Otsonointiprosessin desinfiointitehon optimointi talousveden ...

32
kuitenkin suositaan kuplakontaktoreja joissa on kolme tai useampia kammioita. Kontaktorin
kammioiden määrää voidaan kasvattaa lisäämällä väliseiniä. Näin päästään lähemmäs
ideaalista tulppavirtausreaktoria, joka vaatii pienemmän tilavuuden ja lyhyemmän
kontaktiajan kuin yksittäinen CSTR-reaktori. Kupladiffuusorit eivät myöskään
vaadi ylimääräistä energiaa, vaan kaasu ajetaan niiden läpi otsonaattorin paineeella.
Diffuusorien haittapuolena on kuitenkin mahdollinen tukkeutuminen, joka voi johtua
syöttökaasun määrän vaihteluista tai veden laadusta. Esimerkiksi rautasaostumat voivat
tukkia diffuusorin. Vesitilan on oltava riittävän syvä jotta saavutetaan tarvittava otsoninsiirtoteho.
Tyypillinen syvyys on noin 5-6 metriä. (Langlais et al. 1991)
Tärkeitä suunnitteluparametreja ovat siis desinfiointireaktioiden kinetiikka, desinfiointipäämäärä,
veden otsoninkulutus ja otsonin hajoamisen kinetiikka, reaktorin hydrodynaamiset
ominaisuudet kuten veden ja kaasun virtaama sekä kontaktorin geometria,
otsonin massansiirtonopeus ja mahdollinen otsonoinnin sivutuotteiden muodostuminen.
(Do-Quang et al. 2000)
Desinfiointiin tarkoitetun otsonikontaktorin alussa on yleensä yksi tai useampia osioita
joissa kaasukuplat syötetään ja liuotetaan veteen. Ensimmäisen liuotuskammion
jälkeen otsonikontaktorissa on kontaktialtaita, jotka takaavat riittävän viipymäajan otsonin
reaktioille vedessä. Otsonipitoista kaasua on syötettävä ensimmäisessä kammiossa
riittävästi niin, että veden ensisijainen otsoninkulutus saadaan tyydytettyä ja otsoni jakautuu
tasaisesti vesitilavuuteen. Kunkin veden ominaisotsoninkulutus riippuu sen orgaanisen
ja epäorgaanisen aineen matriisista, veden pH:sta, lämpötilasta ja otsonikaasun
konsentraatiosta. Ensimmäisen kammion otsoninsyötöllä pyritään yleensä saamaan veteen
tietty jäännöspitoisuus, jonka annetaan laskea jälkimmäisissä kammioissa otsonin
reagoidessa. Ensimmäisen vaiheen virtauskonfiguraatio on yleensä veden virtaus ylhäältä
alas vastavirtaan kaasun syöttöön nähden. Näin vähennetään oikovirtauksia ja maksimoidaan
veden ja kaasun välinen kontakti. (Langlais et al. 1991) Kuvissa 2.16 ja 2.17
on esitetty eräitä otsonikontaktorien geometria- ja virtausesimerkkejä.
Kuva 2.16 Otsonikontaktorin geometria. Väliseinät aiheuttavat altaisiin monimutkaisen
hydrauliikan. (Wols et al. 2010)