Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова (НИИЯФ МГУ) предлагает новый метод удаления кислорода, основанный на инициировании в воде окислительных радикально-цепных реакций. В НИИЯФ МГУ были разработаны генераторы озоно-гидроксильной смеси, позволяющие инициировать радикально-цепные реакции окисления примесей в воде. Экспериментально наблюдался процесс цепного окисления раствора фенола и фенольных сточных вод*. Предлагается использовать два процесса, приводящих к обескислороживанию воды: продув воды газом, не содержащим кислород; радикально-цепные реакции. Схема установки представлена на рис. 1 ~1~. Установка состоит из генератора радикалов, эжекторного насоса (Э), буферной емкости и трубопроводов. Поток обрабатываемой воды примем 50 м3/ч. 10% воды, т.е. 5 м3/ч, подается на эжектор, который высасывает из генератора газовую смесь. В генераторе радикалов горит вспышечный коронный электрический разряд, ток разряда — 15 мА, потребляемая мощность — 150 Вт. Все газовые полости установки перед включением разряда продуваются природным газом. Газ смешивается с жидкостью в эжекторе. Поток газоводяной смеси из эжектора поступает в буферную емкость, где он смешивается с основным потоком воды и нефтью. Нефть добавляется как основное вещество, которое будет взаимодействовать с кислородом. Расход нефти с учетом ее растворимости (50 мг/л, или 50 г/м3) при потоке воды 50 м3/ч составит 2,5 л/ч. Природный газ циркулирует внутри установки: высасывается из генератора радикалов эжектором, смешивается с водой в эжекторе, отделяется от воды в буферной емкости и поступает обратно в генератор радикалов через возвратную трубу. Кислород, отделенный от воды и унесенный газом из буферной емкости, сжигает часть природного газа на электродах генератора радикалов. Скорость циркуляции газа равна скорости циркуляции воды через эжектор (5 м3/ч), при этом газ мало расходуется и почти весь поступает из буферной емкости обратно в генератор. Расход газа компенсируется подпиткой природным газом. Для этого можно организовать продув газа через систему с зажиганием факела в выходном потоке после продува. Объем буферной емкости должен быть таким, чтобы время удержания воды было больше времени удаления кислорода. Это время может составить до 15 минут (с учетом неточностей, допущенных при численных оценках), т.е. объем емкости — 10–15 м3. Ориентировочные характеристики предлагаемой установки для удаления кислорода из воды следующие: поток воды — 50 м3/ч; мощность, потребляемая генератором радикалов, — 150 Вт; расход нефти — 2,5 л/ч; расход газа (на окисление и дренаж) — 500–1000 л/ч; объем буферной емкости — 10–15 м3. Точные характеристики установки зависят от потребностей заказчиков. Константы, необходимые для расчета установок, должны быть получены в результате НИР и ОКР. НИИЯФ МГУ изготавливает генераторы радикалов мощностью от 50 до 150 Вт, предназначенные для окисления примесей в воде. Они могут быть модифицированы для генерирования органических радикалов. Эжекторные насосы также проектируются и изготавливаются в НИИЯФ.
* Следует отметить, что самый простой и дешевый способ получения воды, не содержащей кислород, - это использование вод из подземных источников, где кислорода нет. Традиционные методы удаления кислорода из воды, а также процесс цепного окисления раствора фенола и фенольных сточных вод рассматриваются в статье «Удаление кислорода из воды» на сайте http://depni.sinp.msu.ru/~piskarev/ в разделе «Проекты, требующие инвестиций».
