Как показали исследования, остаточный озон в количестве 3,5…5,0 мг/л в течение 30 мин снижался до 0,2…0,3 мг/л; при озонировании в воду не вносятся посторонние вредно действующие вещества и не происходит сколько-нибудь заметных изменений минерального состава воды и ее рН; благодаря высокому окислительному потенциалу озона его бактерицидное действие на микроорганизмы, содержащиеся в воде, значительно превышает действие хлора и других обеззараживающих веществ; процесс озонирования менее подвержен влиянию переменных факторов, что упрощает технологический процесс; в отличие от хлорирования, для озонирования не требуются постоянные подвоз и подпитка расходным материалом, т.к. кислород, необходимый для озонирования всегда имеется в составе окружающего нас воздуха.
Озонирование при очистке от фенолов Озонирование [1] - широко используемый способ глубокой очистки воды от фенолов, а также от других нефтепродуктов. Озон обладает большой окислительной способностью, оказывает сильное бактерицидное действие, устраняет неприятный запах и привкус и возвращает воде естественный цвет.
Окислительные свойства озона в воде могут проявляться в реакциях прямого окисления, озонолиза, катализа, окисления радикалами иполимеризации. Прямому окислению подвергаются некоторые органические соединения. Каталитическое действие озона заключается в инициировании реакций окисления растворенным в воде кислородом. Окисление озоном протекает по месту двойной связи бензольного кольца и параллельно окисляется гидрокисльный радикал с последующей рекомбинацией пероксирадикалов, пероксид водорода реагирует с озоном, образуя воду и кислород.
Для ускорения процесса инициирования целесообразно окисление проводить в щелочной среде. Чем выше величина показателя рН среды, тем больше степень окисляемости озоном. Оптимальное значение рН для окисления фенолов концентрацией менее 50 мг/л — равно 11.
4.
Метод озонирования позволяет эффективно очищать воду от фенолов, при этом образуются альдегиды, щавелевая и дикарбоновые кислоты, гидропероксид, диоксид углерода и вода. Озон может быть применен для глубокой очистки слабо концентрированных сточных вод, содержащих биологически трудно окисляемые вещества. С помощью озонирования можно достичь очистки сточных вод до уровня 0.05 мг/л и ниже. При озонировании фенольных сточных вод содержащих другие примеси углеводородов образующихся при обессоливании — обезвоживании нефтепродуктов расход озона значительно возрастает по сравнению с расходом на озонирование чистых водных растворов, и достигает 5…10 г озона и более на 1 г фенола.
В работе [2] отмечается, что степень очистки нефтесодержащих сточных вод, имеющих сложный состав, с помощью озонирования может колебаться в пределах 50…75%. Причем в озонируемой воде остаются промежуточные продукты окисления углеводородов, не поддающиеся дальнейшему разрушению и являющиеся более опасными, чем исходные вещества. Время контакта очищаемой воды, содержащей не более 0.5 мг/л нефтепродуктов, с озоном в реакторе должно быть не менее 13−15 мин. При несоблюдении этого условия реакция окисления идет не до конца, т. е. не до образования С02 и Н 2О, и выделяются очень опасные кислородсодержащие органические соединения. При окислении озоном бром-фтор-хлорорганики образуются бромистая, фтористая и соляная кислоты, а в случае хлорорганики — фосген, являющийся боевым отравляющим веществом.
Процесс озонирования осуществляют в барботажных ваннах или смесителях, в которых вода смешивается с озонируемым воздухом или кислородом].
Для производства 1 кг озона требуется 15 кВт электроэнергии. Расход электроэнергии на 1 кг окисленного фенола составляет 50−100 кВт ч, в чистом водном растворе.
Преимуществом данного метода очистки можно считать то, что в воду не вносятся химические реагенты.
К недостаткам процесса озонирования следует отнести: малое время жизни молекул озона; низкий коэффициент полезного действия озонаторов; высокую стоимость озона; необходимость применения коррозионно-стойких материалов для оборудования; токсичность озона (ПДК в воздухе 0.0001 мг/л); образование при окислении высокомолекулярных соединений промежуточных токсичных органических веществ; высокую чувствительность к нарушениям технологических параметров озонирования (скорости прокачки воды и составу загрязнений); недопустимость присутствия в озонируемой воде клеточной массы водорослей и микроорганизмов, поскольку высвобождаемые белковые соединения и аминокислоты в ходе дальнейшего озонирования могут образовывать высокотоксичные соединения.
Список литературы
1. Зубарев С. В., Кузнецова Е. В., Берзун Ю. С., Рубинская Э. В. Применение окислительных методов для очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. М.: ЦНИИТЭНефте-хим, 1987.
2. Литвинцев И. Ю. Озон: новые возможности.
3. Химия промышленных сточных вод. Пер. с англ./Под ред. А.Рубина. М.: Химия, 1983.
4. Чичирова Н. Д. Технология озонирования воды. Химическая технология. 1999.
5. Яковлев С. В., Карелин Я. А., Ласков Ю. М., Воронов ЮВ. Очистка производственных сточных вод. М.:Стройиздат. 1985.
