Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
В настоящее время хлорирование вообще ставится под сомнение. Дело в том, что при хлорировании фульвокислот образуются хлороформ и другие хлорорганические соединения, не безопасные для человека. Кроме того, при наличии в сточных водах аммиака при взаимодействий его с хлором образуются токсичные хлорамины, ..главным образом Ш2С1 (а также ЩС12, МС1з)
1Ш3 + НОС1 —+ Ш2С1 + Н20 (5)
Хлорамины даже в низких концентрациях токсичны для рыб.
Считается, что при обработке городских сточных вод в состав хлорорганических соединений включается всего около 1% от количества введенного хлора, причем образующиеся соединения в основном подвержены биохимическому разложению. В то же время имеются данные, свидетельствующие о низкой эффективности использования хлора для дезинфекции вод, сбрасываемых в водоем. Показано, что эффект обеззараживания с помощью хлора носит кратковременный характер: через 5—7 дней содержание бактерий в водоеме, куда сбрасывались хлорированные воды, восстанавливается до того же уровня, что и при сбрасывании вод без обработки хлором. Очевидно, хлорирование сточных вод, если они не используются сразу после их обработки, нецелесообразно, поскольку в водоеме "лишние" бактерии погибнут и естественным путем, но при попадании в водоем хлорированных соединений возрастает токсичность вод для водной экосистемы. Применение хлора может быть оправдано, и то со многими оговорками, . для обработки воды в бассейнах, на станциях питьевого водоснабжения и в замкнутых циклах водопользования.
11.2.2. Озонирование воды
В поисках альтернативных путей обеззараживания и очистки сточных вод с применением сильных окислителей большие надежды возлагаются на озонирование вод. В процессе озонирования происходят
359
одновременное окисление примесей, обесцвечивание, дезодорация, обезвреживание сточной воды и насыщение ее кислородом. Достоинством метода является то, что в воду не вносятся химические реагенты. Хотя применение хлора экономически и технологически предпочтительнее, чем озонирование, но экологически целесообразней применение в качестве окислителя озона.
Метод озонирования, несмотря на дороговизну, имеет ряд преимуществ, Озонирование позволяет разрушать загрязнения, которые не подвергаются окислению хлором или биологическим способом. Сочетание озонирования с другими методами очистки промышленных сточных вод, такими, как УФ-излучение, обработка воды 03 совместно с Н2О2 с последующим биологическим окислением частично окисленных и гидроксилированных производных или с реагентным коагулированием, делает озонирование одним из наиболее перспективных методов очистки не только в экологическом, но и в гигиеническом, и в экономическом аспектах. Экономически применение озона оправдано еще и потому, что после озонирования сточных вод необходимо применение гораздо более низких доз коагулянтов, повышаются скорость и глубина очистки, разрушаются токсичные вещества, деструкция которых не достигается другими методами.
Озон может быть использован для очистки сточных вод от цианидов, род анидов, сероводорода, мышьяка и других токсичных веществ. Так, при рН > 13 эффективно осуществляется окисление цианида:
СМ" + 03 —> СЮ- + 02 (б)
Окисление органических веществ озоном может протекать до образования таких промежуточных продуктов, как спирты, альдегиды, кетоны, кислоты, и более глубоко — до СОг и Н20. Однако расход озона при этом существенно возрастает и скорость по ходу процесса очистки резко уменьшается. Для ускорения процессов окисления органических примесей сточных вод озоном используют катализаторы, например соединения меди.
При использовании озона в очистке сточных вод ставится задача управления процессом очистки таким образом, чтобы минимизировать затраты озона при достижении максимального эффекта. При решении этой задачи первостепенное значение имеют кинетические закономерности процесса озонирования.
При очистке многокомпонентных стоков начальная брутто-скорость очистки пропорциональна концентрации 03 и величине ХПК. После удаления 50—75% легкоокисляемых органических веществ скорость окисления оставшихся загрязнителей резко падает. Как правило, при 360 озонировании бытовых стоков наиболее интенсивно процесс протекает в первые 20—30 мин, после чего скорость процесса лимитируется способностью озона вступать в реакцию с трудноокисляемыми соединениями. Увеличение времени озонирования приводит к значительному повышению удельного расхода озона.
Дозы озона, обеспечивающие полное окисление органических соединений до СОг и Н20, достигают значительных величин. Например, для полной деструкции фенола (ХПК = 2,38 мг 02/мг) требуется 7,14 мгОз/мг или 14 моль О3 на 1 моль фенола. Проводить такой процесс на практике экономически не выгодно.
Тем не менее озон применяется для деструктивного окисления органических веществ в сточных водах целлюлозно-бумажных производств, для разрушения хлорированных углеводородов, для очистки стоков от фенолов, нефтепродуктов, СПАВ, нитросоедицений, тетра-этилсвинца, канцерогенных веществ, циан- и ртутьсодержащих соединений, для доочистки биологически очищенных бытовых сточных вод. Кроме того, озон может использоваться для очистки природных вод от гумусовых веществ, от продуктов отмирания сине-зеленых водорослей и загрязняющих веществ (фенолов, нефтепродуктов, пестицидов). Обычно Оз применяют для подготовки питьевой воды.
