Автоматическая установка получения диоксида хлора для

АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ХЛОРА
ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
Е.С. Лецких, Г.А. Кравченко, А.В. Несытых, В.Я. Новоселов,
К.В. Ткачев, В.М. Шамриков
Диоксид хлора (ClO2) является альтернативным жидкому хлору (Cl2) высокоэффективным дезинфицирующим агентом при подготовке питьевой воды, имеющим целый
ряд преимуществ перед ним. Применение его позволяет исключить образование и появление в воде ряда опасных для человека токсичных хлорорганических соединений (тригалогенметанов, хлорфенолов и других), окислять гуминовые кислоты, уничтожать бактериальные и вирусные загрязнения, разрушать водоросли, биопленки, хлорофилл, поверхностно-активные вещества, и, благодаря сильно выраженному дезодорирующему
эффекту, улучшать органолептические характеристики воды. Большими преимуществами диоксида хлора перед хлором являются также значительно более широкий интервал
PH дезинфицирующего действия (от 6 до 10 единиц), длительное (до 7 суток) сохранение
бактерицидной активности, меньший на порядок величины расход, и, что весьма важно,
получение реагента в необходимых количествах непосредственно перед применением на
водоочистных станциях из безопасного недорогого отечественного исходного сырья.
ФГУП "УНИХИМ с ОЗ" разработана полностью автоматизированная безопасная в
эксплуатации установка получения диоксида хлора. Принципиальная схема этой установки приведена на рис. 1.
Серная кислота
Хлорат-хлоридный
раствор
Расходная емкость
Расходная емкость
Насос-дозатор
Насос-дозатор
Реактор
Водоструйный эжектор
Раствор диоксида хлора
на дезинфекцию
Рис. 1. Принципиальная схема установки по получению
диоксида хлора.
2
В основу технологии диоксида хлора на непрерывнодействующей установке положена окислительно-восстановительная реакция взаимодействия между хлоратом и
хлоридом натрия, осуществляемая в кислой среде:
NaClO3 + NaCl + H2SO4 = ClO2 + 0,5Cl2 + Na2SO4 + H2O.
Продукт получается в виде водного раствора диоксида хлора с примесью хлора с
концентрацией порядка 50-75 мг/л ClO2 и 32,5-50 мг/л Cl2. Эффективность использования
подобной смеси установлена в США на некоторых установках для дезинфекции воды.
Замена традиционного хлорирования воды газообразным хлором на раствор диоксида хлора исключает потенциальную опасность возникновения чрезвычайных ситуаций,
так как отпадает необходимость в транспортировании и хранении больших количеств
токсичного хлора, и соблюдении правил хлорбезопасности при его применении.
Исходные реагенты – хлорат-хлоридный раствор и серная кислота из расходных
емкостей автоматическими насосами-дозаторами с необходимой скоростью дозируются в
реактор, где происходит их химическое взаимодействие по вышеприведенной реакции с
образованием газообразных диоксида хлора и хлора.
Реактор находится под разрежением, создаваемым водоструйным эжектором,
обеспечивающим подсос воздуха из атмосферы для разбавления газообразного диоксида
хлора до взрывобезопасной концентрации (5-6% объемных) и удаление из реактора продуктов реакции. Вода, создающая разрежение в эжекторе, поглощает поступающие газообразные ClO2 и Cl2, образуя их водный раствор. От количества проходящей воды зависит величина разрежения в реакторе и концентрация диоксида хлора и хлора в получаемом растворе.
Производительность установки регулируется в зависимости от производительности водоочистной станции (блока) по обрабатываемой воде. При прекращении работы
установки, а также в случае возникновения аварийной ситуации (отключение электроэнергии, падение давления на входе или полное прекращение поступления воды в эжектор) автоматически подается вода для разбавления содержимого реактора и прекращения
в нем реакции. При отсутствии разбавляющей воды и достаточного разрежения (не менее
0,1 атм.) в реакторе установка не может быть включена в работу. Работа установки под
разрежением, а также наличие предохранительного клапана и защитного кожуха, подвергающегося непрерывной вентиляции, исключает попадание газов в рабочее помещение.
Образовавшийся при поглощении газов в эжекторе раствор диоксида хлора либо
предварительно перед использованием собирается в накопителе, либо сразу поступает на
смешение с потоком обеззараживаемой питьевой воды. Раствор диоксида хлора в воде
устойчив и может храниться в накопительной емкости достаточно длительное время, не
теряя своих качественных характеристик. Это, в частности, обусловливает эффективное
предупреждение повторного заражения воды в распределительных системах.
Ввиду высокой степени завершения реакции (более 90%) и благодаря низкой дозе
диоксида хлора на обеззараживание воды практически не происходит ее загрязнения непрореагировавшими исходными реагентами и продуктами реакции, в том числе и образующимися при взаимодействии диоксида хлора с загрязнениями воды.
Благодаря высокой степени автоматизации, установка безопасна в эксплуатации и
обеспечивает высокую культуру приготовления питьевой воды на фильтровальной станции. Производительность установки легко регулируется в широких пределах в зависимости от потребности в диоксиде хлора изменением дозирования исходных реагентов в реактор.
К настоящему времени прошла успешные производственные испытания на водопроводе железнодорожной станции Свердловск-Сортировочная установка производительностью 20 г/час диоксида хлора, обеспечивавшая обеззараживание 40 м3/час питьевой воды. С учетом результатов этих испытаний разработана и изготовлена установка
3
производительностью 100 г/час ClO2. Она может быть продемонстрирована в работе, в
том числе на заинтересованной водоочистительной станции (блоке) производительностью до 200-250 м3/час обеззараженной воды. Имеется также техническая документация
на установку производительностью 500 г/час.
Области применения диоксида хлора не ограничиваются обеззараживанием питьевой воды. Зарубежная практика показывает его высокую эффективность при обработке
ряда промышленных сточных вод, в частности прошедших биохимическую очистку без
стадии нитрификации, содержащих аммоний, сульфиды, цианиды и меркаптаны. Высокая дезодорирующая способность позволяет использовать его для устранения запаха при
расщеплении жиров в производстве мыла, переработке животных продуктов, на скотобойнях, рыбных фабриках и других производствах с неприятным запахом. Диоксид хлора
также эффективен для борьбы с биообрастанием промышленных водооборотных систем,
обработки воды плавательных бассейнов и т.п.
Получить образцы растворов диоксида хлора для испытаний и заказать изготовление установки на опытном заводе УНИХИМ'а можно по телефону (343) 371-62-00, факс
(343) 371-31-01.