civil-and-structural-engineering
כיצד עוץ מגביר את הסרת הצבע ואת Turbidity בטיפול במים
Table of Contents
מבוא ל Ozonation in Water Treatment
מתקני טיפול במים עומדים בפני האתגר המתמשך של העברת מים שאינם רק בטוחים אלא גם מושכים ויזואלית. שני פרמטרים מרכזיים המשפיעים ישירות על תפיסת הצרכנים וציות רגולטוריות הם צבע וזעזועים.צבע, לעתים קרובות נגזרים מחומר אורגני מתמוסס כמו חומצות לחות ואזרחיות, ופוחיות, הנגרמת על ידי חלקיקים מושעה כגון חימר, סילק ומיקרואורגניזמים, יש להפחית ביעילות כדי להבטיח בריאות קהילתית ומערכת טיפול קונבנציונלית, תוך שיפור משמעותי של טיפול, תוך שיפור צבע זה יכול לעתים קרובות, כמו שיפור יעיל של שיטות טיפול פסיכולוגי, כמו שיפור יעיל.
טבע הצבע והכווויות ב- Source Water
הבנת צבע מים
צבע במים מסווג באופן רחב כמו צבע אמיתי (מחומרים מומסים) או צבע גלוי (כולל חלקיקים קולונואידים ותלויים) התורמים הנפוצים ביותר צבע אמיתי הם חומר אורגני טבעי (NOM), בעיקר חומצות לחות וגן, אשר ניתוק מצמחייה מתפוררת ברמות מים (החומרים האלה מכילים גם קבוצות chromophoric (למשל, אג"ח כפול, טבעות ארומטיות), אשר סופגות בצבע אדום, כמו גם את הצורה הצהובה, או בצורת צבע אדום).
הבנה של Turbidity
Turbidity מודד את הערפל או העצלות של מים הנגרמים על ידי מגוון רחב של חלקיקים מושעה, כולל חימר, סילט, חומר אורגני קולונואידי, פלאקטון, ו פתוגנים כמו ו Cryptosporidium של מים קריטיים (ד"מ) לאחר חלקיקים ארוכים מתפזרים אור, צמצום בהירות ומספק מגן עבור ⁇ במהלך ספקטרום גבוה של זיהום מים.
עוץ: מכניזם של פעולה
אוזון (OteauFLT:0)3FLT:1) הוא חלקיקים חזקים עם פוטנציאל של חמצון אדום של 2.07 V, השני רק פלואורין בקרב חמצון נפוצים.הוא נוצר על ידי עובר אוויר יבש או חמצן באמצעות הדבקה גבוהה יותר של אונקאקטיביות אורגנית (אונקבוביות) כולל שחרורים אורגניים יעילים יותר, אוזון עובר שתי תגובות: חמצון מולקולרי וגרם בכיוון קיצוני, כמו הדבקה אלקטרואקטיבית, אונקאקטיבית, כמו תגובת אלקטרואקטיבית יעילה יותר, אונקאקטיבית, אונקאקטיבית, אונקאקטיבית, אונקאקטיבית, אונקאקטיבית, היא תגובה ישירה, אונקולן יעילה יותר, היא תגובה ישירה, כמו OHOcreic.
מכניזם של צבע נשלל על ידי אוזון
הסרת הצבעים מושגת בעיקר באמצעות חמצון של קבוצות פונקציונליות chromophoric ב NOM. Ozone תוקפת אג"ח כפול פחמן פחמן פחמן פחמן פחמן, טבעות ארומטיות, ומערכות אחרות מחוסמות לתת מולקולות אורגניות שלהם אופי השבירה.התגובה מגזלת את המולקולות הגדולות, צבעוניות לתוך מפוזרים קטנים יותר, צבע חסר צבע - בדרך כלל נמוך משקל אלדאדדות, קטונים, וחומצות, וחומצות קרסוליות, וחומצות דלקתיות, ודלקתיות דלקתיות פשוטות יותר, כיפות, כגון נספגים צלולות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות, כיפות במהירות גבוהה יותר, 000 דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות, 000 דלקתיות, 000 דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות, 000 דלקתיות דלקתיות דלקתיות, לעתים קרובות יותר, כיפות.
יעילותו של אוזנון בהסרה צבעונית היא גבוהה למדי.מחקרים הראו כי האוזון יכול להשיג > 90% ירידה בצבע ביחסי האוזון-לפחמן נמוך כמו 0.5-1.0 מ"ג OFLT:030303030303303303303303FLT:1/ מ"מ מתמוסס פחמן אורגני (DOC) המינון האוזון הנדרש תלוי באיכות המים, אך בטווח טיפוסי מ 1–5 מ"ג / 5 מ"ג לכדי שיפור זמני, ולא רק לתרכובות קבועות, ולא לתרכובות, ולא רק לזיהומים, למעט צבע בינוניים עד כדי כך, פשוט לא חשוב;
מכניזם של ניכוי טורבידיות על ידי אוזון
הפחתת טורבידיות מתרחשת באמצעות מנגנון אחר: האוזון משפר את הצטברות חלקיקים באמצעות שני פעולות עיקריות. ראשית, אוזון מחמצן את הציפוי האורגניים המייצבים חלקיקים מושעה רבים מצופים בחומר אורגני טבעי המעביר מטען על פני השטח שלילי, המונע מהם מפגיעה במיקרו-קומה נוספת, ובמיוחד רדיקלים הידרוקסיל מייצרים, אלה יכולים לשנות את הציפוי הטבעי, ולהפחית את החומר הנטואי, בין תאים אחרים, לבין חומר גרורתיים פחות חזק יותר, אשר נוצר.
ניסויים במשקאות מים צמחיים הראו כי לפני ozonation לפני coagulation יכול לשפר את הסרת ההפרעות על ידי 10-30% בהשוואה לקידוד לבד, במיוחד עבור מים סוערים נמוכים אשר באופן מסורתי נאבקים ליצור flocs טוב. ozone אינו מבטל חלקיקים; אלא, תנאי להסרת יעיל יותר בתהליכים היפרדות מוצקה לאחר מכן, כגון פירעון אווירי, או ירידה של זיהומים תפעוליים, או ירידה של נפיחות, שימוש במינונים תפעוליים.
היתרונות של שימוש ב Ozonation עבור צבע ובקרת Turbidity
מעבר לפעולה הכימית הישירה שלה, אוזון מציע יתרונות רבים ברמת המערכת עבור מתקני טיפול במים.היתרונות האלה מרחיבים את יעילות התהליך, איכות המים, וקיימות תפעולית כוללת.
צמצום ההסתמכות על כימיקלים
על ידי destabilizing חלקיקים ופירוק של noM צבע, אוזון יכול לאפשר הפחתה משמעותית במינון של coagulants כגון אלומיניום או ferric chloride. זה מוריד לא רק עלויות רכש כימי אלא גם נפח של סלדג המיוצר, להקל על הנטל על טיפול סלז ומערכות סילוק.עבור צמחים המפעילים coagulation משופר כדי לענות על DBP, לעתים קרובות לא יכול לספק טיפול מופחת על ידי פחות.
שיפור הדיסינפציה וצמצום הדיסינפיות על ידי מוצרים
אוזון הוא חיטוי חזק בזכותו, הפעלת חיידקים ווירוסים מהר יותר מכלור, ואפילו שליטה על פתוגנים עמידים כמו FLT:0Cryptosporidium parvumphbiliph החלים 1 oocysts בערכי CT בינוניים (כלומר, הסרת DBPents) מוקדם בתהליך הפחתת התפוצה משנית או מערכת החיסון (כלומר, כלומר, חיטוי) לאחר מכן, כאשר הוא גורם לחיטוי משני (שלבים) לחיטוי (שלבים) או לחיטוי (כלומר, לאחר מכן, כמו חיטוי (שלבים) או לחיטוי (שלבים) כגורם לחיטוי (DBentlecivers) כגורם לחיטוי (כלומר, למשל, למשל, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, כאשר הוא גורם).
שיפור הטעם ובקרת Odor
בעוד לא להתמקד במאמר זה, ראוי לציין כי אוזון גם מחמצן גיאוגרפית ו- 2-methylisoborneol (MIB), תרכובות טעם נפוצות הקשורים אצות, שיפור איכות המים האסתטית.אפקט סינרגי זה אומר כי מתקנים טיפול במים על פני השטח עם בעיות צבע / עצבות וטעם / או בעיות יכול לפתור אתגרים מרובים בתהליך אחד.
טיפול מהיר יותר Kinetics
תגובות האוזון מהירות, בדרך כלל להגיע לשלימה בתוך שניות עד דקות.זה מאפשר חדרי מגע קטנים יותר בהשוואה לתהליכי ריצוף ההדבקה המקובלים, צמצום טביעת הרגל הפיזית של צמח הטיפול.מהירות התגובה גם מאפשרת הפעלה גמישה עם זמני שימור הידראוליים קצרים, המאפשרת למתקנים להסתגל לשינוי איכות המים במהירות.
השוואה עם שיטות חלופיות
אוזנון לעומת ההרחבה
coagulation משופרת היא שיטה סטנדרטית להסרת NOM ו זעזועים. זה מסתמכ על מינון גבוה coagulant ו- pH הסתגלות לחומרים לחות precipitate.עם זאת, coagulation משופרת מייצרת כמויות גדולות של מזחלת מתכת תחמוצת, ויעילותה מופעלת עבור רמות נמוכות של פחמן-מולקולריות לאחר מכן, לעתים קרובות יותר נמוך יותר, עם ירידה ביולוגית של מערכת דלקת יתר לחץ דם גבוה יותר, אם כי לעתים קרובות יותר על ידי ירידה גבוהה יותר על ידי דלקת יתר לחץ דם גבוה יותר על ידי דלקת דם גבוה יותר.
אוזנון לעומת Chlorination
Chlorine הוא חמצון קונבנציונלי וחיטוי, אבל זה מגיב עם NOM כדי ליצור DBPs. Chlorine הוא גם פחות יעיל לשבור תרכובות ארומטיות מופרש מאוד נוכח במים צבעוניים עמוק. Ozone מספק הסרת צבע מעולה מבלי לייצר DBPs halogenated. עם זאת, אוזון אינו מספק שאריות קבוע במערכת ההפצה, soloration או זיהום להרוג את הדרך משנית כדי לחיטוי צבע מושלם כדי לחיטוי יכול להשיג את דלקת מפרקים צבע מושלם.
אוזנון לעומת תהליכי אוקסידציה מתקדמים (AOPs)
(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
דרישות תפעול עבור Ozonation Systems
דור האוזון וציוד ציוד
הדור האוזון תלוי דורש שליטה זהירה של איכות הגז (דארי, ללא אבק, עשיר חמצן), אספקת חשמל, קירור. גנרטורים של הפריסה קורונה הם תקן התעשייה.המערכת חייבת לכלול איש קשר (בדרך כלל מיכל עמוק עם בועות דקות דקות או מערכת הזרקת צד הזרם) המבטיחה העברה המונית יעילה של אוזון למים.
Ozone Dosage for Color and Turbidity Removal
קביעת מינון האוזון הנכון היא קריטית.תחת מינון עשוי לא להשיג מטרות צבע, בעוד overdosing יכול לייצר ריבאונד יתר במים המכילים bromide (קרגן מוסדר) ואנרגיה פסולת. גישה טיפוסית משתמשת בדיקות jarulf ומחקרי הטייס כדי לקבוע את יחס האוזון:DOC אשר מניבה הסרת צבע בעוד צמצום היווצרות רוחב צבע עבור מים צבעוניים, 0.5 מ"ג / 0 גרם נמוך יותר; 0.
פרוטוקול בטיחות
אוזון הוא גז רעיל עם הגבלת חשיפה של 0.1 ppm (8-hr TWA) כל הצמחים חייבים להתקין צג האוזון ממין נקבה בחדרים ותחומי מגע, עם אזעקה וסגורה אוטומטית. מערכות הנדודות חייבות להיות נועדו לטפל בשחרור גז.אדם דורש הכשרה על דליפה ותהליכי חירום.
מחקרים מצביעים על צבע משופר ותחלואה מחדש
מספר צמחים בקנה מידה מלא ברחבי העולם ממחיש את היתרונות של אוזון.לדוגמה, מפעל טיפול מים Wombat Creek בניו זילנד מתייחס מים צבעוניים, זעזוע נמוך מתפוסה יערית.הצמח הציג לפני הצטברות לפני coagulation קונבנציונלי, סינון, וכלורציה. לאחר, צבע היה מופחת מ -150 יחידות Pt-Co ל -5 מתחת ל- PTUt, ירידה בעקביות, ירידה ב , 40% מתחת ל- DTUFD.
בארצות הברית, אגם Gauthier מים טיפול צמחי באוקלהומה נתקלו בספיקים עונתיים בצבע ובעומק מריצה חקלאית.על ידי יישום מערכת הזרקת צד הזרם לפני flocculation, הצמח השיג הסרת זעזוע יציבה (0.15 NTU max) אפילו במהלך הגשמים שיא באביב, עם הסרת צבע מעל 90%.
כיוונים עתידיים וחדשנות
המחקר ממשיך לחדד את טכנולוגיית ההזנה של צבע והסרת טורחות.מגמות מתפתחות כוללות:
- (FLT:0)Ozone-biofiltration תהליכים היברידיים של ההרחבה: שילוב של אוזון עם מסננים פעילים ביולוגית (למשל BAC) כדי להסיר חמצון על ידי מוצרים ולהרחיב את הפילטר פעמים ריצה.
- (FLT:0) ניטור בזמן אמת ושליטה ב-FLT:1: שימוש בספקטרום של UV-הגלויה כדי למדוד צבע ו- DOC באינטרנט ולהתאים את המינון האוזון באופן דינמי, צמצום פסולת כימית ולהבטיח עמידה.
- (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ (התחמוצות מתכת או פחמן מופעל כזרזים לייצר יותר OH רדיקלים במינונים נמוכים יותר של OcioFLT:2303)30303303033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033033GIRFLT 3 מילימטרים) מילימטרים) , שיפור הסרת מזהמים של פחמן ללא תשלום, שיפור הסרת מזהמים של מזהמים של מזהמים של מזהמים, שיפור הסרת מזהמים ללא תשלום של מזהמים, וצמצום הסיכון ל-A10.
- (FLT:0) אינטגרציה עם מערכות קרום (Membrane SystemsveFLT:1): אוזון יכול לשמש כטיפול מקדים כדי להפחית את ההונאה במזכרים בלחץ נמוך (MF/UF) על ידי חמצון של עבירות אורגניות והפעלה של מיקרואורגניזמים, בו זמנית שיפור צבע ודחייה טורחת.
מסקנה
Ozonation היא טכנולוגיה מוכחת, חזקה לשיפור הסרת הצבע והפוחיות בטיפול במים לשתייה. על ידי חמצון תרכובות אורגניות chromophoric שגורם צבע ועל ידי חלקיקים לניירות טוב יותר בתהליכים במורד הזרם, אוזון מספק יתרונות כפולים כי שיטות קונבנציונליות לעתים קרובות לא יכול להתאים את היכולת שלה להפחית את הביקוש הכימי, חיטוי, ו DBP הופך אותו להשקעה אסטרטגית עבור כלי מים נקיים יותר ויותר, תוך שמירה על יעילות מים יעילה יותר ויותר.