Aplikasyon nan ozòn nan tretman dlo

Aplikasyon nan ozòn nan tretman dlo

1.1 Aplikasyon nan ozòn

Nan 1840, magazen an Swis Schōbein konfime egzistans ozòn lan. Nan 1886, franse Meritenus la dekouvri ke ozòn gen yon efè bakterisid. Nan 1893, Netherlands premye aplike ozòn nan dezenfeksyon an nan dlo. Nan 1906, vil la nan Nice an Frans itilize ozòn pou tretman dlo nan gwo-echèl plant pou pirifye dlo. Li te prèske 100 zan.

Li gen gwo kapasite oksidasyon ozòn, ki itilize pou pwosedi dezenfeksyon ak esterilizasyon, e li gen gwo vitès. Ozòn ka oksidasyon fè fonn ak manganèz pou fòme sediman ki gen gwo pwi, sa ki fè li fasil pou retire; li ka oksidan sibstans toksik ak danjere tankou siklèn ak fenol nan sibstans inofansif. Li ka oksidasyon ak odè ak koulè-sa ki lakòz sibstans ki sou, kidonk diminye odè ak diminye krèm; li ka oksidasyon ak dekonpoze sibstans ki sou macromolekulèr òganik ki difisil dekonpoze nan ti ak mwayen ki menm gwosè ak molekilè sibstans ki sou òganik, fè yo fasil biodegrade; lè l sèvi avèk tretman ozòn kapab tou jwe mikroflocculation amelyore bon jan kalite a nan efluan a; aplikasyon ozòn lan pa pwodwi tri-materyèl danjere pandan tretman an.

Koulye a, gen dè milye de plant dlo nan mond lan ki itilize ozòn pou tretman ak pwosedi dezenfeksyon. Ozòn te itilize kòm yon pi gwo mwayen pou retire polisyon dlo nan gwo vil Ewopeyen yo pou pirifikasyon gwo twou san fon dlo potab la. Depi kòmansman lane 1970 yo, anpil peyi te etidye aplikasyon ozòn nan dlo ize, dlo ize endistriyèl, ak dlo refwadisman sikile, e te gen anpil egzanp siksè. Depi nan mitan ane 1970 yo, Lachin te tou kòmanse eksperimantal rechèch sou itilize nan ozòn pwosesis oksidasyon nan trete sous kontamine dlo pou bwè. Kounye a, gen plizyè douzèn plant dlo nan peyi Lachin ki itilize nan pwodiksyon aktyèl la.

1.2 Pwopriyete fizik ozòn lan

O3 se yon gaz enstab ak yon odè espesyal pike, limyè ble nan tanperati nòmal ak ble fonse nan likid. O3 se ajan ki pi oksidant nan mitan souvan itilize ajan oksidant lan. Potansyèl redox nan dlo a se 2.07V, pandan y ap klò se 1.36V epi diyoksid klò se 1.50V. Anplis de sa, O3 se trè korozivite.

O3 ap tou dousman dekonpoze an O2 nan lè a, ak nan menm tan an lage yon anpil nan chalè. Lè konsantrasyon li depase 25%, li pral fasil eksploze. Sepandan, konsantrasyon O3 nan lè ozonize se jeneralman pa plis pase 10%, e pa gen eksplozyon ki pral rive.

Nan presyon estanda ak tanperati yo, ozòn pi gen yon solubilite 10 fwa pi plis pase oksijèn ak 25 fwa pi gran pase lè. Nan 0 ° C, solubilite nan ozòn pi nan dlo ka rive jwenn 1.371g / L. O3 se enstab nan dlo, rapidman dekonpozisyon nan O2 nan yon solisyon akeuz ki gen enpurte, ak pwodui yon sibstans ki sou anpil esterilize tankou monoatomik oksijèn (O) ak idroksi (OH) ki gen anpil oksidasyon. Potansyèl redox gwoup idroksi a te 2.80V. Nan 20 ° C, mwatye lavi nan O3 nan dlo tiyo a se apeprè 20 minit.

1.3 ozòn mekanis oksidatif

Lè O3 se fonn nan dlo, de reyaksyon rive: youn se oksidasyon dirèk, to reyaksyon an se ralanti, selectivite a se wo, epi li se fasil reyaji ak konpoze aromat tankou fenol, etanòl, amine, ak renmen an. Lòt la se reyaksyon an chèn inisye pa dekonpozisyon nan O3 yo pwodwi hydroxyl radikal. Reyaksyon sa a pwodui tou yon trè aktif, oksidant monoatomik trè oksidant (O) ki enstantane dekonpoze matyè òganik, bakteri ak mikwo-òganis nan dlo.

O3 → O2 + (O)

(O) + H2O → 2OH

Gwoup la idroksil se yon oksidan fò ak yon katalis, ak reyaksyon an chèn lakòz matyè òganik la nan dlo a yo dwe konplètman degrade.

Lè valè pH solisyon an pi wo pase 7, se pwòp tèt ou dekonpozisyon nan O3 entansifye, ak reyaksyon an kalite radikal se dominan. Reyaksyon sa a vit epi selektif la ba.

Li ka wè nan mekanis ki anwo a ke O3 ka oksidasyon sibstans ki pi òganik nan dlo degrade nan tretman dlo, epi yo ka oksidasyon inòganik sibstans ki sou diminye tankou fenol, amonyòm nitwojèn, fè ak Manganèz. Anplis de sa, O3 gen yon segondè oksidasyon-rediksyon potansyèl, sa ki ka detwi oswa dekonpoze miray selil la nan bakteri, fasil difize nan selil yo nan manbràn nan selil microbes ak oksidan sibstans ki sou òganik tankou anzim ladan l '; oswa detwi pwoteyin, ribonukleik asid, elatriye nan manbràn selilè, estrikti tisi, elatriye sa a mennen nan selil lanmò. Se poutèt sa, O3 ka elimine esterilizasyon alg ak kapab tou inaktif mikwo-òganis yo ak fò vitalite tankou viris ak espò.

1.4 karakteristik oksidasyon ak dezenfeksyon nan ozòn

(1) O3 se yon oksidan trè efikas san polisyon segondè. Li se ajan ki pi oksidant nan oksidan an komen (O3> ClO2> Cl2> NH2Cl), kapasite oksidasyon li yo se de fwa sa yo ki an klò, ak kapasite bakterisid li yo se dè santèn de fwa nan klò. Li ka oksidasyon ak dekonpoze matyè òganik nan dlo, oksidasyon epi retire inorganik diminye sibstans ki sou, epi yo ka byen vit touye bakteri, alg, ajan patojèn, elatriye nan dlo.

(2) O3 dezenfeksyon an mwens afekte pa pH, tanperati dlo a ak kontni amonyak nan dlo, men li tou gen sèten selectivite. Pou egzanp, mwazi vèt ak penisilin yo rezistan a O3 ak pran yon tan long yo touye. Lè O3 se itilize pou dezenfeksyon nan dlo pou bwè, turbidite la ak koulè nan dlo gen yon efè sou pwosedi dezenfeksyon an ak efè esterilizasyon, ak yon pati konsiderab nan O3 itilize pou dekonpozisyon oksidatif nan inòganik sibstans ki sou ak sibstans ki sou òganik.

(3) O3 retire sant ak gou pwodui mikwo-òganis tankou mikwo-òganis, plant akwatik ak alg, epi li gen bon efè. Kapasite a dekolorizasyon se pi efikas ak pi vit pase Cl2 ak ClO2.

(4) Ajoute O3 kapab chanje nati ak gwosè chaj sifas ti patikil gwosè patikil yo, pou ke ti patikil yo chaje yo ka agrégées. An menm tan an, nan pwosesis O3 oksidasyon nan pwoblèm òganik ki fonn, gen tou "mikroslokalizasyon", ki gen efè a nan amelyore koagulasyon. Sètènman travay.

(5) efè dezenfeksyon O3 se yon bon bagay, dòz la se ti, efè a se vit, pa gen okenn sibstans danjere tankou kloroforme yo pwodwi, ak dlo a gen yon endèks bon sansoryèl. Efè inactivation nan O3 sou kèk viris obstiné se pi wo pase sa yo ki an klorin, men pousantaj la dekonpozisyon nan O3 nan dlo a vit, epi li enposib kenbe yon sèten kantite dezenfektan rezid nan rezo a tiyo. Se poutèt sa, se yon ti kantite dezenfeksyon klò anjeneral ajoute nan dlo a apre pwosedi dezenfeksyon O3. Ajan.

(6) O3 ka oksidasyon ak dekonpoze macromolekulèr matyè òganik ki pa fasil degrade nan dlo nan ti matyè òganik molekilè, ak oksijene nan dlo ogmante oksijèn ki fonn nan dlo, ki bay pi bon kondisyon pou tretman ki vin apre (sitou tretman byolojik). Sepandan, soti nan yon pwen de vi ekonomik, kantite O3 te ajoute pa pouvwa dwe twò wo, se konsa oksidasyon a se pa konplè. Si pwosesis ki vin apre a pa okipe kòrèkteman, sibstans danjere tankou trihalometan kapab pwodui tou.

(7) Nan pwosesis tretman dlo, nouvo trihalométhane pa ta dwe pwodwi otan ke posib. Paske nan fòmasyon an nan trihalometan, O3 tou se difisil oksidasyon epi retire yo.

1.5 Preparasyon ak analiz ekonomik nan ozòn

Metòd yo pou pwodwi O3 gen ladan yon metòd egzeyat silans, yon metòd radyasyon, yon metòd iltravyolèt, ak yon metòd elèktroliz. Se silans egzeyat yo itilize nan aplikasyon pratik plant pou pirifye dlo.

Pou konvèti oksijèn (O2¬) nan O3, li premye nesesè pou gen yon gwo kantite enèji krak kosyon OO nan yon atòm oksijèn. Egzeyat silansye se itilizasyon elektwon gwo vitès pou bombarde oksijèn pou dekonpoze l nan atòm oksijèn:

O2 = 2O

Gen kèk atòm oksijèn disosyon apre separasyon an:

3O = O3

Gen kèk ki re-sentetiz nan oksijèn, ak kèk yo konbine avèk oksijèn nan fòm O3:

O + O2 = O3

Reyaksyon ki anwo yo tout revèsib, ak O3 a pwodwi tou dekonpoze nan atòm oksijèn. Se poutèt sa, sèlman yon pati nan oksijèn nan pase nan rejyon an egzeyat ka vin O3, se konsa O3 a pwodwi anjeneral refere a lè ki gen yon konsantrasyon sèten nan O3, ki te rele ozonize lè, pa pi bon jan ozòn gaz.

Pou chak kilogram nan O3 ki pwodui, konsomasyon enèji teyorik la se 0.836 kWh. Lè yo itilize lè yo pwodwi O3, se sèlman 4 a 6% nan enèji elektrik la yo itilize pou travay efikas. Aktyèlman, chak kilogram nan O3 konsome 15 a 20 kWh. Pouvwa konsomasyon nan pwodwi O3 ak oksijèn pi ka redwi pa apeprè mwatye.

Dapre eta aktyèl la nan atizay la, pwodiksyon O3 a materyèl yo divize an lè, oksijèn pi, ak oksijèn likid.

Itilizasyon oksijèn likid jeneralman apwopriye pou echèl ti ak mwayen (kantite ozòn <50 kg=""> Se presyon pi prepare sou-plas pa adsorption presyon balanse oswa absorption absorption, e se apwopriye pou echèl la nan ozòn> 50kg / h. O3 jwenn lè l sèvi avèk lè sèk, ak konsantrasyon nan ozòn se jeneralman 1 a 3%. Konsantrasyon ozòn ki pwodui nan oksijèn pi oswa oksijèn likid ka rive jwenn apeprè 10%, ak konsomasyon elektrisite nan lè pou O3 se sou de lòt metòd. 2 fwa.

Dapre rapò ki enpòtan, itilize nan lè sèk, sou plas pi oksijèn, achte nan oksijèn likid twa metòd yo jwenn O3, pri a pwodiksyon pou chak kilogram nan O3 se sou 16.0 Yuan, 12.0 Yuan ak 17.3 yuan. Li ka wè ke metòd pou prepare pi oksijèn sou sit la gen pri ki pi ba. Si dòz la se 5 mg / L, pri a tretman pou chak tòn dlo lè l sèvi avèk O3 se 0.06 Yuan.

Nan jeni aktyèl, O3 pa itilize pou kont li, epi li se souvan yo itilize nan konbinezon ak granulaire aktive kabòn pou tretman avanse nan dlo pou bwè, ki se, ozòn aktive pwosesis tretman dlo kabòn, ak bon efè. Pri pwodiksyon an analize. Lè echèl la nan plant la dlo a se ant 50,000 ak 400,000 tòn / jou, pri a pwodiksyon dlo ogmante pa ozòn la aktive pwosesis kabòn se ant 0.10 ak 0.15 Yuan / tòn. Selon estati rezèv dlo dlo yo nan peyi Lachin, pwosesis sa a konplètman akseptab lè yo konsidere amelyorasyon kalite dlo a ak estanda lavi moun yo.

1.6 pwoblèm ak itilize nan ozòn

O3 gen yon kapasite oksidasyon fò, men li pa pafè. Genyen tou kèk pwoblèm ak aplikasyon an nan O3, ak O3 pral pote pa pwodwi yo.

Gen anpil kalite sibstans ki sou òganik nan sous dlo mikwo-polye, ak O3¬ ka reyaji ak matyè òganik yo fòme yon seri de pwodwi entèmedyè. Li trè difisil tès yo tout. Se poutèt sa, (ganizasyon Mondyal Lasante (WHO) sèvi ak bromat ak fòmaldeyid kòm endikatè nan O3 pwodwi pa-.

Akòz rezon ekonomik, O3 dòz se fasil yo dwe gwo ase konplètman inorganicize macromolekulèr matyè òganik. Anplis de sa, menm si O3 se te ajoute nan eksè, lòt sibstans ki sou yo ap parèt, epi li enposib mineralize konplètman matyè òganik la paske O3 se trè soksid. Pwodwi konplè pou oksidasyon ki te pwodwi pa pi òganik ka anpeche dekonpozisyon an plis nan O3, fè li enposib pou O3 konplètman oksidasyon sa yo mwayèn, tankou gliserin, etanòl, asid asetik, ak renmen an. An menm tan an, O3 pa ka efektivman retire nitwojèn amonyak, epi pa gen okenn efè oksidasyon sou klori òganik nan dlo.

Tretman O3 reyaji ak sibstans ki sou òganik yo fòme sibstans ki sou toksik tankou aldeid enstore ak konpoze epoksidik, ki gen efè negatif sou sante moun. Si dlo a gen plis iyon bromid, O3 ap oksidasyon li nan asid ipobrom. Reyaksyon asid hypobromous avèk precursor dezenfeksyon halogené pwodwi pa pwodui bromoform ak lòt pwodwi parfenfè bromat. Ion bromid la kapab tou pli lwen soksid nan bromate ion an, sa ki lakòz yon mitasyon pozitif nan efluan an. Asimilasyon nan kabòn òganik (AOC) nan dlo a apre ozonasyon ka lakòz bakteri yo repwodui nan dlo a. Yo nan lòd yo kenbe yon kantite lajan ase nan dezenfektan rezidyèl nan rezo a tiyo, adisyon a nan klorin oswa kloramamin apre tretman ozòn pral pwodwi trichloronitromethane ak klori syanojèn respektivman, ki pral vin nouvo pwosesis dezenfeksyon an pwodwi yo. Toksisite a se toujou klè. . Pou sèten pestisid, O3 pwodwi soksid ka gen plis danjere.

An jeneral, byen ke O3 yo itilize lè pa-pwodwi yo ki te fòme, an jeneral, konsantrasyon an se pa wo ak pwoblèm nan toksisite se pa grav. Dapre rechèch aktyèl la, O3 se pi plis dezirab pase Cl2 ak ClO2 an tèm de kantite lajan an ak toksisite nan pwodwi pa-yo ak aktivite a mutagèn efluan.