2025-06-12
С быстрым развитием основных отраслей промышленности загрязнение воды становится все более серьезным, а доступные водные ресурсы сокращаются. Люди уделяют все больше внимания применению технологии повторного использования сточных вод. Традиционные процессы обработки хлором с трудом соответствуют требованиям очистки и повторного использования сточных вод.
С развитием промышленности и концентрацией населения увеличивается количество бытовых сточных вод из домохозяйств, учреждений, предприятий и городских общественных объектов, а также типы содержащихся в них загрязняющих веществ. Среди них основными являются фекалии и сточные воды для стирки. Эти сточные воды часто распространяют болезни после сброса в водоемы и приводят к увеличению количества взвешенных твердых частиц и биохимической потребности в кислороде в водоемах, что приводит к гипоксии воды и вымиранию водных организмов. Озон является признанным на международном уровне зеленым и экологически чистым бактерицидным дезинфицирующим средством с высокой эффективностью дезинфекции и сильной способностью убивать различные вирусы и бактерии. Он также может удалять запахи, обесцвечивать и улучшать качество воды. И нет вторичного загрязнения.
Технология обработки озоном считается новой технологией в области очистки воды в будущем. 1. Принцип генерации озона
Кислород может быть разложен на атомы кислорода под действием электронов, атомных энергетических лучей, плазмы и ультрафиолетовых лучей. Этот атом кислорода чрезвычайно нестабилен и очень активен и может быстро соединяться с кислородом, образуя трехатомный озон. В настоящее время методы получения озона, как правило, следующие: метод тихого разряда, метод ядерного излучения, метод ультрафиолета (ртутная лампа низкого давления), метод плазменной струи и метод электролиза. Коронный разряд использует высокоскоростные электроны для бомбардировки сухого кислорода с целью его разложения на атомы кислорода. Высокоскоростные электроны обладают достаточной кинетической энергией (6-7 эВ) для реакции с атомами кислорода, кислородом и любыми другими молекулами газа с образованием озона. В промышленности для получения озона часто используется тихий высокочастотный и высоковольтный поверхностный разряд в воздухе или кислороде. При использовании воздуха в качестве источника газа концентрация озона составляет 10-20 г/м3, а потребление энергии составляет 1 озон/16~. [8 кВтч; при использовании кислорода в качестве источника газа. Концентрация озона может быть увеличена в 2∞ раз, а потребление энергии уменьшается вдвое. Электролиз — это метод использования источника постоянного тока для электролиза кислородсодержащих электролитов для получения озона. Водный раствор, содержащий гидратированные флуоресцентные анионные электролиты, может быть окислен до него при комнатной температуре с использованием высокой силы тока. Озон, полученный этим методом, имеет высокую концентрацию, чистые компоненты и высокую растворимость в воде. Метод ультрафиолетового излучения использует излучение ртутной лампы низкого давления для получения озона. Этот метод прост. Концентрация получаемого озона низкая и подходит для лабораторий. Его преимущество в том, что он не чувствителен к температуре, и его легко контролировать, линейно регулируя мощность ртутной лампы.
2. Физические и химические свойства озона
Озон — газ синего цвета при комнатной температуре. Имеет резкий специфический запах; В жидком состоянии он имеет сине-черный цвет, температуру плавления -192,5±0,4℃=(760 ммH2O, температуру кипения -111,9+0,3℃c760 ммL-I2O, плотность газа 21-44 г/л, растворимость 0,68 г/I2O и коэффициент растворимости 0,32. Теоретически растворимость озона уменьшается с повышением температуры. Его максимальная длина волны поглощения ультрафиолетовых лучей составляет 254 нм, а максимально допустимая концентрация в рабочей среде составляет TCV≤0,1. Озон является сильным окислителем, а восстановительный потенциал его паров составляет -2,07 В в кислой среде и -124 В в щелочной среде. Озон очень быстро разлагается в воде. Он может быстро вернуться в состояние кислорода в водном растворе, содержащем примеси, и его период распада составляет 5-30 мин. Он может быть более стабильным, если температура воды близка к 0℃. Исследования показали, что скорость разложения озона в воде ускоряется с повышением температуры воды и значения pH. Поскольку озон обладает сильными окислительными свойствами, он может реагировать со всеми металлами, кроме золота и платины, и может окислять многие органические вещества. Он очень легко реагирует с SH, =S, NH, =NH, OH и CHO. Он также может реагировать с ароматическими соединениями, но скорость реакции медленная: он почти не влияет на алифатические соединения. Поскольку озон может окислять металлы, 25%-ный сплав хрома и железа часто используется для изготовления озоногенерирующего оборудования в реальном производстве. Более того, в генерирующем оборудовании и измерительном оборудовании обычная резина не может использоваться в качестве уплотнительного материала, а необходимо использовать коррозионно-стойкий силикон или кислотостойкую резину.
Три, применение озона в очистке сточных вод
3.1 Дезинфекция и глубокая очистка питьевой воды
История применения озона в питьевой воде насчитывает сто лет. Еще 1893 год, Нидерланды создали первое в мире устройство для обработки озоном питьевой воды для дезинфекции речной воды. Обработка питьевой воды должна быть не только эффективной для дезинфекции и стерилизации, но и для удаления микрозагрязнителей. В традиционных процессах обработки питьевой воды в качестве дезинфицирующего средства и окислителя в основном используется кислород или гипохлорит натрия. Хлор может эффективно убивать воду. Однако в последние годы было обнаружено, что некоторые побочные продукты обработки хлором, такие как органические галогениды, такие как хлороформ, обладают определенной токсичностью и даже оказывают канцерогенное, тератогенное и мутагенное действие. По этой причине технология обработки озоном питьевой воды привлекла внимание и подверглась углубленному исследованию. Исследования показали, что озон не только обладает сильным дезинфицирующим и стерилизующим эффектом, но также может окислять и удалять микрозагрязнители в воде. Эти микрозагрязнители часто трудно поддаются биологическому разложению, такие как гуминовая кислота, пестициды, хлорированные органические вещества и т. д. Более того, окисление озоном происходит более тщательно и производит меньше побочных продуктов.
3-2 Дезодорация и обесцвечивание водоемов
Органические или неорганические вещества в сточных водах содержат серу и азот, что является основной причиной запаха. При добавлении 1-2 мг/л озона низкой концентрации в сточные воды эти вещества могут окисляться для достижения дезодорирующего эффекта. Стоит отметить, что в дополнение к удалению запаха озон также может предотвратить повторное появление запаха. Это связано с тем, что газ, вырабатываемый генератором озона, содержит большое количество кислорода или воздуха, а вещества, вызывающие запах, склонны к появлению запаха в среде с дефицитом кислорода. Если используется обработка озоном, при окислении и дезодорировании образуется среда, богатая кислородом, что может предотвратить повторное появление запаха. Озон оказывает окислительное разлагающее действие на окрашенные органические вещества в водоемах. Следовое количество озона может оказать хороший эффект. Окрашенные органические вещества, как правило, представляют собой полициклические органические вещества с ненасыщенными связями. При обработке озоном он может открыть ненасыщенную химическую цепь и разорвать молекулу цепь, тем самым делая воду прозрачной. В Китае были проведены основные исследовательские работы по обесцвечиванию сточных вод от печати и окрашивания с помощью озона.
3.3 Окислительная обработка неорганических и органических загрязнителей в сточных водах
Первыми промышленными сточным водами, которые были очищены с помощью озонирования, были цианидсодержащие сточные воды и сточные воды с фенолом. Цианат, образующийся при окислении хлорида озоном, составляет всего около 1/100 токсичности цианида и даже может быть дополнительно окислен до безвредных веществ. Обработка железа озоном Соль цианохрома сложнее, но ионы меди другого цианохрома могут способствовать разложению цианида озоном. Озон также можно использовать для очистки сточных вод, содержащих ионы металлов, окисляя ионы металлов в сточных водах до нерастворимых в воде соединений. Озон может реагировать с различными органическими веществами или функциональными группами, такими как C=C, C=C, ароматическими соединениями, гетероциклическими соединениями, N=N, C;N, -OI-1, -SH, -NH2, -CH и т. д. Роль озона в разрушении и удалении загрязняющих веществ в сточных водах широко изучалась. Некоторые исследования также проводились по продуктам озонирования органических веществ. Продукты озонирования в основном представляют собой небольшие органические молекулы, такие как моноальдегиды, диальдегиды, альдегидокислоты, монокарбоновые кислоты и дикарбоновые кислоты.
3.4 Применение озона в очистке охлаждающей воды
Озон обладает эффектами стерилизации, ингибирования коррозии и ингибирования образования накипи. Он может заменить традиционные химические вещества для обработки циркулирующей охлаждающей воды, а стоимость обработки ниже, чем у методов химической обработки. После обработки не возникает проблемы вторичного загрязнения. Соединенные Штаты изучают очистку охлаждающей воды озоном с конца 1970-х годов и успешно применяются более чем в 130 градирнях. Максимальный объем циркулирующей воды составляет 1000 м3/ч. Работает хорошо. Следует отметить, что предотвращение коррозии и биообрастания в основном зависит от химических свойств воды в система. Озонирование может эффективно предотвращать коррозию и биообрастание, но оно не должно быть слишком зависимым от озонирования. В практических приложениях следует уделять внимание изменениям качества воды.
Развитие озоновой технологии имеет более чем 100-летнюю историю, и она также широко изучалась и применялась в очистке воды. С развитием науки и техники усовершенствования во многих аспектах, связанных с генераторами озона, таких как источники питания, диэлектрические материалы, подготовка и контроль источника газа, а также обнаружение, эффективно увеличат производство озона и снизят потребление энергии. В то же время будут новые прорывы и прогресс в исследованиях озона в очистке воды. Считается, что крупномасштабные генераторы озона будут широко использоваться в водоочистной промышленности моей страны, принося здоровье и чистоту обществу.
Большие генераторы озона обычно известны как тяжеловесные генераторы озона и иногда существуют в виде блоков. Серия больших генераторов озона Tianlanmeng нашей компании — это прекрасные продукты, которые были тщательно закалены с использованием передового отечественного и зарубежного опыта. Это В основном состоит из системы сжатого воздуха и очистки, системы генерации озона, системы электропитания, системы управления и т. д. По сравнению с существующими отечественными крупными машинами, он имеет характеристики компактной структуры, малой занимаемой площади, стабильной работы, безопасности и надежности, низкого потребления энергии и более стабильной производительности.
Эта серия генераторов озона широко используется в химическом окислительном синтезе, отбеливании целлюлозы, очистке воды, очистке сточных вод, глубокой очистке водопроводной воды и других областях.
IV. Области применения:
1. Химическое окисление: озон используется в качестве окислителя, катализатора и рафинирующего агента в химической, нефтяной, бумажной, текстильной, фармацевтической и парфюмерной промышленности. Сильная окислительная способность озона может легко разрывать связи углеродной цепи олефинов и алкинов, так что они могут быть частично окислены для синтеза новых соединений.
2. Отбеливание целлюлозы: озон используется в целлюлозно-бумажной промышленности для улучшения механических свойств отбеливания химической целлюлозы или механической целлюлозы и снижения загрязнения окружающей среды хлором во время отбеливания целлюлозы.
3. Вода обработка: Озон обладает высокой скоростью и скоростью уничтожения бактерий, вирусов и других микроорганизмов в воде и может полностью удалять загрязняющие вещества, такие как органические соединения, без вторичного загрязнения, а также может снижать биохимическую потребность в кислороде (БПК) и химическую потребность в кислороде (ХПК), удалять нитриты, взвешенные частицы и обесцвечивать. Он используется в очистке городских сточных вод, очистке городской питьевой воды, бутилированной воде, очистке промышленных сточных вод, циркуляции и повторном использовании воды в бассейнах океанариумов и т. д.