Наиболее распространенным химическим методом обеззараживания воды с использованием соединений кислорода является озонирование (озон-аллотропная модификация кислорода). Озон обладает высокой бактерицидной активностью и обеспечивает надежное обеззараживания воды даже по отношению к спорообразующим бактериям. Благодаря сильной окислительной способности озон разрушает клеточные мембраны и стенки. Обработка сточных вод озоном на заключительном этапе позволяет получить более высокую степень очистки и обезвредить различные токсичные соединения. Исследования по токсикологической оценке озонирования показали отсутствие негативного воздействия обеззараженной воды на организм теплокровных животных и человека. Эффект озонофлотации позволяет отказаться от применения фильтров доочистки перед озонированием и снизить затраты на проведение процесса. В настоящее время в отечественной практике применяются трубчатые озонаторы различной конструкции. Они работают при частоте тока 50 Гц. Озонаторы комплектуются необходимыми средствами управления и контроля, автоматическими блоками компремирования воздуха, осушителями воздуха, водоотделителями, автоматическими блоками с озоном или с его водными растворами, которые изготовлены из устойчивых противокоррозионных материалов - нержавеющей стали, алюминия или пластических масс.
Основные факторы, сдерживающие и затрудняющие широкое использование озона, обусловлены относительно высокой его себестоимостью, что определяется невысоким качеством озонаторных установок промышленного типа, пропускной способностью 10-50 кг/ч и малой степенью использования (50 - 70%) озона в существующих конструкциях смесителей с водой.
Ультрафиолетовое обеззараживание.
Предлагаемый способ не требует введения в воду химических реагентов, не влияет на вкус и запах воды и действует не только на бактериальную флору, но и бактериальные споры. Бактерицидное облучение действует почти мгновенно и, следовательно, вода, прошедшая через установку, может сразу же поступать непосредственно в систему оборотного водоснабжения или в водоем. Из числа возможных альтернатив хлорирования в технологической схеме очистки сточных вод предпочтение можно отдать применению ультрафиолетовых лучей, так как дезинфекция с их помощью не оказывает токсического влияния на водные организмы и не приводит к образованию вредных для здоровья химических соединений. Эффект обеззараживания основан на воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Бактерицидный эффект зависит от прямого воздействия ультрафиолетовых лучей на каждую бактерию. Обработанная ультрафиолетовым излучением вода должна иметь достаточную прозрачность, поскольку в загрязненных водах интенсивность проникновения УФ-лучей быстро затухает, что ограничивает использование УФ установок для обеззараживание сточных вод. Обеззараживание воды происходит вследствие фотохимического воздействия на бактерии ультрафиолетовой бактерицидной энергией, излучаемой специальными лампами. Установки УФ-обеззараживания комплектуются ртутными лампами двух типов: высокого и низкого давления. Достоинство аргон-ртутных ламп низкого давления состоит в том, что основное излучение их совпадает с энергией максимального бактерицидного действия. В ртутном разряде низкого давления (3-4 мм рт ст.) около 70% всей излучаемой мощности приходится на область ультрафиолетовых лучей. Однако относительно небольшая потребляемая электрическая мощность (15-60 Вт) ограничивает их применение в установках небольшой производительности для обеззараживания воды (до 20-30 м3/ч). Исследования показали, что для обеззараживания воды могут быть использованы аргон-ртутные лампы низкого давления (так называемые "бактерицидные") и ртутно-кварцевые лампы высокого давления. Лампы высокого давления (по сравнению с лампами низкого давления) обладают более высокой мощностью УФ-излучения, но и более низким энергетическим коэффициентом полезного использования излучения. Влияние УФ-установок на сточные воды зависит от типа ламп. Лампы с высокой энергией излучения и "размытым" спектром излучаемых волн наряду с бактерицидным эффектом обладают эффектом окислительного воздействия. Механизм такого воздействия заключается в образовании свободных радикалов и пероксида водорода при фотолизе. Распад пероксида водорода в сточной воде сопровождается образованием вторичных свободных радикалов, вовлечением кислорода и растворенных в воде ионов металлов в процессы окисления загрязняющих веществ. Негативным последствием "размытого" спектра является процесс интенсивного потемнения кварцевых чехлов под действием излучения, что снижает КПД и срок использования ламп. Ртутно-кварцевые лампы высокого давления (400-800 мм рт. ст.) имеют потребляемую мощность 1000-2500 Вт и излучают большое количество концентрированной бактерицидной энергии, поэтому они вполне применимы для обезвреживания больших масс воды, имеющей небольшое бактериальное загрязнением и хорошие санитарно-химические показатели. Максимально допустимый срок службы ламп установлен 4500-5000 часов фактической продолжительности горения.
При расчете установок для обеззараживания воды интенсивность бактерицидного излучения необходимо определять на расстоянии 1 м от центра ламп. Расчетная величина бактерицидного потока ламп должна приниматься на 30% ниже номинала, так как именно на эту величину происходит ослабление потока в конце срока службы ламп. Надо учитывать коэффициент поглощения водой бактерицидного излучения а, который зависит от санитарно-химических показателей обрабатываемой воды. Наибольшее поглощение вызывает цветность воды, тогда как содержание в воде солей жесткости оказывает на поглощение малое влияние при обработке питьевой воды. То же можно отнести и к сточной воде, чем выше загрязненность по взвешенным веществам и БГЖ, тем меньше коэффициент поглощения, который следует в каждом конкретном случае определять экспериментально.
Немаловажное значение при обработке воды бактерицидными лампами является сопротивляемость бактерий воздействию излучения. Находящиеся в воде микроорганизмы обнаруживают различную сопротивляемость действию бактерицидных лучей. Критерием стойкости различных видов микроорганизмов может служить количество бактерицидной энергии, необходимой для заданной степени обеззараживания воды, выраженной отношением конечного количества бактерий Р к их начальному количеству Р° в единице объема воды. Это отношение называется степенью обеззараживания. Коэффициент сопротивляемости облучаемых бактерий характеризует количество бактерицидной энергии и зависит от вида бактерий.
Эффект обеззараживания воды определяется по количеству оставшихся в живых бактерий кишечной палочки, т.к. они имеют повышенную сопротивляемость воздействию бактерицидных лучей по сравнению с патогенными неспорообразующими бактериями.
Применение источников бактерицидного излучения для обеззараживания воды возможно как при размещении их в воздухе над свободной поверхностью облучаемой воды, так и при погружении в воду в кварцевых чехлах, защищающих лампы от влияния температуры воды. Исходя из производительности установок, рассматриваемый метод обеззараживания воды в настоящее время может применяться на сооружениях пропускной способностью до 10 тыс. м3/сут.
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 75 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |