Озонирование как метод очистки бытовых стоков

Подготовка сточных вод

Механическая очистка сточных вод – это первый этап в системе очистки, направленный на удаление крупных частиц и нерастворимых примесей из сточных вод. Основные методы механической очистки включают в себя:

• Игры и сита — решетки и сита используются для удаления крупных твердых предметов, таких как ветки, пластик, текстиль и другой мусор.
• Пескоуловители — песчаные ловушки предназначены для удаления песка, гравия и других тяжелых неорганических частиц, которые оседают на дне резервуара под действием гравитации.
• Отстойники используются для удаления мелких суспендированных твердых веществ через процесс отстаивания.
• Флотация — это процесс удаления мелких суспендированных твердых веществ, жиров, масел и других не осаждающихся загрязнителей.
• Гидроциклоны используют центробежную силу для отделения твердых частиц от воды.
• Микрофильтрация — использует мембраны с очень мелкими порами для удаления мелких частиц и микроорганизмов из воды. Этот метод позволяет добиться высокого уровня очистки.

Генерация озона

Процесс генерации озона включает в себя несколько ключевых этапов и использование специального оборудования для создания озона из кислорода или атмосферного воздуха:

• Выбор источника кислорода — чистый кислород или атмосферный воздух.
• Осушение воздуха — для этого используются осушители или системы охлаждения и конденсации влаги.
• Генерация озона за счет образования высоковольтного поля, создающего коронарный разряд.
• Ультрафиолетовое излучение — УФ-лампы создают излучение, которое разрывает O₂ на отдельные атомы, образующие O₃.
• Озонирование — озонированный газ подается в сточные воды через системы смешения, такие как диффузоры, инжекторы или контактные колонны.
• Контроль и мониторинг – позволяет регулировать процесс озонирования, обеспечивая оптимальную эффективность и безопасность.
• Дегазация — после озонирования излишек непрореагировавшего озона необходимо удалить. Для этого используют дегазационные колонны или активированный уголь, абсорбирующий остаточный озон.
• Расписание озона — поскольку озон неустойчив и быстро разлагается на кислород, остаточный озон в воде или бросовых газах можно нейтрализовать перед выпуском в окружающую среду.

Введение озона в сточные воды

Озон вводится в сточные воды через специальные системы смешения, такие как диффузоры или инжекторы. Эти системы обеспечивают эффективное растворение озона в воде и наибольший контакт меж озоном и загрязнителями.

Реакция озона с загрязнителями

Озон действует как мощный окислитель и взаимодействует с органическими и неорганическими загрязнителями в воде. Он расщепляет органические соединения, уничтожает бактерии, вирусы и другие микроорганизмы, а также удаляет цветные вещества и запахи. Озон также может превращать токсичные вещества в менее вредные или безвредные соединения.

Реакция озона с загрязнителями в сточных водах включает в себя несколько основных механизмов, благодаря которым озон эффективно окисляет и обезвреживает органические и неорганические загрязнители, а также микроорганизмы. Вот подробное описание этих процессов:

• Окисление органических загрязнителей — озон расщепляет сложные органические соединения на более простые и менее токсичные соединения.
• Дезинфекция микроорганизмов — озон разрушает клеточные мембраны бактерий, вирусов и других патогенных микроорганизмов, что приводит к их гибели.
• Окисление неорганических загрязнителей — озон окисляет нитриты (NO₂⁻) до нитратов (NO₃⁻), которые являются менее токсичными и стабильными формами азота в воде.
• Удаление цветных веществ и запахов — озон расщепляет хромофоры (структурные части отвечающих за цвет) молекул, удаляя цветные загрязнения из воды.
• Устранение запахов — озон окисляет молекулы, вызывающие неприятные запахи, например сероводород (H₂S), амины и другие летучие органические соединения.

Контактная камера

Контактная камера является важным компонентом системы озонирования сточных вод, где обеспечивается эффективный контакт озона с водой для достижения максимальной эффективности очистки и дезинфекции. Вот подробное описание функций и конструкции контактной камеры:

Основные функции контактной камеры:

• Обеспечение длительного контакта озона с водой — это необходимо для достижения полного окисления органических и неорганических веществ, а также для дезинфекции.
• Оптимизация растворения озона — происходит за счет специальных конструктивных элементов, таких как диффузоры или инжекторы, которые вводят озон в воду в виде мелких пузырьков.
• Контроль турбулентности потока — помогает контролировать турбулентность потока воды, что обеспечивает равномерное распределение озона и улучшает контакт между озоном и загрязнителями.

Конструкция контактной камеры:

• Резервуар представляет собой большой резервуар, изготовленный из коррозионностойких материалов, таких как нержавеющая сталь или высококачественный пластик. Размер и форма резервуара зависят от объема обрабатываемых сточных вод и необходимого времени контакта.
• Диффузоры или инжекторы — вводят озон в виде мелких пузырьков через пористые мембраны, тогда как инжекторы создают поток озонированного газа под давлением, смешивая его с водой.
• Зонирование камеры — камера может быть разделена на несколько зон для обеспечения постепенного смешивания озона с водой и равномерного распределения окислителя по всей длине камеры.
• Системы перемешивания обеспечивают дополнительное смешивание озона с водой и улучшают контакт между озоном и загрязнителями.
• Выходные и входные отверстия — отверстия расположены так, чтобы обеспечить максимальное время нахождения воды в камере и равномерный поток.
• Системы мониторинга регулируют процесс озонирования и обеспечивают оптимальные условия для очистки.

Этапы работы контактной камеры:

1. Введение озона.
2. Смешивание и реакция.
3. Выход чистой воды.

Дегазация озона

Дегазация озона в процессе очистки сточных вод является важным этапом, необходимым для удаления остаточного озона, не прореагировавшего с загрязнителями. Этот этап обеспечивает безопасность дальнейшего использования или сброса очищенных вод, поскольку избыточный озон может быть вредным для окружающей среды и здоровья людей. Вот подробное описание процесса дегазации озона:

Основные этапы дегазации озона:

• Подача озонированной воды в дегазационную систему — после завершения процесса озонирования сточных вод, содержащих остаточный озон, направляются в дегазационную систему.
• Контакт с дегазационной средой — способствует удалению озона. Это может быть воздух, активированный уголь или другие адсорбционные материалы.
• Удаление озона из воды — озон удаляется из воды и переходит в газовую фазу или абсорбируется специальными материалами.

Основные методы дегазации озона:

• Дегазационные колонны — вода проходит через специальные вертикальные резервуары (колонны), где озон выделяется в виде газа и поднимается вверх, выходя из воды. Дегазационные колонны могут быть оборудованы системами принудительного воздухообмена для повышения эффективности процесса.
• Адсорбционные фильтры — используются фильтры с активированным углем или другими адсорбционными материалами, которые поглощают остаточный озон из воды. Это обеспечивает эффективное удаление озона и предотвращает его выход в окружающую среду.
• Контроль уровня озона — после дегазации воду проверяют на наличие остаточного озона с помощью специальных датчиков или химических тестов. Это позволяет убедиться, что озон полностью удалён и вода соответствует установленным стандартам качества.
• Отвод очищенной воды — после подтверждения отсутствия остаточного озона вода может быть сброшена в водные объекты, использована повторно или направлена ​​на последующие стадии очистки.

Технологии дегазации озона:

• Воздушные дегазационные колонны — в этих установках вода протекает вниз по колонне, а воздух поднимается вверх. Озон переходит из воды в газовую фазу и выходит вместе с воздушным потоком. Иногда применяют принудительный воздухообмен для повышения эффективности процесса.
• Вакуумные дегазаторы — использование вакуума позволяет более эффективно удалять озон из воды. Вакуумные дегазаторы создают условия низкого давления, при которых озон переходит в газовую фазу и удаляется.
• Адсорбционные системы — активированный уголь или другие адсорбционные материалы используются для поглощения остаточного озона из воды. Эти системы могут быть расположены после основных дегазационных колонн для дополнительной очистки.
• Химическая дегазация — некоторые системы используют химические реагенты для нейтрализации остаточного озона. К примеру, пероксид водорода или сульфит натрия могут использоваться для химического разложения озона.

Преимущества дегазации озона включают в себя обеспечение соответствия очищенной воды установленным экологическим и санитарным нормам, повышение эффективности дальнейших процессов.

Посточистка и выброс очищенной воды

После озонирования вода может проходить дополнительные стадии очистки, такие как фильтрация или адсорбция для удаления остаточных продуктов реакции. Очищенная вода затем может быть сброшена в водные объекты, использована повторно или направлена ​​на последующую очистку.

Озонирование представляет собой очень эффективный метод очистки сточных вод, поскольку озон способен уничтожать широкий спектр загрязнителей и обеспечивать высокую степень дезинфекции без образования вредных побочных продуктов. Однако этот метод требует специального оборудования и технического обслуживания, что может увеличить расходы на очистку.

Компания ЗИКО является лидером на рынке очистки сточных вод, поэтому вы всегда можете положиться на наш профессионализм и опыт, доверив очистку стоков у себя дома или промышленности.