Способы очистки и обеззараживания воды, основанные на технологии прямого окисления

Способы очистки подземных и сточных вод, оборотной воды предусматривают обработку воды окислителями для окисления органических и неорганических примесей, обесцвечивания и обеззараживания воды. От эффективности и экологической чистоты применяемых окислителей во многом зависит качество очищенной воды. Недостатки применения хлорсодержащих окислителей связаны с неизбежным появлением в очищенной воде после их применения токсичных и канцерогенных хлорорганических соединений.

Экологически безопасным и эффективным является применение озона. Озон существенно эффективней хлора и как окислитель и как обеззараживающий агент. Скорости окисления растворенных органических соединений не велики и сильно зависят от типа соединения. Время жизни растворенного озона в воде достаточно мало, но не равно нулю и в компактных установках необходимо принятие дополнительных мер для предотвращения попадания остаточного растворенного озона в очищаемую воду. Это может ограничивать возможность сочетания озонирования с мембранными, ионообменными и т.п. технологиями очитки воды.

Существует ряд технических решений увеличивающих реакционную способность озона, и ускоряющих его распад, такие как обработка воды озоном одновременно с ее облучением ультрафиолетом. При этом озон распадается на молекулярный и атомарный кислород, который гораздо более активен, чем исходный озон. Однако, такой подход не нашел широкого распространения из-за технической сложности его реализации в условиях ограниченной прозрачности реальной воды, проблем с обрастанием ламп, и пр.

Другой возможный подход к проблеме - организовать производство активных частиц, таких как озон, атомарный кислород, OH и др. непосредственно в очищаемой воде. Этот подход основан на организации электрического разряда непосредственно внутри слоя жидкости. Суть этого метода сводится к тому, что в воду погружаются высоковольтный и заземленный электроды и к высоковольтному электроду прикладывается импульсы высокого напряжения. При достаточной величине и скорости нарастания напряжения на одном из электродов возникает плазменный канал, удлиняющийся в направлении другого электрода или вглубь толщи воды (проводящей жидкости). Обычно плазменный канал возникает вследствие пробоя в газовом пузыре, специально введенном в жидкость или возникающем в ней вследствие протекания тока электролиза. Дальнейший рост плазменного канала происходит из-за испарения жидкости за счет энергии выделяемой в электрическом разряде. В любом случае речь идет об электрическом разряде в газе или парах внутри газового пузыря в толще обрабатываемой жидкости. При этом существуют очевидные проблемы с эффективностью такого подхода. Во- первых, в случае обработки природной или сточной воды или другой проводящей жидкости неизбежны потери энергии за счет утечки тока с поверхности электрода через ток электролиза. Во- вторых, короткоживущие активные частицы и радикалы , генерируемые в плазменном канале, такие как O, ОН, озон и другие гибнут не дойдя до поверхности воды, где они должны полезно расходоваться в реакциях окисления примесей. Гибель радикалов и активных частиц в реакциях рекомбинации друг с другом резко снижает энергетическую эффективность вышеописанных способов очистки воды и в сочетании  с потерями энергии на электролиз делает подобные методы очистки воды энергетически неэффективными, что препятствовало их практическому применению. Другой важный лимитирующий фактор, препятствовавший практическому применению устройств для обеззараживания и очистки воды, основанных на организации электрического разряда внутри слоя жидкости, является небольшое время жизни электродов в подобных устройствах.

Theme by Danetsoft powered by sambo