ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД КИСЛОРОДОМ

Очистка сточных вод кислородом - окисление органических и минеральных примесей в сточных водах молекулярным кислородом, иногда в присутствии катализаторов. Этот метод часто применяют для очистки сточных вод предприятий деревообрабатывающей промышленности, гальванических цехов, металлообрабатывающих предприятий, целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих заводов и др.
На деревообрабатывающих предприятиях в процессе вымачивания древесины при температуре 40 С происходят гидролиз и вымывание экстрактивных веществ — многоатомных фенолов (пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол) и сложных соединений фенольного характера (гидролизуемые и конденсированные танниды, катехины и др.). Эти вещества поступают в сточные воды. Очистку таких сточных вод осуществляют посредством аэрирования их в течение 1-2 часов с интенсивностью 5—7 м /(м2-ч) при температуре 40—50 С. Указанные вещества при этом окисляются кислородом с образованием гуминоподобных веществ, удаляемых последующим отстаиванием с коагуляцией сернокислым алюминием или алюминатом натрия в присутствии катионового флокулямпа. Доза сернокислого алюминия — 150—200 мг на каждые 1000 мг/л ХПК, доза флокулянта — 1—2 мг/л. При использовании в качестве коагулянта алюмината натрия воду после аэрации подкисляют серной кислотой до рН - 3, а затем добавляют алюминат натрия до рН - 6,5—7,5. При этом содержание многоатомных фенолов снижается с 260—280 мг/л до следовых количеств.
Очистку сточных вод гальванических цехов, содержащих цианиды, посредством их окисления кислородом производят в присутствии катализатора — активного угля. Для интенсификации процесса окисление рекомендуется проводить техническим кислородом, а не кислородом воздуха. Уголь регенерируют 1 раз в 2—3 года для удаления с его поверхности карбонатных отложений. Теоретический расход окислителя (О2) на превращение цианидов до цианатов составляет 0,6 мг/мг, фактически превышает 1 мг/мг. Окисление — процесс быстрый и заканчивается за 25 — 60 мин. Гидролиз цианатов, сорбированных на угле, протекает медленно и требует для своего полного завершения несколько суток.
На целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих и других предприятиях образуются сточные воды, содержащие сероводород, сульфиды, меркаптаны. Очистку их рекомендуется производить окислением кислородом в присутствии оксидов или гидроксидов металлов переменной валентносги и углей. Наибольшей каталитической активностью обладают соединения железа и марганца. Первые используют при очистке сточных вод с рН - 6—10. При рН - 6 образуется только элементарная сера; при рН - 10 окисление протекает на 80% до элементарной серы и на 20% до тиосульфата и сульфата. Во избежание выделения сероводорода в процессе очистки сточных вод содержание железа в реакцией, камере должно в 1,5 раза превышать стериометрическое количество его, необходимое для связывания сероводорода, поступающего со сточной водой. Соединения марганца используют при очистке сточных вод с рН 10 и выше. Продукты окисления этого процесса — элементарная сера и тиосульфат. Соединения меди используют для очистки сточных вод с рН > 13,5, при этом единственным продуктом окисления является сульфат.
В качестве катализаторов при очистке сточных вод с рН - 6— 14 от сероводорода и сульфидов окислением кислородом рекомендуется использовать графитовые материалы и кокс. В присутствии активных углей БАУ и АГ-3 в интервале рН - 7—14 продукты окисления — преимущественно элементарная сера и тиосульфат. В присутствии угля СКТ образуется, кроме того, сульфат; в присутствии кокса и графита — тиосульфат.
Реакция окисления сероводорода и сульфидов кислородом в присутствии катализаторов протекает интенсивно и заканчивается в течение 10—40 мин. Расход воздуха зависит от вида сточных вод и составляет, например, для целлюлозно-бумажных комбинатов 20—30 м /м воды, для хлопчатобумажных — 6—9 м /м воды. Повышение температуры с 20 до 40 С ускоряет процесс почти в 2 раза. В кислой среде основным продуктом окисления меркаптанов является сульфокис-лота, в щелочной —диметилдисульфид. Процесс протекает в кинетической области, и его определяющий фактор — температура.
Для насыщения сточных вод кислородом воздуха рекомендуется использовать устройство барботажного типа, работающее в непрерывном или периодических режимах в зависимости от объема сточных вод, концентрации примесей и специфики производства.