонування вода може проходити додаткові стадії очищення, такі як фільтрація або адсорбція, для видалення залишкових продуктів реакції. Очищена вода потім може бути скинута у водні об’єкти, використана повторно або направлена на подальше очищення.

Озонування є дуже ефективним методом очищення стічних вод, оскільки озон здатний знищувати широкий спектр забруднювачів і забезпечувати високу ступінь дезінфекції без утворення шкідливих побічних продуктів. Однак, цей метод потребує спеціального обладнання та технічного обслуговування, що може збільшити витрати на очищення.

Компанія ЗІКО це лідер на ринку очистки стічних вод, тому ви завжди можете покластись на наш професіоналізм та досвід, довіривши очистку стоків у себе вдома чи на промисловості.