Ультрафиолетовые озонаторы. Озонирование

Озонирование воды

Озонирование – это один из самых эффективных методов водоочистки. Озон взаимодействует с загрязняющими веществами, но т.к. он является сильным окислителем, он уничтожает их. Нередко озон производится из кислорода, содержащегося в воздухе при помощи генераторов.

Плюсы озонирования:

• Озон является безупречным дезинфектором, который может удалить множество микроорганизмов: водоросли и их споры, грибки, вирусы, бактерии и т.д.
• Лишний озон практически мгновенно разрушается, преобразовываясь в кислород, но не может за этот промежуток времени дезинфицировать поверхность, в которой присутствует.
• Озон удаляет неприятные привкус и запах, не принося новых
• Озонирование оставляется неизменным Рн и не устраняет из воды полезные для жильцов элементы
• Озон легко производить сразу на месте
• Озон в 100-3000 раз быстрее и мощнее, чем другие элементы, удаляет микроорганизмы

Минуса озонирования:

• Цена озонатора может быть слишком высокой - от 50 у.е. (малый бытовой) - 5000 у.е. (для коттеджа) - выше 10 тыс. у.е. для промышленного направления
• Для того, чтобы не образовывалась азотная кислота в озонаторе, нужна особая осушка воздуха или применения кислорода
• Озон слабо разрушает фенольные соединения
• Озон очень ядовитое вещество, он является сильным окислителем несмотря на минимальную его концентрацию

Ниже описаны главные системы озонирования, предусмотренные не только для дезинфекции воды в бассейнах, но и множества других задач.

Ультрафиолетовые озонаторы воды

К одному из наиболее простых и легких способов получения озона можно смело отнести мощное ультрафиолетовое излучение, за счет которого в воздухе появляются молекулы озона, который можно с легкостью добавлять в воду путем инжекции. В некоторых моделях узел Вентури идет в комплекте, в некоторых – приобретается отдельно. Такие озонаторы идеально подходят для внедрения в циркуляционную цепь водоснабжения и водоочистки в бассейнах, но так же применимы для индивидуальных нужд – обеззараживание воды в системе холодного водоснабжения, обезжелезивании в комбинации с каталитическими фильтрами.

Чтобы хорошо подготовить воду и очистить ее от различных вредных примесей нужно использование очень сильных окислителей как, хлор или марганец. Чем плох  хлор, все  мы уже давно знаем, но и непосредственно марганцовка также вредна. Удаляя из воды железо с помощью марганца, его остаточная концентрация остается, а он более вреден чем железо. Гарантировать его полное устранение из очищаемой воды практически невозможно. Кроме тогоНемаловажно, что отработанные соединения марганца уходят в землю, отравляя почву.

Очистка воды с применением озона

Поэтому очень правильным решением по очистке воды будет применение  а качестве окислителя — ОЗОН. Озон добывается из кислорода воздуха непосредственно до подачи его в очищаемую воду. По своим свойствам он является очень сильным окислителем, при этом будучи экологически  безвреденым, т.к.  его содержание в воде росле насыщения не превышает нескольких минут, после чего  озон снова разлагается до кислорода, из которого и был образован. Что и есть главным его качеством и основной причиной того, что он используются в качестве окислителя во многих  системах очистки воды всего мира.

Озон (О3) – представляет собой трехатомную модификацию кислорода (О2), при нормальных условиях является газом синего цвета, с присутствующим резким специфическим запахом. В переводе с греческого языка — пахучий. В своем природном состоянии озон расположен в глубоких слоях атмосферы, образовываясь при действии солнечной радиации. Озон также можно получить и в искусственных условиях с помощью различных методов, но только путем растворяя его в среде воздуха или кислорода.

Для очистки воды озон применяют во многих направлениях: при очистке питьевой воды добываемых из поверхностных или подземных источников; при очистке сточных вод; при очистке воды в системах оборотного водоснабжения бассейнов, при обезжелезивании и дизенфекции.

Очистка воды озоном

Такой метод водоподготовки имеет множество преимуществ среди других: очистка более глубокая, отсутствие расходныех материалов, отсутствие инородных примесей. Как главное преимущество перед другими методами следует отметить то, что в воде не образовываются вредные соединения. Системы по озонированию, убивают все микробы, споры, вирусы. Предотвращают превышение норм содержания железа в воде в десятки раз.

Озонирование – является наилучшем методом по обезжелезиванию воды. К примеру, при содержаии железа и марганеца в форме органических соединений, то обезжелезивание воды осуществляется только лишь озоновой очисткой, потому что необходимо предварительное окисление органических соединений. Вода, которая  обработана озоном будет стерильна. Источники, из которых мы берем воду, содержат в себе неприятные вкусовые ощущения и запахи, происходит это вследствие того, что там содержатся соединения как минерального, так и органического происхождения. Так вот озон буде окислять  такие соединения, путем их расщепления,  в результате чего неприятные запахи и привкусы исчезают. Очистка воды озоном предотвратит также такие примеси: пестициды и гербициды.

Конструкции озонаторов

Озонаторы промышленного типа отли­чаются друг от друга конструктивным оформлением, средствами охлаждения электродов и диэлектрика, а также ис­пользуемыми напряжением в частотой тока.

Озонаторы небольшой производи­тельности обычно выполняются с парой электродов и имеют трубчатую форму. Охлаждение их упрошено, поскольку теплота электрического разряда рассеи­вается от электродов в окружающую сре­ду. Относительно большое количество воздуха, проходящее через озонатор, также способствует отведению теплоты, но при этом концентрация озона в озоно-воздушной смеси понижается. Для полу­чения значительных количеств озониро­ванного воздуха с повышенной .концен­трацией озона необходимы более совер­шенные охлаждающие устройства. Вмес­те с тем, увеличивая производительность озонаторов, не следует забывать о ком­пактности охлаждающих устройств.

В технологии обработки воды приме­няются два основных типа озонаторов: трубчатые (горизонтальные и вертикаль­ные) и плоские пластинчатые ( с цен­тральным коллектором и с продольной циркуляцией).

До пятидесятых годов | XX ст. озон получали в основном в плоских пластин­чатых озонаторах, которыми было обо­рудовано большинство установок, по­строенных за рубежом.

Аппараты трубчатого типа, созданные в конце сороковых годов, оказались более прогрессивными. Эти аппараты

в настоящее время производят основное количество озона. Производительность наиболее совершенных трубчатых озо­наторов составляет 10—12 кг озона в час.

Трубчатый озонатор с горизонтально расположенными электродами (рис. 12.8) представляет собой аппарат, состоящий из цилиндрического корпуса и съемных сферических днищ. Для закрепления размещаемого в корпусе озонатора паке­та электродов и разделения его на три секции в нем установлены вертикальные опорные  решетки.

В наиболее длинной средней секции расположены трубчатые электроды, меж­ду которыми циркулирует охлаждаю­щая вода. Через одну из двух крайних секций поступает сухой воздух, а через другую — выходит озонированный газ.

Каждая разрядная трубка представ­ляет собой два коаксиально (соосно) расположенных электрода. Один из них — трубка из нержавеющей стали (за­земленный электрод) — является элек­тродом низкого напряжения, другой — стеклянная трубка с нанесенным на ее внутреннюю поверхность слоем токопроводящего покрытия из графита или алю­миния — электродом высокого напря­жения. С помощью центрирующих ко­лец каждая стеклянная трубка устанав­ливается точно по оси стальной. В озо­наторе размещены 204 разрядные труб­ки.

В кольцевом зазоре между электрода­ми, разделенном диэлектрическим ба­рьером и воздушной прослойкой в 2,5 мм, при напряжении 15 кВ возникает тихий разряд, под воздействием которого син­тезируется озон.

Для отвода теплоты из зоны разряда внешние электроды охлаждаются водой с температурой 20 °С. Температура воды в озонаторах, как правило, повышается не более чем на б—8 °С. Расход воды составляет 3—5 м8 на 1 кг озона. Пос­кольку качество охлаждающей воды не изменяется, ее можно многократно ис­пользовать для охлаждения озонаторов, а также применять для технологических целей и хозяйственно-питьевого водо­снабжения.

Озонаторы с вертикально располо­женными трубчатыми электродами ана­логичны озонаторам с горизонтально расположенными электродами, однако они громоздки и из-за конструктивного несовершенства на крупных установках не применяются.

Основной элемент озонаторов типа ПО — котлы из нержавеющей стали с ввальцованными в перегородки трубчатыми электродами, охлаждаемыми водой, циркулирующей в межтрубном простран­стве (рис. 12.9). Электрический разряд в них происходит в концентрическом зазоре в 2,5 мм, образованном стальной трубкой озонаторного котла (d = 44 мм) и стеклянной диэлектрической трубкой (d = 39 мм). На внутреннюю поверх­ность стеклянной трубки нанесено токопроводящее графитово-медное покрытие, служащее высоковольтным электродом.

Озонаторные котлы типа ПО поставля­ются в комплекте с адсорбционными осу­шительными установками, а также кон­трольно-измерительными приборами для определения влагосодержания и кон­центрации озона в газе.

На рис. 12.10 приведена принципиаль­ная схема пластинчатого озонатора. Он выполнен из прямоугольных параллель­но размещенных пустотелых алюминие­вых или чугунных элементов  /, между которыми попарно установлены стеклян­ные пластины   2 на расстоянии 3 мм друг от друга. К внешней поверхности элементов плотно прилегает слой фоль­ги или металлической краски 5, выпол­няющий роль электрода. Элементы за­землены и охлаждаются циркулирующей в них водой. Элементы 1 и 4 являются высоковольтными электродами (20 ООО В, 500 Гц). Воздух поступает в кожух озо­натора, проходит через разрядные про­странства 5 и отводится выпускной тру­бой. Расход электроэнергии на образо­вание 1 кг озона составляет 18,1 кВт • ч.

Французской фирмой «Трейлигаз» освоен выпуск озонаторов пластинчато­го типа с продольной циркуляцией. Уд­линенная прямоугольная форма элек­тродов и расположение каждого разряд­ного элемента в собственном коробчатом кожухе позволяют повысить произво­дительность озонатора по сравнению с озонаторами трубчатого типа на 50 %.