Застосування технології озонування і сорбційного очищення води на локальних установках

5. Застосування технології озонування і сорбційного очищення води на локальних установках

Останніми роками для малих населених місць, санаторіїв, будинків відпочинку, сільських селищ, гарнізонів і військових містечок знайшли широке вживання установки заводського виготовлення, що випускаються російською та українською промисловістю.

Продуктивність цих установок змінюється в діапазоні від 100 до 10000 м³/добу.

Для очищення підземних вод від заліза і марганцю використовуються установки типа «Деферит»[7]. Для очищення підземних вод, що містять складніші форми заліза, підвищених концентрацій фтору і солей жорсткості, а також для поверхневих вод використовуються установки «Струмінь-М». Для досить великих комунальних споживачів розроблені і виготовляються водоочисні станції заводського виготовлення типа «Роса» продуктивністю від 1,6 до 1000 м³/добу

За наявності в джерелах водопостачання хімічних забруднень (фенолів, нафтопродуктів), органічних сполук, а також наявності підвищених концентрацій марганцю і сірководню, всі вказані типи установок можуть бути додатково оснащені блоками озонування і сорбційного очищення води..

При цьому продуктивність озонаторів може змінюватися від 100 г до 2 кг/ч. Для сорбційного очищення слід використовувати додаткові фільтри в кількості меншому в 1,5 - 2 рази, чим піщаних. Для оснащення водоочисних установок вказаним устаткуванням потрібне додаткове конструкторське опрацювання в розробці креслень дообладнання до кожного розміру установок.

6. Експерементальні дослідження

Для встановлення закономірностей очищення води за допомогою деструкційних методів було проведено серії дослідів по вивченню впливу озону на очистку модельних розчинів.

6.1 Визначення масової частки озону в озоно-повітряній суміші (ОПС).

Рисунок. 6.1 Схема установки озонування води

1 – компресор; 2 – фільтр-осушник; 3 – манометр; 4 – система регулювання тиску; 5 – абсорбційна колона; 5.1 – кран відбору проб; 5.2 – пориста перегородка; 5.3 – кришка; 6,7 – трьоходові крани; 8 – дрексель для аналізу; 9 – газовий годиник; 10 – вловлювач озону; 11 – захисна петля; 12 – озонатор.

Визначення озону в ОПС здійснюється об’ємнометричним методом. Для проведення аналізу дрексель 8 заповнюють на 2/3 5÷10% розчином КІ. Вмикають компресор 1 за допомогою системи 4 виставляють витрату ( при чому тиск на манометрі 3 не повинен перевищувати 0,15 МПа). Кран 6 повинен бути в положенні в обхід колони 5. Вмикають озонатор і виставляють напругу в межах 20÷35 кВ, пропускають 5÷10 літрів ОПС, при чому фіксують час, за який ця суміш пройде дрексель 8. Об’єм встановлюють за допомогою газового годинника 9. Розчин з дрекселя 8 кількісно переносять в колбу на титрування (на 500 мл), додають 20 мл 1н H₂SO₄ та 5÷10 крапель 1% розчину крохмалу( крохмал має бути свіжоприготовленим).

Титрують отриману суміш, до знебарвлення, розчином Na₂S₂O₃ 0.005 н попередньо додавши 20 мл 1Н сульфатної кислоти.

Вміст O₃ в ОПС визначають за формулою:

X=(V(Na₂S₂O₃)∙K∙0.005∙24)/V, (6.1.1)

де X – вміст O₃ в ОПС г/дм³,

V(Na₂S₂O₃) – об’єм тіосульфату, що пішов на титрування,

К – поправочний коефіцієнт концентрації Na₂S₂O₃,

0,005 – концентрація Na₂S₂O₃,

24 – еквівалент озону,

V - об’єм ОПС.

Далі знаходимо витрату ОПС.

W= V/t; (6.1.2)

де V– витрата ОПС, дм³/c,

t – час, за який пройшло V літрів газу.

А потім визначаємо концентрацію озону, яку продукує озонатор.

С(O₃) = X∙W; г O₃ / дм³. (6.1.3)

6.2 Видалення барвників за допомогою озонування

Для проведення досліджень необхідно приготувати 1 дм³ води з концентрацією барвника 40÷200 мг/дм³. (В якості барвника підійде будь-який барвник органічної природи). 600 см³ отриманого розчину заливають в абсорбційну колону 5, в яку через пористу перегородку 5.2 подається ОПС. Закривають кришку 5.3. В разі коли немає необхідності у визначенні залишкового озону кран 7 переводять у положення 1. При цьому газ після колонки 5 йде на поглинач 10.

Для визначення залишкового озону кран 7 переводять у положення 2 і проводять згідно методики О₃ в ОПС.

Для встановлення кінетики видалення барвників кожні 5 хв проводять визначення оптичної густини, пробу для аналізу відбирають через кран 5.1.

Перед початком роботи визначають довжину хвилі для даного барвника та довжину кювети, використовуючи для цього вихідний розчин.

Ступінь освітлення визначають по формулі:

Z=(A_вих-A)/A_вих∙100%; (6.2.1)

де A_вих – оптична густина вихідного розчину;

А – оптична густина розчину після озонування.

Для визначення ефективності очищення води за допомогою озонування були приготовані зразки (імітати) стічних вод, що містять наступні барвники: порціону оливково-зелений, та легко змивний червоний.

Проведені досліди з барвником порціону оливково-зелений.

Проби барвників, що відбиралися через кожні 5 хв хвилі поміщені в окремі склянки, для визначення оптичної густини. Довжина хвилі складала 400 нм, кювета l=20.055 мм, тобто 2 см.

В результаті проведених досліджень були отримані наступні результати.

Дослід 1.