Дослідження технології очищення води методом озонування, розрахунок матеріального балансу процесу - Дипломная работа

Близько 90 % всіх використовуваних водних ресурсів потребують постійного очищення, а існуючі джерела прісної води не справляються з потребами, які предявляють мільярди людей в цілому, так і окремі міста, організації і землевласники. Реальними практичними методами, що володіють необхідним потенціалом знезараження води і пройшли перевірку на діючих великомасштабних спорудах водопідготовки, сьогодні є хлорування, озонування та ін. На відміну від хлорування, при якому хлор може зєднуватися з вуглеводнями, що містяться у воді, при озонуванні хлорованих вуглеводнів не утворюється; навпаки, озон може руйнувати присутні у воді вуглеводні шляхом їх окислення.Хлорування процес знезараження води із застосуванням хлорвмісних агентів, які вступають в реакцію з водою або розчиненими в ній солями. Сильним окислювальною і дезинфікуючою дією володіють наступні сполуки хлору: вільний хлор (Cl2), гіпохлорит-аніон (OCL-), хлорнуватиста кислота (HOCL), хлораміни (речовини, при розчиненні у воді яких утворюється монохлорамін NH2Cl, діхлорамін NHCL2, тріхлорамін NCL3). Речовини, що містять активний хлор поділяються на дві групи: сильні окислювачі - хлор, гіпохлорити натрію і кальцію і хлорнуватиста кислота - містять так званий "вільний активний хлор", і менш сильні окислювачі - хлораміни - "повязаний активний хлор". Знезараження води хлором або препаратами, які містять хлор здійснюється такими дозами, щоб після повного окислення органічних речовин у воді залишався надлишок хлору, так званий залишковий хлор. Ефективність, доступність і помірна вартість, а так само великий досвід роботи з цим реагентом забезпечили хлору виняткову роль - більше 90% водопровідних станцій у світі знезаражують і знебарвлюють воду хлором, витрачаючи до 2 млн. тон цього рідкого реагенту на рік.У виробничих процесах отримання озону для очищення води озоноповітряну суміш отримують за допомогою "тихого" електричного розряду в озонаторах. Як зазначалося вище, озон має високий окислювально-відновний потенціал, що є головною причиною його активності по відношенню до різного роду забруднень води, включаючи мікроорганізми. Прикладом таких реакцій може служити окислення ряду органічних і мінеральних речовин (Fe 2 , Mn2 ), які після озонування осаджуються у формі нерозчинних гідроксидів або переводяться в діоксиди і перманганати, що видаляються наступним очищенням на фільтрах. Озоноліз являє собою процес фіксації озону на подвійний або потрійний вуглецевого звязку з подальшим її розривом і утворенням озонідів, які, так само як озон, є нестійкими сполуками і швидко розкладаються. Перераховуючи можливі форми окислюючого впливу озону, не можна не відзначити того факту, що в порівнянні з іншими окислювачами озон швидше вступає в реакції і в меншій дозі.Вибір технологічної схеми озонування залежить від багатьох факторів: складу і кількості оброблюваної стічної води, дози озону, швидкості взаємодії озону з окислювальними домішками та ін. Беручи до уваги високу вартість отримання озону, його токсичність і пожежонебезпеку, важливим показником ефективності роботи установок озонування води є коефіцієнт використання озону. Тому при розробці технології застосування озону, поряд з його високою реакційною здатністю, слід враховувати і необхідність максимально повного використання безпосередньо в контакті зі стічною водою.Комплекс складається з аераційної колони першого ступеня очищення, озонатора, гідроциклона-змішувача ступені озонування, бака-реактора, перекачувальної і мережевої насосних станцій, освітлювального фільтра, бака чистої води і пульта управління. Схема очищення води базується на найсучаснішій екологічно чистої технології - сумісному впливі електрообробки озону та ультрафіолетового опромінення. Оброблена за такою технологією вода освітлюється механічними фільтрами з зернистої завантаженням з недорогих доступних природних мінералів. З урахуванням конкретних умов до складу установки можуть одночасно входити піщаний і вугільний фільтри, а також вони можуть бути дообладнати вузлами реагентної обробки з використанням коагулювання води і заключного знезараження із застосуванням УФ-опромінення. Відмінні особливості і конкурентні переваги цієї технологічної схеми: а) генерація окислювачів безпосередньо в зоні обробки води дозволяє використовувати в процесі окислення не тільки озон, але й більш активні короткоживучі частинки; б) суміщення процесу аерації, генерації окислювачів і оброблюваної води в одному реакторі підвищує ефективність обробки води та знижує вартість комплексу; в) відсутність хімічних реагентів та витратних матеріалів знижує експлуатаційні витрати і забезпечує екологічну безпеку технології; г) модульний варіант дозволяє з мінімальними витратами скомпонувати комплекс різної продуктивності і розмістити його при необхідності на існуючих площах; д) відтворення природних процесів забезпечує високі смакові якості води; е) низьке енергоспоживання установки.Основним апаратом установки "Імпульс" є реакційна колона, яка склада

Зміст

Вступ

1. Аналітичний огляд

2. Фізіко-хімічні основи технологічного процесу

3. Вибір і опис технологічної схеми

4. Обгрунтування вибору основного технологічного устаткування

5. Матеріальний баланс технологічного процесу

6. Алгоритм конструктивного розрахунку апарата

7. Вибір схеми автоматичного контролю і регулювання технологічного процесу

8. Аналітичний контроль

9. Правила безпечної експлуатації апарата й охорона праці

9.1 Потенційні небезпеки

9.2 Пожежна безпека

10.Еколого-економічне обгрунтування впровадження нового устаткування

10.1 Загальна характеристика пропонованого варіанту устаткування

10.2 Дані про споживані ресурси

10.3 Очікувані еколого-економічні та соціальні ефекти від провадження нового устаткування

10.4 Відвернений економічний збиток в результаті природоохоронної діяльності

Висновки

Перелік посилань