Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков
ипохлорит кальция. Эти
вещества менее опасны в обращении, процесс их подготовки и подачи
значительно проще - практически аналогичен применению коагулянта.
Хлорную известь получают при обработке сухой, негашеной взвести хлором.
При контакте с воздухом и влагой хлорная известь постепенно разлагается
2СаС12О+СО2+Н2О ( СаСО3+СаС12+2НС1О
поэтому реагент необходимо хранить в сухом, вентилируемом помещении в
закрытой таре.
Гипохлорит кальция образуется при насыщении известкового молока хлором
2Са(ОН)2+2С12 ( Са(С1О)2+СаС12+2Н2О
Товарный продукт СаСl2O или Са(С1O)2 растворяют в растворном баке с
механическим перемешиванием. Количество баков не менее двух. Затем раствор
разбавляют в расходном баке до концентрации 0,5... 1( и подают в воду
дозаторами растворов и суспензии.
Учитывая коррозионную активность раствора, баки следует изготовлять из
дерева, пластмассы или железобетона, из коррозионностойких материалов
(полиэтилен или винипласт) должны быть также трубопроводы и арматура.
Диоксид хлора получают непосредственно на водоочистной станции
хлорированием хлорита натрия NaС1O2:
2NaClO2 + С12( 2С1O2+2NаС1
Вместо хлора можно для получения ClO2 также использовать озон или
сoляную кислоту
2NаС1O2 + O3 + Н2O ( 2С1O2 + 2NаОН+O2;
5NaС1O2+4НС1 ( 4С1O2 + 5NаС1+ 2Н2O,
СlO2 является ядовитым, взрывоопасным газом с интенсивным запахом,
водный раствор его практически безопасен. По сравнению с Cl2 двуокись хлора
имеет ряд преимуществ - более высокая бактерицидность в щелочной среде,
более активно окисляет органические вещества, может разлагать фенолы, не
придавая при этом воде хлорфенольного запаха, наличие в воде аммиака не
снижает эффективности ClO2.
Хлорирование воды гипохлоритом натрия.
На водоочистных станциях, где суточный расход хлора не превышает 50 кг,
где транспортировка, хранение и подготовка токсичного хлора связаны с
трудностями, можно для хлорирования воды использовать гипохлорит натрия
NаСlO. Данный реагент получают на станция в процессе электролиза раствора
поваренной соли. Электролизная установка состоит из бака концентрированного
раствора соли (растворного бака), электролизной ванны (электролизера), бака-
накопителя раствора гипохлорита, выпрямителя и блока управления.
Растворных баков должно быть не менее двух, их суммарный объем должен
обеспечить бесперебойную работу установки в течение 24 ч. При мокром
хранении соли объем растворных баков принимается из расчета 1,5 м3 на 1 т
соли. Допускается хранение соли на складе в сухом виде, причем толщина слоя
соли не должна превышать 2 м.
В растворном баке изготовляется раствор, близкий к насыщенному
-200...310 г/л. Для перемешивания применяют механические устройства н
циркуляционные насосы.
Электролизеры могут быть проточного или непроточного типа. Наиболее
широко используют последние. Они представляют собой ванну с установленным
там пакетом пластинчатых электродов. Электроды, как правило графит,
присоединяют в сеть постоянного тока.
В электролизной ванне происходит диссоциация соли, a также воды. При
включении электролизера в сеть на аноде будет происходить окисление
хлоридов 2Сl[pic] - 2e ( Cl2, затем их гидролиз Сl2 + Н2O ( НС1O+НC1. На
катоде выделяется газ Н2, образуется едкий натр
В результате реакции NаОН с НСlO образуется гипохлорит.
В межэлектродном пространстве электролизера непроточного типа плотность
электролита в результате его насыщения пузырьками газа будет меньше, чем в
остальном объеме ванны, поэтому будет происходить циркуляция раствора -
между электродами восходящее, в остальной ванне нисходящее течение
электролита. Циркуляция продолжится до полного электролиза всего раствора
поваренной соли. Затем электролизная ванна опорожняется и заполняется новой
порцией раствора NaCl.
При работе электролизера необходимо свести к минимуму распад
образованного NaClO. Для этого следует процесс электролиза проводить при
низкой температуре и большой плотности тока на аноде, воздерживаясь от
перемешивания электролита в ванне.
В СНГ серийно изготовляются электролизеры непроточного типа марки ЭВ.
На станции необходимо иметь не менее трех электролизеров, которые
устанавливают в сухом отапливаемом помещении. В электролизной ванне должны
быть трубопроводы для водяного охлаждения, над электролизером устанавливают
зонт вытяжной вентиляции.
Концентрация рабочего раствора соли в электролизной ванне принимается
100...120 г/л, высотное расположение электролизера должно обеспечить
поступление раствора NаСlO в бак-накопитель самотеком. Бак-накопитель
размещают в вентилируемом помещения, дозировка раствора гипохлорита в воду
происходит эжектором, насос-дозатором или другим устройством для подачи
растворов и суспензий.
Хлорирование воды прямым электролизом.
Для электролитического изготовления бактерицидного хлора можно
использовать хлоридные ионы, имеющиеся в самой природной воде. Метод
называется прямым электролизом, разработана соответствующая установка
«Поток». Применение установки возможно при содержании в воде хлоридов не
менее 20 мг/л н общей жесткости не более 7 мг-экв/л.
Установка «Поток» состоит из вертикального электролизера, который на
фланцах присоединяется к трубопроводу обрабатываемой воды. Движение воды -
снизу вверх. Кроме того имеется блок питания и замкнутая система кислоты,
предназначенная для смыва с электродов карбонатной пленки. В систему входят
бак и кислотостойкий насос. Размеры электролизера 940х815х1590 мм, давление
в рабочей камере - не более 0,5 МПа, номинальная мощность 7,6 кВт-ч,
производительность 15...150 м3/ч.
Основной проблемой является образование карбонатной пленки на
поверхности электродов, что значительно снижает срок стабильной непрерывной
работы установки. Для смыва пленки применяется 3%-ный раствор НС1.
Если жесткость обрабатываемой воды не более 3...4 мг-экв/л,
рекомендуется направлять всю воду через электролизер; при жесткости 10...12
мг-экв/л - 10...12( воды, которая затем перемешивается с остальным потоком.
Перехлорирование и дехлорирование, с аммонизацией.
Хлорирование воды с повышенными дозами перед очистными сооружениями
называют перехлорированием. Метод применяется в условиях, когда
микробиологические свойства воды быстро и в больших пределах меняются, а
также при высокой цветности природной воды, большом содержании в воде
органических веществ и планктона. Перехлорирование используют в системах
технического водоснабжения как средство против образования биологической
пленки. Целесообразность применения перехлорирования в системах
хозяйственно-питьевого водоснабжения необходимо решить на основе
технологических исследований и анализов. При этом надо особо принимать во
внимание возможность образования хлорорганических соединений
(тригалогенметанов). Это результат хлорирования воды, содержащей много
.органических веществ. Тригалогенметаны (хлороформ и другие соединения) -
канцерогенные вещества, содержание которых в питьевой воде во многих
странах нормируется стандартом. В частности, Всемирная ассоциация
здравоохранения рекомендует норму 30 мг/л. Для предотвращения образования
хлорорганических веществ при подготовке хозяйственно-питьевых вод
рекомендуется отказаться от введения хлора до очистных сооружений
(первичное хлорирование), заменить С12 на ClO2 или О3, использовать
окислители в комбинации c сорбентами. Например, по схеме: О3 - активный
уголь - вторичное хлорирование.
Для обеспечения требуемого содержания в воде остаточного хлора после
перехлорировання, а также в других случаях необходимо воду дехлорировать. С
этой целью применяют физические и химические способы.
При физических способах избыток активного хлора выделяется из воды
сорбентами или аэрированием. Используют угольные фильтры с толщиной слоя
угля 2,5 м при скорости фильтрования 20...25 м/ч. Аэрирование дает
положительные результаты при рН<5 и небольшом количестве удаляемого хлора.
Поскольку многие соединения хлора не улетучиваются, эффективность
аэрирования низка.
При химическом дехлорировании избыточный активный хлор связывается с
сульфитом натрия или двуокисью серы.
Как известно, хлорамины по сравнению с молекулярным хлором
органолептически менее ощутимы, их действие более долговременное, при
наличии в воде фенолов они не образуют хлорфенольных запахов. С этой целью
иногда целесообразно хлорировать с аммонизацией, т. е. подать в воду
дополнительно к хлору аммиак. Технология аммонизации воды аналогична
хлорированию жидким хлором. Аммиак также прибывает на станцию в баллонах в
сжиженном виде. При реакции NH3 с хлорноватистой кислотой в воде образуются
моно- и дихлорамины. Следует учесть, что добавкой аммиака можно сэкономить
до 60( хлора, израсходованного для обеззараживания. NH3 и Cl2
перемешиваются в пропорции 1:4...1:10.
Если цель аммонизации - предотвращение образования хлорфенольного
запаха, аммиак добавляется в воду за 2... 3 мин до введения хлора
(переаммонизация), если цель--снижение интенсивности хлорного запаха и
привкуса, а также продление бактерицидного действия хлора, то аммиак
добавляется после хлорирования (постаммонизация).
Озонирование воды
Озон (О3) -более сильный окислитель, чем диоксид
| |  скачать работу |
Обеззараживание и обезвреживание с иcпользованием окислителей природных, сточных вод и их осадков |
