Обесцвечивание сточных вод
В связи с новыми государственными ограничениями, касающимися сброса окрашенной воды в водоемы, а также увеличения стоимости данной процедуры, окисление озоном с целью обесцвечивания становится все более востребованным. Особенно это затрагивает такие отрасли промышленности, как производство текстиля, красителей, бумаги и химических реагентов.
В дополнение к весьма успешному применению для обесцвечивания, озон обеспечивает и другие преимущества, такие как обеззараживание, улучшение показателей биологической и химической потребности в кислороде, снижение количества адсорбируемых органических галогенпроизводных и удаление запахов.
При использовании озона очистка сточных или оборотных вод является экологически безопасной и безотходной.
На рисунке показаны результаты обесцвечивания сточных вод предприятия, производящего красители, во время лабораторных испытаний.
Конструкция систем обесцвечивания главным образом зависит от состава красящих компонентов и химической потребности в кислороде (ХПК). В то время как химическая структура красящих веществ позволяет им полностью реагировать с озоном в течение нескольких минут, реакция по снижению ХПК может проходить до нескольких часов. При этом существует зависимость между количеством озона, необходимым для обесцвечивания, и величиной ХПК. Иными словами, большее значение ХПК в необработанной сточной воде требует применения большего количества озона.
В прошлом данные параметры имели следующие значения:
Дозировка озона: для ХПК < 200 мг/л = 25 – 80 г/м³
для ХПК > 200 мг/л = 50 – 500 г/м³
Продолжительность реакции: 5 – 30 мин
Для сточных вод с высоким значением ХПК перед применением озона рекомендуется проведение предварительной очистки биологическим методом для максимального снижения ХПК. Это позволяет значительно уменьшить потребность в озоне.
На данном рисунке показаны различные варианты технологий обесцвечивания озоном.
Сравнительная таблица сильных и слабых сторон различных технологий обесцвечивания:
Технология |
Преимущества |
Недостатки |
Адсорбция |
- низкие капитальные затраты |
- высокие эксплуатационные расходы |
Флокуляция |
- низкие капитальные затраты |
- большое количество отходов |
Мембранная |
- воздействие на определенные молекулы |
- высокие эксплуатационные расходы |
Испарение |
- отсутствие потребления воды |
- образование конденсата и мусора |
Обобщив все вышесказанное, можно сделать следующие выводы:
- Использования исключительно биологической очистки в большинстве случаев недостаточно для обесцвечивания определенных видов сточных вод до качества, требуемого нормативами.
- Озон является наиболее эффективным и экологичным веществом для обесцвечивания воды с красящими соединениями различных происхождений (двойные связи, хромофорные группы и т.д.).
- В некоторых случаях, таких как специфическая природа красителей, их концентрация, величина ХПК, существуют особые требования к дозировке озона.
- В зависимости от различных факторов, для обеспечения эффективности обесцвечивания более 90% дозировка озона варьируется от 25 до 500 г/м³.
- С целью максимального снижения ХПК и, соответственно, требуемого количества озона, рекомендуется предварительная биологическая очистка.
- Время проведения реакции по обесцвечиванию обычно не превышает 30 мин. Этот результат получен на небольших объемах реакционной смеси.