Озоново окисляване и дезинфекция - Избор на реактори за озониране - Degremont®
Вече видяхме в раздела за окислителите и дезинфектантите, че озонът може да реагира молекулярно (активният окислител е озон) и/или по радикален път (активният окислител е хидроксилният радикал, получен при разлагане на озона) според състава на среда, в която се прехвърля. Тази реакция може да промени трансфера на озон.
кинетичен аспект - реакторна хидравлика
Изборът на реактора, най-подходящ за осъществяване на окислението, зависи от режима на реакция. По принцип скоростта на реакция на озона с неорганични и органични съединения и микроорганизми се формализира от уравнение от втори ред с частични порядъци от 1 за всеки от реагентите:
където: k е константата на скоростта на реакцията, í е стехиометричният коефициент, [M] ([O3]) е концентрацията на съединение M (на разтворен озон), а rM (rO3) е скоростта на изчезване на съединение M (степента на консумация на разтворен озон). Стойностите на константите на скоростта k варират в широки граници в зависимост от реактивността на съединенията М по отношение на озона. Качествените показания са дадени в раздела за окислителите и дезинфектантите.
Като се има предвид Частичен ред 1, реактор с включен течен фазов поток винаги ще работи по-добре от перфектно смесен реактор. Следователно ще се постараем да проектираме реакторите за озониране, така че поведението на течната фаза да бъде възможно най-близо до потока на запушалката.
Критерии за избор на реактори за озониране
Стойността на критерия Hatta (Ha), адимномерно число, дава възможност да се характеризира работният режим на реакцията на окисление и по този начин да се насочи изборът на реактор газ - течност според определящата характеристика, както е посочено в таблица 8. За пример:
- много ниско число на Hatta означава, че преносната способност на течния филм е голяма в сравнение със скоростта на консумация на озон: това е химичен режим;
- И обратно, когато Ha е висока, степента на потребление на озон може да бъде много по-голяма от потока на прехвърления озон: това е режим на дифузия.
За необратима реакция от ред 2, този критерий е валиден:
Изразът на прехвърления озонов поток от уравнение (1) става:
където Е представлява коефициент на трансферно ускорение, дължащ се на реакцията на течната фаза, която е свързана с броя на Хата.
Фигура 15 показва профилите на концентрация в близост до интерфейса за различните случаи, обяснени в Таблица 8, базирани на модела с двоен филм.
реактори за озониране
Основните контактори озон-вода са представени по-долу съгласно класификацията в таблица 8.
мехурчеста колона и камера за озониране, снабдени с порести дифузори
Балонната колона е най-класическият контактор за озониране при пречистване на вода. Този тип реактор се предлага в две форми, конвенционална балонна колона и многокамерна озонираща камера в серия. Тези Реакторите са показани схематично на фигура 16. В тези реактори газовите мехурчета от около 3 mm се създават от порести дифузори, разположени в основата на реактора, за да разпределят газа по целия участък на колоната (снимка 10). Течностите циркулират в обратен ток чрез пропускане на вода в главата на колоната или чрез инсталиране на прегради във всяко отделение на камерата за озониране. При този тип реактори височината на водата е между 5 и 7 m над дифузорите. Броят на отделенията (обикновено 2 или 3) се регулира според скоростта на химичната реакция с разпределение на скоростта на озонирания газ според хода на реакцията (вж. Също фигура 26).