План применения озонатора производительностью 3 кг/ч для очистки воды

Проектирование основного технологического процесса

### 1. Этап предварительной обработки

Предварительная обработка должна быть направлена ​​на удаление взвешенных твердых частиц, жира и крупномолекулярных органических веществ в соответствии с различными характеристиками качества воды. Например, при очистке сточных вод красильных и полиграфических предприятий остатки волокон необходимо улавливать ситами, а частицы чернил отделять с помощью флотации; в гальванические сточные воды, содержащие тяжелые металлы, следует добавлять коагулянт для осаждения ионов тяжелых металлов. Эффективность предварительной очистки напрямую влияет на использование озона, и экспериментальные данные показывают, что предварительно очищенные сточные воды могут повысить эффективность окисления озоном более чем на 30%.

### 2. Система дозирования и смешивания озона

Генератор озона производительностью 3 кг/ч использует инжектор Вентури в сочетании с насадочной башней:

- Инжектор Вентури: использует высокоскоростной поток воздуха для создания отрицательного давления, обеспечивая тщательное смешивание озона со сточными водами. Время контакта достигает 5–8 секунд, что подходит для разложения органических веществ низкой концентрации.

- Башенный реактор с насадкой: башня заполнена многогранной полой сферической насадкой. Сточные воды распыляются сверху вниз, а озон поступает противотоком снизу вверх, увеличивая площадь поверхности жидкой пленки в 5-8 раз и значительно повышая эффективность массопереноса озона. Опыт очистки сточных вод нефтехимического производства показал, что этот процесс обеспечивает снижение ХПК до 68% и снижение цветности более чем на 95%.

### 3. Глубокая очистка и контроль отходящих газов

Окисление озоном требует двух уровней последующей обработки:

- Разделение газа и жидкости: использует комбинированную технологию гравитационного осаждения и центробежного разделения для извлечения не прореагировавшего озона со степенью извлечения более 92%.

- Уничтожение отходящих газов: остаточный озон разлагается на кислород с помощью устройства каталитического окисления (содержащего катализатор MnO₂/Al₂O₃), чтобы гарантировать концентрацию выбросов <0,1 ppm, что соответствует стандартам качества окружающего воздуха GB3095-2012.

– Доочистка: для трудноудаляемых органических веществ можно использовать комбинированную адсорбцию на активированном угле или биофильтрацию. Например, в проекте по очистке сточных вод фармацевтического предприятия использовалась комбинация процессов «озоновое окисление с последующей биодеградацией», что позволило добиться стабильного уровня ХПК в сточных водах ниже 50 мг/л, что соответствует стандарту класса А «Стандартов сброса загрязняющих веществ городскими очистными сооружениями».

## . Типичные сценарии применения и конфигурация параметров

### 1. Очистка промышленных сточных вод

- Сточные воды полиграфического и красильного производств: объем очистки 500 м³/день, доза озона 15 мг/л, время контакта 15 минут, достижение 90% разложения реактивных красителей, цветность стоков менее чем в 10 раз.

- Фармацевтические сточные воды: для органических веществ с высокой концентрацией (ХПК > 2000 мг/л) используется процесс «Озонокаталитического окисления MBR» с дозой озона 50 мг/л и временем реакции 30 минут, что позволяет удалить более 85% ХПК.

### 2. Муниципальная очистка сточных вод

- Глубокая очистка: после традиционного процесса ААО добавляется озоновый контактный резервуар с дозой 10 мг/л, удаляющий более 80% следовых органических веществ, а сточные воды соответствуют требованиям «Стандартов качества питьевой воды».

- Уменьшение количества шлама: окисление озоном разрушает структуру клеток шлама, сокращая его образование на 30 % и одновременно повышая эффективность обезвоживания шлама.

### 3. Специальные приложения

- Медицинские сточные воды: для сточных вод, содержащих патогенные микроорганизмы, доза озона 20 мг/л при времени контакта 20 минут обеспечивает инактивацию E. coli >99,99%, что соответствует «Норматам сброса загрязнителей воды для медицинских учреждений».

- Обработка воды в плавательном бассейне: использование метода циклического дозирования для поддержания остаточной концентрации озона 0,2–0,5 мг/л, что эффективно подавляет рост водорослей и исключает образование хлорированных побочных продуктов дезинфекции.

## . Экономическая эффективность и управление эксплуатацией и техническим обслуживанием

### 1. Анализ затрат

В качестве примера возьмем устройство производительностью 3 кг/ч:

- Потребление электроэнергии: рассчитано из расчета 7 кВт⋅ч/кг O₃, работа в течение 10 часов в день стоит около 210 юаней (цена на электроэнергию 0,3 юаня/кВт⋅ч).

- Расходные материалы: Срок службы керамических разрядных трубок составляет более 20 000 часов, а годовая стоимость замены составляет около 50 000 юаней; эксплуатационные расходы при использовании источника кислорода примерно на 40% ниже, чем при использовании источника воздуха.

- Общая стоимость: стоимость очистки 1 тонны сточных вод составляет около 3–5 юаней, что на 25% ниже, чем при использовании традиционных методов окисления Фентона.

### 2. Интеллектуальная система эксплуатации и обслуживания

Оборудование оснащено системой управления ПЛК, способной в режиме реального времени контролировать:

- Ключевые параметры, такие как концентрация озона, количество дозирования и время контакта
- Рабочее состояние, такое как температура охлаждающей воды и давление источника газа
- Автоматические функции оповещения (например, утечка озона, отклонения напряжения)

Рекомендуется ежеквартально очищать электроды и обслуживать систему охлаждения, а также ежегодно проводить комплексную проверку производительности, чтобы гарантировать, что срок службы оборудования составит более 8 лет.