Käsitellyissä säiliöissä liuenneen otsonin ennennäkemätön hapettumisen hajoaminen
Teollisuuden jätevedenkäsittely, PCB-jätteen kierrätys ja orgaanisten epäpuhtauksien hajoamissäiliöt käyttävät usein otsoniilmastusta orgaanisten epäpuhtauksien hapettamiseksi. Otsonidesinfioinnin jälkeen poistamaton otsonin jäännös jää liuenneena kuumennettuun prosessinesteeseen. Useimmat operaatioryhmät tarkkailevat vain COD- ja otsoniannostusta ottamatta huomioon, että korkea--aktiiviset otsonimolekyylit laukaisevat PTFE-molekyyliketjujen jatkuvan oksidatiivisen katkaisun jatkuvassa kuumennuksessa. Toisin kuin perinteinen happo-emäskorroosio, otsonin-aiheuttamat vauriot leviävät tasaisesti kaikille upotetuille putken pinnoille ja lyhentää merkittävästi lämmittimen käyttöikää. Pitkäaikaiset ikääntymisvertailutestit osoittavat, että otsonittomassa-jätevedessä toimivat lämmittimet säilyttävät vakaan suorituskyvyn 18–24 kuukauden ajan, kun taas päivittäiselle jäännösotsonihapettumiselle altistuvat yksiköt kehittävät pintaan liituutumista ja mikrohalkeamia 9 kuukauden kuluessa. Tässä artikkelissa käsitellään otsonin hapettumisen hajoamismekanismeja, selitetään otsonikäsittelyn tehokkuuden ja lämmittimen pitkän{15}}kestävyyden välinen tekninen ydinratkaisu sekä otsoninkestävän{16}}lämmittimen valintastandardit otsonointijätevesisäiliöille.
Tekninen ydinkauppa-otsonikäsittelyvaikutuksen ja fluoripolymeerin eheyden välillä
Jatkuva otsoni-ilmastus hajottaa orgaanisen jätteen perusteellisesti ja parantaa jäteveden käsittelystandardeja, mutta liuennut jäännösotsoni toimii vahvana hapettimena rikkoen PTFE-molekyylirakenteita kuumennettaessa. Pidempi otsonin ilmastuksen jälkeinen-viipymäaika poistaa ylimääräisen otsonin ennen lämmityksen käynnistystä ja vähentää oksidatiivista eroosiota, mutta pidentää jäteveden kokonaiskäsittelyjaksoja ja alentaa päivittäistä käsittelykapasiteettia. Tavallinen muokkaamaton PTFE-upotuslämmitin tarjoaa yleisen korroosionkestävyyden epäorgaanisille väliaineille ilman hapettumisenesto-{-silloitettua molekyylivahvistusta. Pitkäaikainen-otsonikontakti hapettaa pinnan fluorihiiliketjuja ja johtaa peruuttamattomaan pinnan haurastumiseen.
Jäännösotsonipitoisuus ja PTFE-upotuslämmittimen hapettumisriskitaulukko
| Liuennut jäännösotsonitaso | Päivittäisen otsonialtistuksen kesto | Pinnan hapettumisaste | Keskimääräinen vakaa käyttöikä | Suositeltu lämmittimen materiaaliluokka |
|---|---|---|---|---|
| Alhainen jäännösotsoni (<0.1mg/L), short aeration | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 1 tunti päivittäinen otsonikontakti | Hidas haalea pinta matta liituuntumista | 16-22 kuukautta | Vakiomuovattu PTFE-upotuslämmitin |
| Keskimääräinen jäännösotsoni (0,1–0,3 mg/L), jatkuva ilmastus | 2-6 tuntia päivittäinen altistus | Kohtuullinen tasainen mikro{0}}halkeama | 10-14 kuukautta | Keskitasoinen -sidottu hapettumisenesto-PTFE-uppolämmitin |
| High residual ozone (>0,3 mg/l), otsonointia-vuorokauden ympäri | Yli 8 tuntia jatkuvaa otsonipitoisuutta | Nopea hauras kuorinta ja tasainen seinämän oheneminen | 4-8 kuukautta | Korkea risti{0}}linkki paksu-seinämä otsonin-kestävä valettu PTFE-uppolämmitin |
Otsoni{0}}PTFE:n hapettumisen hajoamismekanismi
Otsonilla on voimakas hapettava vaikutus. Liuenneet otsonimolekyylit tunkeutuvat PTFE-uppolämmittimen kompaktiin pintaan kuumennusolosuhteissa ja hyökkäävät fluoripolymeerin pitkien ketjujen stabiileihin C-F-kemiallisiin sidoksiin. Pitkäaikainen-jatkuva hapetus murtaa ehjät molekyyliketjut pieniksi-molekyylipainoisiksi-fragmenteiksi, jolloin putken pinta menettää kiiltonsa ja muuttuu jauhemaiseksi ja hauraaksi. Tasainen otsonin hapettuminen luo lukemattomia pieniä mikro-halkeamia, jotka peittävät koko upotetun putken pinnan, sen sijaan, että ne vahingoittaisivat paikallisia nestelinjoja tai sedimenttivyöhykkeitä. Toistuvat lämmitys- ja jäähdytyssyklit laajentavat näitä kaikkia-halkeamia mahdollistaen raskasmetalli-ioneja ja happoradikaaleja sisältävän jäteveden tunkeutumisen PTFE-vaipan ja sisäisen eristeen välisiin rakoihin, mikä laukaisee laajan eristysvastuksen heikkenemisen. Otsoni{11}}liitutut karkeat pinnat sitovat helposti orgaanisen lietteen ja metallioksidisedimentit muodostaen lämpöä{12}}eristäviä likaantumiskerroksia. Oksidatiivisen haurastumisen ja termisen ylikuormituksen päällekkäinen vaikutus kiihdyttää seinämien ohenemista ja muodostaa itse{14}}vahvistavan pinnan hajoamiskierron, joka on ainutlaatuinen otsonikäsittelyympäristöissä.
Otsonin hapettumisvaurioiden aiheuttamat tuotanto- ja käyttövaarat
Otsonin hapettumisen aiheuttamat tasaiset mikro{0}}halkeamat alentavat jatkuvasti eristysvastusta, laukaisevat usein vuotosuojauksen virran-ja keskeyttävät jatkuvat jäteveden eräkäsittelyt. Hauraita jauhemaisia PTFE-fragmentteja valuu käsiteltyyn jäteveteen, mikä aiheuttaa fluoripolymeeriepäpuhtauksia ja vaikuttaa myöhempien poistoveden laadun testausstandardeihin. Sedimentin likaantumisen alla olevat laajalle levinneet pinnan kuumat kohdat nopeuttavat sisäisten lämmityskomponenttien lämpövanhenemista, mikä lisää läpi-seinän tunkeutumisen ja oikosulkuvikojen riskiä-. Säännöllinen ennenaikainen lämmittimen vaihto lisää toistuvia varaosien hankintakustannuksia ja vaatii toistuvia säiliön tyhjennys-, puhdistus- ja purkutöitä, mikä vie ylimääräistä työtuntia ja vähentää jätevedenkäsittelyn kokonaismäärää.
Arvioidut yhteensopivuuden ja otsonin vähentämisen optimointiratkaisut
Jätevesisäiliöissä, joissa on alhainen-jäännösotsonipitoisuus, voidaan käyttää tavallista valettua PTFE-upotuslämmitintä. Varaa 30 -minuuttia otsonin ilmastuksen viipymäaikaa ennen lämmityksen aktivoimista liuenneen otsonin pitoisuuden vähentämiseksi. Puoli-jatkuvat otsonointilinjat, joissa on keskimääräinen jäännösotsonitaso, valitse keskitasoinen -sidottu hapettumisenesto-PTFE-uppolämmitin. Ristisilloitetut molekyylirakenteet hidastavat suuresti otsonin-indusoitua ketjun katkeamista ja pinnan liituutumista. 24-tuntia keskeytymätöntä otsonin hapettumista jätenesteen kierrätyssäiliöissä on oltava korkea risti{11}}linkki paksu-seinämä otsoni{{14}PTFE}uppovalettu lämmitin. Tiheä-silloittunut fluoripolymeerisulku estää syvän otsonin tunkeutumisen ja tasaisen pinnan ohenemisen. Ylimääräiset otsonin vähentämistoimenpiteet: asenna katalyyttiset aktiivihiilisuodattimet-otsonin ilmastuksen jälkeen jäännösotsonin hajottamiseksi; Vältä samanaikaista otsonin ruiskutusta ja lämmittimen käynnistystä.
Johtopäätös
Otsonointijätevesisäiliöiden PTFE-uppolämmittimen kattava ennenaikainen vanheneminen johtuu fluorihiilimolekyyliketjujen voimakkaasta hapettavasta pilkkoutumisesta jäännösliuenneen otsonin vaikutuksesta paikallisen sedimentin tai höyryn korroosion sijaan. Tavallisesta ei--risti{2}}standardista PTFE:stä puuttuu hapettumisenesto-molekyylimuunnos, joka kestäisi pitkäaikaista-otsonipitoisuutta kuumennettaessa. Valitsemalla risti-muokatun otsonin-kestävän paksun-seinämäisen PTFE-uppolämmittimen ja järjestämällä otsonin-porrastetut toiminnot päivittäisen otsonialtistuksen voimakkuuden mukaan, voidaan tehokkaasti estää pinnan liituutumista ja putken halkeamien leviämistä kokonaan. Räätälöidyt risti-tiheys- ja putken seinämän paksuusparametrit voidaan suunnitella jäännösotsonipitoisuuden ja ilmastustuntien perusteella, jotta otsonijätevedenkäsittelyjärjestelmien lämmitysteho säilyy pitkällä -vakaana.
