Использование озонализа при очистке сточных вод от органических веществ и нефтепродуктов

Использование озонолиза при очистке сточных вод от органических веществ и нефтепродуктов

Использование озонализа при очистке сточных вод от органических веществ и нефтепродуктов

OCN- + 2H+ + 2H2O  CO2 + H2O + NH4+
OCN- + 2H2O  HCO3-+ NH3
2OCN- + H2O + 3O3 2HCO3- + 3O2 +N2
Первоначально окисляются свободные цианиды, а затем связанные с металлами комплексы.
Использование зона при очистке от органических веществ
Для очистки воды от органических соединений, наряду с коагуляционной обработкой, обычно используют [4]: 1) углевание порошкообразным сорбентом перед стадией коагуляционной обработки; 2) сорбционное фильтрование через слой гранулированного активированного угля после коагуляционной обработки; 3) озонирование на разных стадиях коагуляционной обработки, возможно в комбинации с УФ-обработкой; 4) озонирование с последующим сорбционным фильтрованием; 5) ультраи нанофильтрация.
Озон эффективно разлагает фенолы до муравьиной и щавелевой кислот и CO2, нефтепродукты [1] – до легко летучих компонентов. Хорошо разлагаются СПАВ, многие хлори фосфорорганические пестициды. Однако продукты реакции некоторых пестицидов с озоном более токсичны, чем исходные соединения. Известно также, что озонирование улучшает такие органолептические показатели, как цветность, вкус, запах (иногда, правда, появляется ароматический запах), в меньшей степени – мутность и перманганатную окисляемость. За счет этого достигается экономия коагулянта до 20–30%.
Разложение органических соединений интенсифицируется при дополнении озонирования УФ-облучением, что на 3–10 порядков увеличивает скорость окисления фенолов, нефтепродуктов, пестицидов. Улучшается также окисление СПАВ и цианистых соединений.
Для удаления из воды продуктов озонолиза, а также тех соединений, на которые озон не действует, необходимо использовать сорбционную очистку. Активированный уголь позволяет извлекать из воды формальдегид и другие побочные продукты озонирования.
Повышенная окислительная способность озона в воде эффективно используется для разложения большого количества органических веществ, растворенных в производственных сточных водах (СВ) предприятий текстильной, коксохимической, целлюлозно-бумажной нефтехимической и др. отраслях промышленности. Озонирование сточных вод с целью их очистки наиболее рационально, когда концентрации загрязняющих веществ находятся в диапазоне от нескольких мг/л до 100-200 мг/л. Очистка воды озонированием протекает по одной из четырех реакций: прямого окисления, непрямого окисления, катализа или озонолиза.
Кроме химического воздействия, озон проявляет себя и в качестве флокулянта, что позволяет применять его уже на стадии механической обработки воды для коагулирования взвешенных частиц.
Ниже приведены данные по окислению некоторые трудноокисляемых веществ.
Вещество
Данные по окислению озоном
Фенолы и его производные
Все фенолы окисляются при озонировании с раскрытием бензольного кольца; хлор-, нитро- и амино-фенолы при окислении образуют хлорид и нитрид-ионы соответственно. Удельный расход озона зависит от вида производных фенола, величины рН и колеблется от 0.4 до 2.5 мг/мг фенола. Степень очистки составляет 97-98%.
Гидролизный лигнин и гуминоподобные вещества.
Данные соединения содержатся в стоках микробиологических производств (дрожжевое, спиртовое, гидролизное, лимонной кислоты и др.). Расход озона составляет всего 10-35 мг/л сточной воды.
Водорастворимые смолы
Содержатся в стоках предприятий по производству древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит, получения пластмасс и лаков. Данные соединения интенсивно разлагаются озоном, при этом хинон и гидрохинон не обнаруживаются в стоках. Расход озона при этом составляет 0.5-1.0 мг/растворенной смолы. Степень очистки – не ниже 90%.
СПАВ
Вещества этого ряда распространены в стоках производств синтетических моющих средств. СПАВ хорошо окисляются в любых средах при удельном расходе озона 1-20 мг/мг вещества.
Красители
Метод озонирования является универсальным по отношению ко всем основным группам красителей, растворимым в воде. Он позволяет не только удалить окраску воды, но и повысить ее способность к ее последующей очистке.
Стирол
При начальной концентрации 50-150 мг/л возможна эффективность очистки до 90%
Компрессор
Фильтр для очистки воздуха от пыли
Осушитель
Генератор озона
Источник питания генератора озона
Электрокоагулятор
Отстойник
Примером является установка озонно-электрокоагуляционной очистки сточных вод "ЭЛОН". Данная установка водоочистки состоит из блока озонирования, электрокоагулятора и отстойника.
Принцип действия установки
В состав системы очистки входит фильтр для обеспылевания уличного воздуха (2), осушитель воздуха (3) и генератор озона (4). Уличный воздух забирается компрессором, и после очищения от пыли и влаги - используется для приготовления озоно-воздушной смеси. Электрокоагулятор (6) представляет собой контактный аппарат, содержащий растворимые алюминиевые электроды, куда одновременно подается сточная вода на очистку и подготовленная озоно-воздушная смесь. Распределительное устройство в аппарате обеспечивает растворение на 95-99% озоно-воздушной смеси в воде, что приводит к эффективному распределению озоно- воздушной смеси по сечению аппарата. Сочетание процесса электрокоагуляции и прохождение озонолиза способствует увеличению эффективности процесса очистки в несколько раз.
Обеззараживание озона
Повысить срок хранения продуктов без использования консервантов и значительно повысить их качество позволяет обеззараживание озоном. Установки озонирования [2] воды могут быть использованы для обеззараживания (обработки) поверхностей, соприкасающихся с пищевыми продуктами, тары для консервирования, мытья рыбы и других продуктов, а также обеззараживания воды для производства пищевого льда, бутилируемой воды и других напитков.
Сфера применения установок озоновой очистки воды очень широка. Этот экологически чистый метод обеззараживания воды используется, например, для озоновой очистки оборотной воды в аквариумах. Для этих целей в ТК «Позитрон» разработаны установки озоновой очистки Fish-Ozone. Предназначенная для обеззараживания вода проходит несколько стадий очистки: первичная фильтрация взвешенных частиц, биологическая очистка воды от растворенного аммиака, дезинфекция воды и окисление растворенных органических веществ озоном, тонкая биологическая очистка воды от растворенной органики, тонкая фильтрация растворенных взвешенных органических частиц, устранение продуктов озонолиза и остаточного озона.