Файл: Кожинов В.Ф. Озонирование воды.pdf

Т а б л и ц а 31

Затраты электроэнергии при различных способах смешивания озоно-воздушной смеси с водой

• Способ косвенного смешивания применен на станции озони­ рования воды в г. Берне (Швейцария).

Выбор способа смешивания озона с водой. Изложенное вы­ ше показывает, что для смешивания озоно-воздушной смеси с водой применяется довольно много различных способов. В од­ ной из работ приводятся данные по затратам электроэнергии в квт-ч на 1000 м3 воды, обработанной озоном при разных спо­ собах смешивания (табл. 31).

Цифры, приведенные в табл. 31, не могут быть признаны абсолютно правильными для всех случаев, тем более что серь­ езным фактором при оценке экономичности способа смешивания является величина потерь озона.

7. РЕКУПЕРАЦИЯ ОЗОНА И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЗАГАЗОВАННОСТИ АТМОСФЕРЫ И ПОМЕЩЕНИЙ

Рекуперация озона — использование непрореагировавшего озона, выходящего из верхней части контактных камер, поз­

потери озона могут достигать 25—35%. Это значит, что в воз­ душный бассейн площадки крупной озонаторной установки, вы­ рабатывающей 2—3 т озона в сутки, может ежесуточно выбра­ сываться 0,5—1 т непрореагировавшего озона. Если площадка

il23

очистных сооружений размещена в условиях недостаточной проветриваемости, то в жаркую погоду или в туман возможно образование «смога» с .высокой концентрацией озона.

Непрореагировав1Ший озон .рекуперируется в первых отсеках барботажных камер, куда поступает еще .не обработаннаяозо­

воздух содержит озон в пределах допустимых концентраций (не более 0,1 мг/м3).

В тех случаях когда озонатор,ная установка находится вбли­ зи ж.нлых массивов, предусматриваются дополнительные меро­ приятия. После рекуперации озона воздух из барботажных ка­ мер отсасывается специальными вентиляторами. Они забирают атмосферный воздух и смешивают его с отработанным. Полу­ ченная смесь выбрасывается через высокий вертикальный стояк в окружающую атмосферу. Вентиляторная установка дублирует систему рекуперации и рассчитывается только на случай .нару­ шения нормального эксплуатационного .режима.

Пример. Расчетная производительность блока первичного озонирования G03 = 150 кг/ч, или 3,6 т/сутки. Количество остаточного озона, поступаю­

щего на рекуперацию, 15 кг/ч» (t!0%). Количество озона в отработанном воздухе после рекуперации С0=3 кг/ч (2%).

Расчет рассеивания озона в атмосфере ведется .по методике П. И. Анд­ реева, а именно: определяется максимальная концентрация озона в атмо­

= 18-450=8.100 нм^/ч.

Количество воздуха для разбавления в соотношении Ь'1,2 принимаем

1 Расчет выполнен инж. В. А. Афанасьевым.

124

Защита персонала от загазованности внутренних помещений.

В зале озонаторов и в помещениях распределительных камер должна предусматриваться приточно-вытяжная вентиляция как постоянно действующая, так и аварийная на случай превыше­ ния допустимой концентрации озона.

Все вентиляционные системы автоматизируются на теп­ ловой режим и на степень загазованности. Включение аварий­ ной вентиляции происходит от газоанализаторов, настраивае­ мых на допустимую концентрацию озона. Управление электро­ двигателями вентиляционных систем предусматривается как местное, так и дистанционное с блокировкой вытяжных и соот­ ветствующих приточных устройств. Вентиляционное оборудова­ ние должно быть принято во взрывобезопасном исполнении.

Для аварийных работ в загазованной среде применяются автономные дыхательные приборы с переносными газоанализа­ торами.

Г л а в а VII

КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ ОЗОНАТОРНЫХ УСТАНОВОК И РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

1. КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ ОЗОНАТОРНЫХ ~ УСТАНОВОК БОЛЬШОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Озонирующая установка Мэри сюр Уаз (Франция). Ука­ занная водопроводная станция снабжает водой северный сек­ тор сети, обслуживающий 35 общин с суммарным населением около 400 тыс. человек в пригородной зоне Парижа.

Сооружения станции Мэри сюр Уаз включают: водоприем­ ник, подводящую самотечную галерею, насосную станцию I подъема; реагентное хозяйство; флокуляторы и горизонталь­ ные отстойники; скорые фильтры; установку для озонирования воды; резервуары чистой воды; вспомогательные здания и со­ оружения.

В насосной станции I подъема размещаются по две группы насосов на 100 тыс. и 70 тыс. м3/сутки. Насосы I подъема по­ дают речную воду в бак емкостью 360 м3, оборудованный ско­ ростными лопастными мешалками.' Сюда добавляется двуокись хлора и активированный уголь. Коагулянтом служит хлористое железо. Далее вода поступает в камеры хлопьеобразования, оборудованные лопастными мешалками с медленным враще­ нием (флокуляторы). Продолжительность пребывания воды в камерах 32 мин. Затем вода направляется в горизонтальные отстойники, состоящие каждый из двух коридоров шириной 5 м

125

и длиной 60 м. В вертикальной плоскости отстойник имеет три яруса, отделенных друг от друга двумя промежуточными пере­ крытиями. Это позволяет увеличить полезную площадь отстаи­ вания для каждого блока до 3420 м2, тогда как площадь зани­ маемой территории составляет только 1200 м2. Блок фильтров производительностью 80 тыс. м3/сутки имеет 10 отделений пло­ щадью по 108 м2. Установку для обеззараживания воды озоном обслуживают шесть генераторов озона Велсбах— Трейлигаз марки 2000, имеющие суммарную производительность по озону 12 кг в 1 ч при напряжении тока 20 тыс. в. Следующий блок оборудован тремя генераторами озона фирмы «Трейлигаз» типа CGE-5500, имеющими суммарную производительность по озону

16,5 кг/ч, или 396 кг/сутки.

Рис. 68. Принципиальная гидравлическая схема водоочистной станции Мэри сюр Уаз

охлаждается и осушается на установке для кондиционирования воздуха. Смешивание озоно-воздушной смеси с водой произво­ дится в контактных камерах общей емкостью 900 м3 путем диф­ фузии через пористые керамические трубки, размещенные у дна камеры. Размеры пор позволяют получить пузырьки озона весь­ ма малого диаметра.

Исследования по озонированию воды р. Уазы показали не­ обходимость повышения продолжительности пребывания воды в контактной камере до 16 мин вместо обычно рекомендуемых 5—6 мин. Этим и объясняется, довольно значительная емкость контактной камеры.

На случай выхода из строя озонаторной установки преду­ смотрена возможность дополнительной обработки воды дву­ окисью хлора и активированным углем после прохода воды

на 2,5 ч водопотребления).

На .рис. 68 приведена принципиальная гидравлическая схе­ ма водоочистной станции Мэри сюр Уаз.

В настоящее время во Франции продолжается строитель­ ство крупных станций озонирования воды. К числу их кроме станции Мэри сюр Уаз следует отнести станцию Шуази ле Руа

126

производительностью по озону 1200—1500 кг!сутки и станцию Орли с выработкой озона около 800 кг/сутки.

Озонирующая установка Белмонт (г. Филадельфия, США). Самая крупная в США установка для обработки воды озоном была сооружена на фильтровальной станции Белмонт в г. Фи­ ладельфии. На этой станции половина всего расхода воды под­ вергалась предварительному осветлению в открытых бассейнахотстойниках в течение 20 ч. При повышенной мутности речной воды производилось коагулирование взвешенных веществ серно­ кислым алюминием. Затем для расщепления фенолов, содержа­ щихся в речной воде, отстоенную воду озонировали. После это­ го 50% всей воды проходило через медленные фильтры, хло­ рировалось и самотеком подавалось в разводящую сеть нижней зоны города. Другая половина всего расхода воды направля­ лась по открытому каналу, где в нее добавлялись сернокис­ лый алюминий, известь, активированный уголь и хлор. Затем вода поступала на отстойники и скорые фильтры, после чего перекачивалась насосами в сеть верхней зоны города.

Таким образом, озонированию подвергалась необработан­ ная речная вода, а после ее осветления на отстойниках в филь­ трах производилось хлорирование. Предполагалось в дальней­ шем изменить очередность обработки, а именно: послепредва­ рительного осветления направлять воду на скорые фильтры, озонировать, а затем пропускать еще через медленные фильтры и, наконец, хлорировать.

Следовательно, и в перспективе предусматривалась заклю­ чительная добавка хлора в воду, обработанную озоном. По­ скольку исходная вода содержала фенольные загрязнения, это привело к ограничению роли озонирования до задачи устране­ ния привкусов и запахов воды.

Установка для озонирования производительностью по воде

электронный фильтр, где задерживалась пыль. Затем пятью

-собностыо по 3400 м31ч влагосодержание снижалось до 0,15 г/кг. Охлажденный и осушенный воздух поступал в озонаторы.

Ввод озона в смеси с воздухом в обрабатываемую воду про­ изводился через горизонтальные карборундовые плитки, раз­ мещенные у дна контактной камеры. Вода поступала в камеру сверху с противоположной стороны течения потока озонирован-

ч 1 В мае 1959 г> озонирующая установка Белмонт была демонтирована в связи с улучшением качества исходной воды и увеличением подачи воды со 136 тыс. до 410 тыс. м3/сутки.

127

ного воздуха и выходила снизу. Продолжительность контакта составляла 10 мин при средней дозе озона 1,6 'мг/л (макси­ мальная доза до 4 мг/л). Всего было предусмотрено три кон­ тактные камеры размером 7,6X7,6 м каждая с высотой слоя воды 5,7 м. В озонаторах системы «Велобах» с цилиндриче­

охлаждающая вода, одновременно обеспечивающая: 1) охлаж­ дение трубчатых электродов; 2) охлаждение воздуха при тихом

от сети высокого напряжения. Вторичная обмотка трансфор­ матора была соединена с одной стороны с проводом заземления, а с другой стороны — с изолированной входной клеммой озона­ тора. Эта клемма была присоединена специальными контактами к каждому из электродов высокого напряжения.

Все озонирующие устройства и вспомогательное оборудова­ ние размещались в одноэтажном кирпичном здании размером

16,2X28,6 м..

Установка Белмонт имела 50 озонаторов общей производи­ тельностью 567 кг озона в сутки. Средняя производительность

»освещение, отопление и другие мелкие

Таким образом, строительная стоимость озонирующей уста­ новки, включая все специальное оборудование, составила

128