МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ

РЕФЕРАТ по Водоподготовке.

Тема: «Подготовка питьевой воды методом озонирования.

Расчет отстойника» .

Подготовила: студентка

группы Н-40

Пиняева О.В

Проверил: Булатов М.А.

МОСКВА 2003

План.

Введение I. Подготовка питьевой воды методом озонирования а) Обоснование принятого метода б) Подготовка питьевой воды II. Технологическая схема процесса (с описанием) III. Расчет отстойника и эскиз общего вида отстойника с обозначением основных габаритных размеров. Заключение. Список используемой литературы

3 5 5 9 11 14 15

1. Введение

Исторически применение озона началось с установок по подготовке питьевой воды, когда в 1898 году в городе Сан Мор (Франция) прошли испытания первой опытно- промышленной установки. Уже в 1907 году был построен первый завод по озонированию воды в городе Бон Вуаяж (Франция), который обрабатывал 22500 кубических метров аоды из реки Вазюби в сутки для нужд города Ниццы. В 1911 году была пущена в эксплуатацию станция озонирования питьевой воды в Санкт-Петербурге. В1916 году во всем мире действует более 1000 установок. В настоящее время 95% питьевой воды в Европе проходит озонную подготовку. В США идет процесс перевода с хлорирования на озонирование. В России действует несколько крупных станций (в Москве, Нижнем Новгороде, и ряде других городах). Приняты программы перевода на озонирование еще нескольких крупных станций водоподготовки. [3]

Основные показатели качества

Органолептические показатели питьевой воды

К числу органолептических показателей относятся те параметры качества воды, которые определяют ее потребительские свойства, т.е. те свойства, которые непосредственно влияют на органы чувств человека (обоняние, осязание, зрение). Наиболее значимые из этих параметров – вкус и запах – не поддаются формальному измерению, поэтому их определение производится экспертным путем. Работа экспертов, дающих оценку органолептическим свойствам воды, очень сложна и ответственна и во многом сродни работе дегустаторов самых изысканных напитков, так как они должны улавливать малейшие оттенки вкуса и запаха.

1 балл- очень слабый; 2 балла- слабый; 3 балла- заметный; 4 балла- отчетливый; 5 баллов- очень сильный.
Запах	Балл	Не более 2
Привкус	Балл	Не более 2
Цветность	Градус	Не более 20(35)
Мутность	ЕФМ (единицы измерения по фармазину)	Не более 2,6(3,5)
	Миллиграмм на литр (мл/л, по каолину)	Не более 1,5(2)

Примечание: Запах - природный (болотный, гнилостный, землистый, сереводородный) и

искусственный ( ароматический, хлорный, фенольный, нефтяной и

др).

Привкус – может быть горьковатым, солоноватым, сладковатым и т.д.

Цветность – окраска воды в различный цвет. Вызывается природными

веществами (почвенные соединения, коллоидное железо) и

веществами из промышленных, хозяйственно-бытовых,

сельскохозяйственных сточных вод.

Мутность – прозрачность воды зависит от наличия в ней взвешенных частиц

Радиологические показатели

Источники – минеральные и геотертальные воды, форирующиеся в непосредственной близости от природных залежей радиоактивных руд, жидких и твердых радиоактивных материалов.

Химические показатели [4]

Алюминий Al – 0.5 мг/л	Фтор F – 0,7 мг/л
Берилий Be – 0,0002 мг/л	Железо Fe – 0,3 мг/л
Молибден Mo – 0,25 мг/л	Марганец Mn – 0,1 мг/л
Мышьяк As – 0,05 мг/л	Медь Cu – 1 мг/л
Нитраты – 45 мг/л	Полифосфаты Po – 0,5 мг/л
Полиакриламид – 2 мг/л	Сульфаты So – 500 мг/л
Свинец Pb – 0,03 мг/л	Хлориды Cl – 350 мг/л
Селен Se – 0,001 мг/л	Цинк Zn – 5 мг/л

Нормы [1]

Водородный показатель	рН	6 – 9
Общая минерализация (сухой остаток)	мг/л	1000(1500)
Жесткость общая	ммоль/л	7,0(10,0)
Окисляемость перманганатная	мг О/л	5,0
Нефтепродукты	мг/л	0,1
Поверхностно-активные и анионоактивные вещества	мг/л	0,5
Фенольный индекс	мг/л	0,25

Эпидемиологические показатели [4]

Общее количество микробов образующие колонии в 1 мл воды - не выше 50

Общее количество кишечных палочек в 1 мл воды - не выше 3

Термртолерантные колиформные бактерии – кол-во в 100 мл воды - отсутствие

Общие колиформные бактерии – количество в 100 мл воды - отсутствие

Колифаги – количество бляшкообразующих единиц в 100 мл воды - отсутствие

Споры сульфитредуцирующих клостридий – кол-во спор в 20 мл воды- отсутствие

Цисты лямблий – количество цист в 50 литрах воды - отсутствие

2. Подготовка питьевой воды методом озонирования.

В последние 20 лет области применения озона значительно расширились и во всем мире ведутся новые разработки. Следует обратить внимание на то, что столь бурному развитию технологий с использованием озона способствует его экологическая чистота. В отличии от других окислителей озон в процессе реакции разлагается на молекулярный и атомарный кислород и предельные оксиды. Все эти продукты, как правило, не загрязняют окружающую среду и не приводят к образованию канцерогенных веществ, как например при окислении хлором и фтором.

Обеззараживание – это удаление из воды бактерий, спор, микробов вирусов (инактивация). Для удаления бактерий в воду вводят дезинфицирующее вещество. Чем больше дезинфицирующего вещества введено, тем эффективнее его воздействие на бактерии. Доза дезинфицирующего вещества (минимальное количество дезинфицирующего вещества в миллиграммах, необходимое для инактивации одного литра обрабатываемой воды ) варьируется в зависимости от содержания в воде органических веществ, от температуры воды и от величины активной реакции воды с дезинфицирующим веществом – рН. На рис. 1 приведен график зависимости количества бактерий, содержащихся в воде, от величины дозы воздействующего дезинфицирующего вещества (в нашем случае хлора Dcl и озона Dоз).

рис. 1

Из графика видно, что при использовании хлора, чем больше его дозировка в обрабатываемую воду, тем меньшее количество бактерий выживает. Для озона обнаруживается резкое бактерицидное действие при достижении критической дозы озона равной 0,40,5 мг озона в газе на литр обрабатываемой воды. Причем, происходит полная инактивация воды.

Механизм воздействия окислителя состоит в разрушении бактерий путем инактивации бактериальных протеинов, то есть диффузией через мембрану клктки в цитоплазму с поражением жизненных центров.

Исследования механизма озонирования бактерий показали, что действие его происходит быстро при условии поддержания нужной концентрации растворенного озона в воде в течение определенного времени. Если озон эффективно воздействует на бактерии, то хлор производит только выборочное отравление жизненных центров бактерий, причем довольно медленнее из-за необходимости длительного времени для диффузии в цитоплазме.

Кроме большой способности уничтожения бактерий озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист (плотные оболочки, образующиеся вокруг одноклеточных организмов, например, жгутиковых и корненожек, при их размножении, а также в неблагоприятных для них условиях) и многих других патогенных микробов.

Обесцвечивание - это удаление из воды органических и химических веществ, окрашивающих воду. В зависимости от цветности исходной воды требуется большее или меньшее количество озона для обесцвечивания воды.

В России для поверхностных вод средних и северных районов для доведения цветности воды до нормы в 20° обычно требуется доза озона D_оз = 2,5 мг/л.

Для южных районов, где исходная цветность воды значительно больше, требуется уже доза озона, равная 8 мг/л (см. рис. 2).

Физический механизм воздействия озона при обесцвечивании воды заключается, во-первых, в разложении веществ до простейших Н₂О и СО₂, во-вторых, в коагуляции (объединении) веществ с дальнейшим выпадением их в осадок.

Эффективное обесцвечивание воды озонированием является одним из определяющих критериев в выборе озона в качестве воздействующего реагента при подготовке питьевой воды.

рис. 2

Удаление железа и марганца. В природных водах наиболее часто встречается железо в двухвалентной форме, находящееся в растворенном состоянии. Марганец в природной воде обычно сопутствует железу. Оба этих вещества придают воде цветность и характерный привкус. Озон легко окисляет соли железа и марганца с образованием нерастворимых веществ, которые удаляются отстаиванием или фильтрацией. Химические реакции сульфидов железа и марганца с озоном можно записать в виде:

Mn SO₄ + O₃ + 2H₂O = H₂ Mn O_{3(осадок)} + O₂ + H₂ SO₄

2 Fe SО₄ + H₂ SO₄ + O₃ = Fe₂(SO₄)_{3(осадок)} + H₂O + O₂

Устранение привкусов и запахов воды Неприятные привкусы и запахи в некоторых природных водах вызываются присутствием соединений минерального и органического происхождения, находящихся в растворенном или коллоидном состоянии. Эти привкусы по своему происхождению могут быть:

1. минерального происхождения, т.е. вызываемые наличием железа, марганца, сероводорода и общей повышенной минерализацией;

2. природного органического происхождения – гуминовые кислоты, органические вещества, водоросли и чаще всего планктон№

3. городского происхождения – продукты распада органических веществ в городских отбросах;

4. промышленного происхождения – различные химические стоки, гудрон, моющие средства и др. смолы;

5. сельскохозяйственного происхождения – пестициды, гербициды, минеральные удобрения.

Схема подготовки питьевой воды