ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОЗОНИРОВАНИЕМ

Очистка производственных сточных вод озонированием - процесс очистки сточных вод посредством окисления органических и минеральных веществ, а также их дезинфекции, осуществляемый путем смешения воды с озоно-воздушной или озоно-кислородной смесью в аппаратах различной конструкции (реакторах). Озонирование принадлежит к перспективным экологически чистым методам очистки производств, сточных вод методом окисления, поскольку при использовании его не применяют химические реагенты (как перманганат калия, хлор и другие), которые приводят к так называемому вторичному загрязнению воды. Озонирование может быть включено в процесс обработки воды на различных стадиях: для предварительной очистки перед сбросом в городскую канализацию от веществ токсичных, биорезистентных, лимитируемых малыми концентрациями при приеме на биологические очистные сооружения; для доочистки сточных вод, прошедших локальные биологические очистные сооружения с целью экологически безопасного сброса в водоем; для окисления химических соединений в схеме водоподготовки для локальных замкнутых циклов водоснабжения без сброса сточных вод в водоемы.
Типовая технологическая схема озонирования в максимальном варианте может состоять из четырех основных блоков: I — подготовка воздуха, в состав которого входят компрессор для забора и сжатия воздуха, фильтры, адсорберы, холодильники и ресиверы для очистки, осушки воздуха и стабилизации его давления; II — автоматического управления и контроля за ведением процесса; III — смешения озоно-воздушной смеси с обрабатываемой водой из системы подачи и отвода газовой и жидкой фаз и системы разложения неиспользованного озона; IV— синтеза озона в газоразрядном генераторе с источником электропитания и системой отвода выделяющейся теплоты. Параметры оборудования, входящего в состав перечисленных блоков, определяются дозой и степенью его использования, установленными для заданного процесса и типа реактора. Основными факторами, влияющими на процесс очистки сточных вод озонированием, являются значения рН сточной воды и химическая природа окисляемых веществ. Значения рН обусловливают формы существования в воде озона, отличающиеся величиной окислительного потенциала, а также химических соединений.
Озонирование широко распространено и является эффективным методом окислительной деструкции следующих веществ, содержащихся в сточных водах: фенол и его производные (хлор-, нитро-, амино-, алкилфенолы), полифенолы, сложные соединения фенольного характера (гидролизный лигнин, лигносульфоновые кислоты, водорастворимые резольные смолы, гидролизуемые и конденсируемые танниды, гумминоподобные вещества и др.), СПАВ (алкилбензосульфонаты, полиэтиленглико-левые эфиры алкилфенолов), цианиды, красители и другие.
При очистке сточных вод от соединений фенольного характера происходит прямое окисление простых фенолов с раскрытием бензольного кольца и образованием биохимически окисляемых продуктов деструкции. Окисление сложных соединений фенольногохарактера, встречающихся на объектах микробиологической промышленности, завершается частичной деструкцией полимакромолекул окрашенных веществ с образованием фрагментов с низкомолекулярной массой, задерживаемых сорбентами. Окисление гидролизуемых и конденсируемых таннинов, водорастворимых резольных смол и других веществ, содержащихся, например, в сточных водах производства древесно-стружечных плит, обеспечивает их очистку, оцениваемую по ХПК, на 75%. ХПК исходной сточной воды составляет 1500—2500 мг/л. Сточная вода становится бесцветной, прозрачной, содержит жирные кислоты, полифункциональные не экстрагируемые эфиром вещества и может быть подина на городские очистные сооружения.
Окисление СПАВ в сточных водах позволяет снизить концентрации содержащихся в них алкилбензолсульфонатов и алкифенолов до требуемой степени (по ПДК) при приемлемых по технико-экономическим соображениям расходах окислителя. Но перед окислением сточная вода должна быть освобождена от взвешенных веществ фильтрованием, так как СПАВ сорбируется на их поверхности, что затрудняет процесс окисления.
Окисление цианидов в сточных водах озоном осуществляется для перевода их в цианаты, которые гидролизуются до аммиака и карбонатов или окисляются до элементарного азота и карбонатов, в осадок при деструкции цианистых комплексов меди, цинка, кадмия, серебра и других, выпадает металл в виде оксида или гидроксида. Гидроксиды металлов могут быть утилизированы. Теоретическая доза озона — 1,84 мг на 1 мг цианидов. Фактически доза может возрасти в два раза и более. Окисление красителей в сточных водах озоном эффективно при наличии в них растворенных кислотных, основных, прямых и протравных красителей, которые по своему химическому строению относятся к азо- и антрахиноновым. Данные вещества окисляются в широком интервале значений рН (6,5—12). Удельный расход озона составляет 0,2—0,8 мг/мг при 98%-м обесцвечивании сточных вод. Быстро окисляются растворимые в воде красители, медленнее (почти в 10 раз) — дисперсные. Озонирование практически непригодно для обесцвечивания сточных вод, содержащих нерастворимые в воде красители (кубовые, сернистые). Наиболее целесообразно использовать озон в сочетании с предварительной обработкой воды алюмосодержащим или железосодержащим коагулянтом.