河道水处理.docx
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1、常州奇盛自动化设备2012.8.20目录1工程背景31.2河道水水质特点32设备与工艺简介42.1 产品设计42.2 运行原理32.3 产品特点及比照33水体增氧曝气53.1 反响时间的选择53.2 臭氧投加量的选择63.3 优化条件下的湖水净化实验84应用领域水处理134.1 景观水处理134.2 养殖业94.3 污水处理104.4 水处理中的应用164.5 搅拌装置165成功案例105.1 景观水处理工程案例115.2 污水处理工程案例131工程背景由于污染的不断积累,越来越多的城市河道变得黑臭,对人民的生活影响也越来越大。为解决城市河道的黑臭问题,公司积极探索适合城市黑臭河道治理的可行性
2、方案,治理费用低、长期运行费用省、治理效果好是必须考虑的三要素。臭氧氧化法是近年来受到广泛关注的污水处理技术,与常规水处理方法比拟具有显著的特点,如对于生物难降解物质处理效果好、降解速度快、占地面积小、自动化程度高、无二次污染、浮渣和污泥产生量较少、处理效率高和运行管理方便等特点,同时具有杀菌、脱色、防垢等作用。这种水质污染以有机污染为主,主要超标工程为氨氮、化学需氧量、高锦酸盐指数、五日生化需氧量、溶解氧,其中氨氮对水质影响最大。1.2河道水水质特点城市里河道纵横,近年来,由于市区工业和人口的迅速开展,城市河道水污染状况渐趋严重。多种原因导致城市河道水体处于静止或流动性差的封闭缓流状态,具有
3、流域面积小、易污染、水体自净能力差等特点,水体容易呈现富营养化,造成水体变黑变臭,严重影响自然环境和艺术环境。图1河道水图2河道水2设备与工艺简介Iyloxey设备是一种新型的臭氧净水加曝气装置。该设备不同于平常的河道水处理设备,它除了曝气增氧之外还添加了臭氧工艺。采用曝气装置,向水体中充入臭氧,增加水体溶解氧的含量,以到达水体净化目的。臭氧S3)技术于1905年应用于水处理,随着相关技术的进步,臭氧化法本钱的降低,被普遍认为是很有开展前景的水处理方法。臭氧是一种强氧化剂,具有很强的灭菌消毒、除味、去色、降解有机物的特性。应用臭氧进行消毒净化,具有无毒、无害、无任何残留的特点,臭氧被誉为是当前
4、世界上最洁净的消毒剂。经臭氧处理后水质状况得到明显改善。在国外,臭氧在水产方面的应用有较多的报道,自1929年开始就有人撰文发表臭氧在水产养殖及加工中应用效果的文章,其后的几十年间众多学者应用臭氧在水产养殖、幼鱼培育、病害防治、控制赤潮及灭菌消毒以及水产晶加工、贝类净化等方面进行了大量试验和多方面应用。面对我国水产业的开展趋势,臭氧技术将会得到更加广泛深入的应用。该装置通过低频电机驱动执行元件,在液质中产生三维立体的多向性流动而加速液体循环和物质传递。根据产品在水体中运行的实验证明,由于由16个喷管组成,在水体的运行中其运动阻力到达最小,形成平稳有效、有节奏脉冲运动。使上层和底层水体被带动,形
5、成水体大范围的旋流以及三维球体运动,运动柔和有力、杜绝运动相对切力的产生。运用流体力学的反向原理,在产品在相对低速的情况下产生最大的排水效率、最大程度的提高氧气在水体中的扩散和对流吸收,由于产品使用低频电机驱动,该电机能耗低,损耗少,大大的降低了运行的本钱。2.1 产品设计公司新开发的环保设备,是一款新型的节能水力循环加速装置。该装置通过低频电机驱动执行元件,在液质中产生三维立体的多向性流动而加速液体循环和物质传递。产品如图2-1所示所示:yloxey结构图本设备(图2-1)主要由整流变压器、16个喷管、电动机(带减速器)、IybXey体、保护罩、臭氧发生装置和浮头几局部组成几局部组成。整流变
6、压器是将交流220V变为直流48V,调速控制器用来将原电机(带减速器)转速调整到15%100%的转速。电动机是设备的动力源。2.2 运行原理产品的运用根据几何立体空间、可逆立方、阿基米德螺旋以及流体力学的概念进行设计。针对以上的设计理念,使产品在流体的环境中形成有节奏的脉冲运动的方式,使流体通过的运动形成多向球体运动,流体上下对流。设备在曝气、搅拌领域都有广阔的运用前景。产品的运用根据几何立体空间、可逆立方、阿基米德螺旋以及流体力学的概念进行设计。针对以上的设计理念,使产品在流体的环境中形成有节奏的脉冲运动的方式,使流体通过的运动形成多向球体运动,流体上下对流。设备在曝气、搅拌领域都有广阔的运
7、用前景。图2-2原理图2.3 产品特点及比照经济适用性强产品安装简便易懂,可分水表和水下进行安装,无需进行管道铺设;针对电源方面无需电控装置的铺设,只需要民用220V电源进行安装调试;针对产品设备的调试简单方便,只需要按照规定的转速进行调节:针对电机方面装有特殊的智能芯片,能够在断电和连续跳电的情况下通过智能芯片调节,缓步稳定运行,到达设定转速,并平稳输出扭力;针对产品设备后续维护效劳只需要每月进行定时清理,发生故障时通过巡查人员的汇报,我们承诺在24h内到达现场进行维修、保养:产品设备的质量年限为2年。与传统380V产品相比,本设备不需要进行三相电的线路安装和其它辅助设备安装,可节约大量供电
8、本钱。再者,本设备每公里的运用维护本钱具有巨大优势:1安装简便,能适应各种安装环境和运行环境;2每台设备的日均电耗仅为2.5KWh,每公里河道每天的能耗仅为25KWh,远远低于同类产品到达相同成效所耗电能;3设备运行噪音低,不会对环境和周边居民的正常生活产生任何影响;4管理方便,定期的检修维护和良好的售后效劳将保证设备平安稳定的运行。美观精致本设备设计精美,制作精细,整体性强,美观大方,置于都市景观河道中,让静止的河道流动起来,让城市河道充满活力。设备的空档局部可用于公益广告和用作其它宣传工具,使其与现代商业化城市融为一体。2.4 工艺简介臭氧技术臭氧的特性:强氧化性臭氧的氧化能力几乎是目前所
9、知氧化剂中最强的。同时臭氧在水中的分解速度很快.在含有杂质的水溶液中能迅速回复到氧气的状态,其衰期为5.30min,假设水温接近0时能更稳定些。另外还有研究说明,臭氧在水中的分解速度随水温和PH值的提高而加快,由于臭氧具有强氧化性,因此能与除了金、伯外的所有金属发生反响,能氧化许多有机物。易分解性臭氧的化学性质比拟活泼,在常温下就可以分解为氧气,并在分解的过程中释放出284kJ/mol的热量,具体用化学式来表示就是:2O3=302臭氧在空气中的分解速度跟温度和臭氧自身的浓度有关,研究证明,当外在空间的温度越高、臭氧的浓度越大,其分解的速度也就越快;而臭氧在水中分解的速度是跟水温与酸碱度(PH)
10、有关,水温越高时臭氧的分解速度越高,而PH值越高,也就是水的碱性越强使,臭氧的分解也就越快。强腐蚀性由于臭氧具有很高的氧化性,所以除了伯和金以外,臭氧几乎可以氧化在空气中的所有金属,所以这也表达了臭氧的腐蚀性。而且臭氧对非金属材料也有强烈的腐蚀作用。基于这种原因,在实际的生产中常使用25%的格铁合金来制造臭氧发生设备,而且在发生设备和计量设备中,不能用普遍的橡胶作密封材料,必须采用耐腐蚀的硅胶或者耐酸橡胶。臭氧的作用基于以上臭氧的特性,在污水处理及再生水领域我们可以利用臭氧技术实现以下目标:臭氧消毒臭氧消毒的机理臭氧在水中灭菌有两种方式:一种是臭氧直接作用于细菌的细胞壁,将其破坏并导致细胞的死
11、亡;另一种是臭氧在水中分解时释放出自由基态氧。自由基态氧具有强氧化能力,可以穿透细胞壁,氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶,也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏其细胞器和核糖核酸,分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的物质代谢和繁殖过程遭到破坏;还可以渗透细胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖,促进细胞的溶解死亡,并且将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热原1细菌病毒代谢产物、内毒素)等溶解变性灭亡。也有学者认为,臭氧作用于细胞的外表,改变了细胞膜的渗透特性,最终导致细胞组分泄露到中间介质中O臭氧对细菌的灭活反响
12、总是进行得很迅速。与其他杀菌剂不同的是,臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反响,穿入菌体内部,作用于蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质,如核酸中的喋吟和暗咤破坏DNA。臭氧对病毒的作用首先是作用于病毒衣体壳蛋白的四条多肽链,并使RNA受到损伤,特别是形成蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后,电镜观察可见其表皮被破碎成许多碎片,从中释放出许多核糖核酸,干扰其吸附到存放体上,臭氧杀菌彻底。臭氧应用技术的开展臭氧的应用根底是其极强的氧化能力与杀菌性能。早在19世纪,人们就认识到了臭氧的强氧化作用,发现臭氧对木材、稻草、淀粉、植物色素、天然橡胶、脂肪,动植物油与酒精等物质都有氧
13、化作用。1868年德格贝斯获得了臭氧应用技术的第一项专利,这项技术是利用臭氧将煤焦油混合物氧化为适于涂料、油漆使用的产品。1873年报导了臭氧在食糖精制和亚麻漂白方面的生产应用。一百年来臭氧应用已深入到多个领域,对生产技术开展作出了重大奉献。表1氧和臭氧的主要性质氧臭氧分子式O2O3分子量3248一般情况下的形态气态气态气味无腥臭味气体颜色无色淡蓝色液体颜色淡蓝色暗蓝色1大气压,(TC时的溶解度(mLL水)49.1640稳定性稳定易分解1大气压,(TC时的密度(g/D1.4292.144以空气为基准时的密度1.1031.658臭氧应用按用途分为水处理、化学氧化、食品加工与医药四个领域,各领域的
14、应用研究与适用设备开发都到达很高的水平。3水体增氧曝气3.1 反响时间的选择实验条件:臭氧投加量为15mgL,水流量为0.3Th,被处理水为地面水V类水质。反响时间对CODMn去除率的影响表1反响时间与CoDMn去除身M的关系反响时间(min)24681012CODMn去除率()25.626.528.6628.9530.9532.4由表1可见,在使用设备处理湖水时,接触氧化所需的反响时间较短,2min内反响根本完成。反响2min至12min,CoDMn去除率在25.6%-32.4%之间,延长反响时间CODMn去除率增加值较小。反响时间对色度去除率的影响表2反响时间与色度去除率的关系反响时间(m
15、in)24681012色度去除率()58.358.360.060.060.062.5由表2可见,该设备处理湖水时,色度去除率在短时间内那么可达60%左右。反响的色度去除规律与CoD去除规律较接近。反响时间对难降解有机污染物去除率的影响表3反响时间与A254去除率的关系反响时间(min)24612A254去除率(%)33.937.835.938.4由表3可知,反响时间在2-12min内,对含有芳香环结构或共辄双键结构的难降有机污染物的氧化程度相近,约在35%左右。综合-2.1.3局部,在使用该设备处理湖水时,接触氧化2min后,反响根本己进行至终点。这一特性对于应用该设备处理水体非常有利,短的反
16、响时间在实际应用中可以大大提高设备的处理能力。3.2 臭氧投加的选择实验条件:水流量为0.3Th,反响时间12min,处理对象为V类水质。臭氧投加量对CODMn去除率的影响表4不同臭氧投加量与CoDMn去除率的关系臭氧投加量(mgL)1012151823CODMn去除率()17.023.925.927.227.6由表4知,随臭氧投加量增加,CODMn去除率不断增大,当臭氧投加量为15mgL时,CoDMn去除率变化趋于稳定。臭氧投加量对色度去除率的影响表5不同臭氧投加量与色度去除率的关系臭氧投加量(mg/L)1012151823色度去除率(%)37.648.551.6659.9568.95由表5
17、可见,随着臭氧投加量增大,色度去除率不断增加,臭氧量太低时脱色效果较差。臭氧投加量对湖水中难降解有机物去除率的影响表6不同臭氧投加量与A254去除率的关系臭氧投加量1012151823(mgL)A254去除率(%)18.427.530.031.831.9表7不同臭氧投加量时V级水的处理结果臭氧投加量(mgL)原水CODMn(mgL)臭氧处理负荷(CODMnmgO3)出水CODMnmg/LJ去除率()1511.410.769.6415.511012.551.2610.2918.011813.840.7710.6323.191811.930.668.9524.981813.80.7710.1926
18、162311.930.529.5320.121511.500.779.0221.571514.10.9410.8622.98由表6可知,臭氧量在15mgL至23mgL之间,对水中难降解有机物的去除率根本相同。说明过量的臭氧缺乏以使湖水中有机物完全反响。臭氧处理负荷的影响以V级地表水为处理对象,对这类湖水投加不同量臭氧后的效果进行了实验,结果见表7。由表7可见,较高的去除率(大于23%)出现在臭氧处理负荷为0.7附近时,臭氧处理负荷下降时去除率反而有所下降,最高的臭氧处理负荷时去除率较低。综合-2.2.4局部,该设备在处理湖水时,臭氧投加量在15mgL较经济,可根据进水CoDMn具体值,考虑臭
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