Шесть наиболее распространенных причин отказа систем очистки воды озоном — Строительство

Шесть наиболее распространенных причин отказа систем очистки воды озоном

Шесть наиболее распространенных причин, по которым отказываются системы очистки воды озоном

Вступление

Системы очистки воды озоном используются для различных применений. Около 1,6 миллиарда галлонов муниципальной питьевой воды очищается озоном. Почти ко всей бутилированной воде добавляется озон до этапа розлива. В ряде операций по мойке фруктов и овощей, особенно для готовых к употреблению продуктов, используется озон для защиты продуктов от бактерий и других патогенных микроорганизмов. Важно, чтобы озоновые системы в этих приложениях работали надежно.

Знание того, какие вещи могут пойти не так, может помочь муниципалитетам и промышленности принять более разумные решения относительно типа системы очистки воды озоном и почему различные функции важны. В этой статье мы имеем в виду муниципальные / промышленные генераторы озона. Мы рассмотрим шесть наиболее распространенных причин отказа озоновых систем, методы предотвращения этих проблем и соответствующие инструменты, которые могут обеспечить раннее предупреждение о потенциальных проблемах.

Системы очистки воды озоном

Системы очистки воды озоном принимают кислород или сухой воздух и преобразуют кислород, присутствующий в озоне. Этот озон затем смешивают с водой для конкретной обработки воды, например disifection. Существует ряд факторов, которые могут привести к отказу этих систем. Эта статья пытается сгруппировать их в шесть категорий.

Типичные механизмы отказа включают в себя:

  • Обратный поток воды в генератор
  • Плохое качество подаваемого газа
  • Под размер системы
  • Низкая эффективность переноса озона
  • Охлаждение генератора озона
  • Неверные материалы конструкции

Обратный поток воды в генератор озона

Генератор озона промышленного масштаба не может допускать попадание воды в генератор без серьезных повреждений. Потенциал для обратного потока существует, поскольку газ должен течь из генератора в воду, поэтому существует путь для обратного потока воды в генератор. Это усугубляется тем, что озон может впрыскиваться через трубку Вентури в воду, которая находится под более высоким давлением, чем внутри генератора озона. Если есть проблема с работой трубки Вентури или некоторыми изменениями в гидравлической системе, расположенной ниже по потоку, вода может быть нагнетена в генератор.

Часто встречаются обратные клапаны, используемые для предотвращения обратного потока воды, но обратные клапаны не являются надежным устройством для этих целей, особенно с учетом серьезных повреждений, которые могут возникнуть в результате обратного потока. Обратные клапаны в этом приложении имеют высокую вероятность отказа. Большинство систем очистки воды озоном высокого качества используют многобарьерный подход для предотвращения обратного потока, используя несколько пассивных и активных устройств для обнаружения и противодействия обратному потоку воды.

Примером могут служить обратные клапаны, уловители жидкости и контроль перепада давления, заблокированные нормально закрытым электромагнитным клапаном. Контроль перепада давления основан на том факте, что при нормальной работе давление в генераторе должно превышать давление в точке впрыска, иначе газ не попадет в воду. Срабатывание электромагнитного клапана для закрытия исключает путь попадания воды в генератор. Использование нормально закрытого клапана означает, что даже при потере мощности клапан закрыт и генератор защищен.

Другой метод, который используется, состоит в том, чтобы поместить инструменты в газовую линию или ловушки для жидкости, которые могут обнаружить жидкую воду. Эти устройства могут использоваться для запуска отключения электромагнитного клапана и генератора.

Без такой защиты обычно возникает вопрос времени, когда возникает ряд обстоятельств, которые вызывают возникновение обратного потока и повреждают генератор озона.

Плохое качество подаваемого газа

Генераторы озона требуют источника кислорода для производства озона. Озон — это просто три атома кислорода, соединенные вместе (O3). Воздух, которым мы дышим, содержит около 21% кислорода и состоит из двух атомов кислорода (O2). Вы можете купить чистый кислород у поставщиков промышленного и медицинского газа. Также возможно производить кислород с помощью так называемого кислородного концентратора. Небольшие версии этих устройств используются в домашних медицинских целях. Они также производят очень сухой газ, который содержит 90-95% кислорода.

Разные генераторы озона имеют разную оптимальную подачу газа. Некоторые генераторы работают лучше всего с чистым кислородом, другие требуют присутствия небольшого количества азота (1-4%). Другие генераторы работают от сухого воздуха. Во всех случаях подача газа должна быть очень сухой. Это обычно измеряется как точка росы воздуха, температура, при которой вода в воздухе будет конденсироваться. Для генераторов озона это значение обычно составляет около -100 градусов по Фаренгейту. Это означает, что в потоке газа содержится всего несколько частей на миллион влаги.

Влага в подаваемом газе может привести к образованию азотной кислоты в генераторе, создающей условия для сильной коррозии. Кроме того, влага также снижает эффективность реакции образования озона, снижая выход.

Чтобы убедиться, что подаваемый газ является кислородом надлежащего качества, можно использовать мониторы кислорода, которые сообщают о концентрации кислорода в газе. Доступны мониторы точки росы, гигрометры, которые могут измерять количество влаги в потоке газа. Эти устройства часто используются в более крупных системах генерации озона.

Наконец, фильтрация важна для предотвращения попадания частиц, капель масла и паров углеводородов в генератор озона.

Под калибровкой озоновой системы

Даже хорошо продуманная озоновая система не принесет пользы, если она будет меньше. В некоторых случаях легко предсказать правильный размер системы очистки воды озоном, а в других случаях важно проводить лабораторные и пилотные полевые исследования. Это особенно актуально для таких применений, как очистка поверхностных вод для муниципальной питьевой воды или промышленных сточных вод.

Сложности этих приложений, включая сезонные колебания, требуют тщательного тестирования до окончательного проектирования системы. Как только система построена, обычно очень трудно увеличить ее емкость из-за ограничений по стоимости и пространству, которые существуют после первоначальной установки, если пространство для расширения не было запланировано. Для более крупных проектов компетентные инженерные фирмы вряд ли допустят этот тип ошибки, но для более мелких проектов возможно, что плохие предположения могут привести к недостаточной системе.

Низкая эффективность переноса озона

В системах очистки воды система очистки воды озоном должна производить необходимое количество озона и растворять его в воде. Эффективность переноса озона — это процент озона, который растворяется из общего количества, которое было произведено. Только озон, который растворяется в воде, сможет проводить такие реакции, как дезинфекция, окисление органических молекул или усиление фильтрации.

Озон имеет ограниченную растворимость в воде. Он более растворим, чем кислород, но менее растворим, чем хлор. На растворимость озона влияют следующие параметры:

  • Отношение объема газа к объему жидкости (отношение G / L): более низкое отношение увеличивает эффективность
  • Размер пузырьков: меньшие пузырьки увеличивают эффективность
  • Потребность воды в озоне: более высокий спрос повышает эффективность
  • Концентрация озона: более высокая концентрация повышает эффективность
  • Давление: более высокое давление повышает эффективность, в частности, давление на выходе Вентури
  • Время задержания: более длительное время задержания повышает эффективность
  • Температура: более низкая температура увеличивает эффективность

Хорошо спроектированная система очистки воды озоном переведет> 90% произведенного озона в раствор. В то время как озон может генерироваться из сухого воздуха, концентрация образующегося озона на 1-3% намного ниже, чем в системах, которые используют подачу кислорода либо из жидкого кислорода, либо из кислородных концентраторов. Эти системы могут генерировать концентрации озона 6-10%. Наиболее распространенные системы подачи газа для очистки воды основаны на кислороде.

Тонкие пузырьковые диффузоры или трубка Вентури обычно используются для переноса газа в жидкость. В любом методе смешивания необходимо учитывать правильное соотношение G / L, температуру, давление и время выдержки для удовлетворения заданной потребности в озоне. Если эти соображения не будут приняты во внимание должным образом, даже при наличии необходимого количества озона, заявка может быть неудачной.

Охлаждение генератора озона

Мощность генератора озона прямо пропорциональна температуре охлаждающей воды для систем с водяным охлаждением и температуре воздуха для систем с воздушным охлаждением. Обычно производители генераторов озона предоставляют кривые производства для своих машин в зависимости от расхода газа и мощности. Эти значения всегда основаны на определенной температуре воды на входе или температуре воздуха для их систем охлаждения.

Как правило, производительность машины будет уменьшаться на 0,5-1,0% на градус выше значения, указанного на кривых производства или в таблице данных. Таким образом, если охлаждающая вода вводится при 20 градусах C вместо указанных 15 градусов C, выходная мощность генератора может уменьшиться на 5%.

В системах охлаждающей воды, в которых используются чиллеры, обычно можно ожидать, что температура воды будет контролироваться, но если обрабатываемая вода используется в качестве охлаждающей среды, температура воды может изменяться. В системах питьевой воды очищенная вода может использоваться для охлаждения генераторов. Температура этой воды обычно выше летом, чем зимой, что влияет на производительность. Инженеры часто увеличивают размер системы, чтобы учесть ожидаемые потери при повышении температуры воды. Если этого не сделано, выходные данные могут не соответствовать требованиям приложения.

Эта проблема является более острой в системах с воздушным охлаждением, поскольку условия окружающей среды могут значительно различаться. Если озоновая система не находится в кондиционированном помещении, вполне вероятно, что производительность генератора снизится при повышении температуры. Таким образом, добавление системы кондиционирования воздуха в корпус генератора озона часто является хорошей идеей, когда ожидаются значительные колебания температуры.

Строительные материалы

Озон является сильным окислителем и может воздействовать на многие материалы. Это особенно верно для резины и эластомеров Buna-N. Отказ материалов в системе очистки воды озоном может привести к утечкам воды или озонированного газа. Это также может привести к выходу из строя ключевых компонентов или приборов.

При обработке воды озоном материалы могут подвергаться воздействию озона высокой концентрации 6-10% (от 60000 до 100000 ч / млн) в газовой фазе или низких концентраций в жидкой фазе, несколько ч / млн. Эти приложения значительно отличаются. Тот факт, что материал может работать с озоном в газовой фазе высокой концентрации, не означает, что он будет работать в жидкой фазе, и наоборот.

Даже материалы, которые должны подходить для определенного применения озона, могут потерпеть неудачу. Витон, как правило, считается приемлемым для использования в озоне как в жидкой, так и в газовой фазе. Витон, однако, бывают разных сортов, могут быть смешаны с различными материалами, и в случае диафрагм могут быть встроены ткани. Некоторые из этих вариантов могут выйти из строя в определенных озоновых средах.

Таким образом, вопрос материалов конструкции является сложным. Требуется опыт работы с конкретными материалами для конкретных применений. Таблицы совместимости материалов следует рассматривать как отправную точку. Производители материалов — лучшее место, чтобы проконсультироваться об использовании материалов, доступных сортах и ​​предлагаемых сертификатах.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *