Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Смешение стоков, содержащих вещества восстановительной природы (это могут быть и газовые выбросы), с другими стоками, содержащими трудноокисляемые соединения, в присутствии Н202 и ионов металлов будет способствовать радикальному окислению этих соединений.
В отсутствие дополнительных внешних воздействий процесс сопряженного окисления легко- и трудноокисляемых веществ тормозится по мере исчерпания веществ-восстановителей или деструкции лигандов, активирующих ионы железа. Эта трудность устраняется при использовании для разложения Н2О2 УФ-излучения.
Под действием УФ-излучения происходит распад Н202 на радикалы ОН:
Н202 —т- 20Н (39)
При этом пероксид водорода добавляют в сточную воду несколько больше, чем в стехиометрических количествах (Н202/ХПК > 2,1). При значении ХПК 400 мг 02/л на полную очистку 1000 м3 сточной воды расходуется 0,8 т Н202 (в расчете на 100%).
Снижение расхода Н202 (1,75 ХПК) достигается при применении импульсного УФ-излучения с добавками в раствор одновременно Н202 и ионов железа.
11.2.4. Фотохимическая и радиациоипо-хюгаческая очистка воды
В практике очистки, обеззараживания и дехлорирования сточных вод все большее применение находит УФ-излучение. Так, УФ-излуче-ние эффективно разрушает ксантогенаты, крезолы, нефтепродукты, циклогексанол, гексацианоферраты и другие соединения. Особенно эффективное действие оказывает УФ-излучение на очистку аэриру-
371
емых сточных вод в присутствии ионов железа при рН 2—4, когда фотолиз ГеОН2+ служит источником ОН-радикалов.
Инициирование окислительных процессов УФ-излучением при очистке промышленных сточных вод от трудноокисляемых загрязняющих веществ позволяет значительно повысить степень очистки, расширить диапазон методов деструктивного окисления сточных вод. Экологические преимущества таких методов очевидны, так как практически не вносятся дополнительные загрязнения, а продукты частичного окисления и гидроксилирования ксенобиотиков, как правило, имеют повышенную лабильность в плане биодеградации, чем исходные вещества.
При воздействии УФ-излучения на многокомпонентный коммунально-промышленный сток в воде осуществляется множество фотохимических превращений с образованием свободных радикалов и других реакционноспособных частиц (см. § 7.4 и 7.6). Происходит и интенсивное образование Н202- Присутствие в воде 02 и примесей ионов меди и железа способствует возникновению радикальных реакций с вовлечением в процесс окисления трудноокисляемых веществ. Вследствие этого разрушается значительная часть ароматических и трудноокисляемых соединений (понижается ХПК), сток становится биохимически легче усваиваемым. Сочетание УФ-излучения сточных вод, особенно с одновременными добавками Н202 в условиях аэрации, с последующей биохимической очисткой позволяет значительно улучшить функциональное состояние активного ила и параметры очистки стока, а также интенсифицировать процесс (увеличить на 20—30% пропускную способность очистных сооружений без существенных капитальных затрат).
Пока что широкое применение УФ-излучения находят лишь при бактерицидной обработке природных и сточных вод, прошедших биологическую очистку. В то же время преимущества этого способа, особенно в сочетании с Н202, по сравнению с озонированием очевидны.
Для стерилизации сточных вод, прошедших биологическую очистку, помимо ультрафиолета используется также ионизирующее излучение, являющееся источником свободных радикалов ОН, 02. Прошедшие радиационную обработку биологически очищенные сточные воды обладают всем комплексом свойств, делающих ее пригодной для использования в теплоотводящих водооборотных системах. В качестве источников излучения применяют 7-изотопы 60Со, 137Сз, а также ускорители электронов.
Эффективно применение радиационного метода очистки сточных
372
вод при окислении таких примесей, как цианиды, фенолы, ПАВ при концентрации загрязняющих веществ 10"3—10"2 М.
Радиационно-химическая очистка, как и УФ-облучение, успешно сочетается с последующей биохимической очисткой сточных вод.
§ И.З. МЕТОДЫ ЛОКАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Промышленные сточные воды зачастую биологическим путем не очищаются, в связи с чем существенное значение имеет их локальная физико-химическая обработка до сброса в общегородской коллектор.
Наиболее рациональная схема очистки промышленных сточных вод заключается в предварительной локальной очистке их на предприятиях от специфических примесей и дальнейшем смешении с хозяйственно-бытовыми сточными водами. При этом для каждого вида локальных сточных вод и для разных видов загрязнений существуют свои способы наиболее эффективной очистки. Наряду с природоохранным эффектом очистка сточных вод зачастую имеет и экономическую целесообразность, особенно в тех случаях, когда со стоками теряются и выносятся в водоем ценные продукты.
Ясно, что очистка сточных вод должна, где это возможно, сочетаться с утилизацией ценных отходов, т.е. вновь возвращаемся к идее безотходного производства.
Биохимические методы, а также методы окислительной деструкции загрязняющих веществ были подробно рассмотрены выше. Остановимся более подробно на очистке сточных вод от взвешенных частиц, от растворенных неорганических и органических примесей (схема 6).
