Технология очистки сточных вод озоном и ее применение для дезодорации, обесцвечивания и снижения ХПК

С момента своего появления в 1905 году технология очистки сточных вод озоном (O3) стала весьма востребованным методом водоподготовки благодаря постоянному совершенствованию технологий и постепенному снижению затрат. Благодаря своим значительным техническим и экономическим преимуществам эта технология получила широкое распространение во всем мире, достигнув многочисленных выдающихся результатов в исследованиях и инженерных разработках. Далее мы рассмотрим ключевую роль озона в дезодорации, обесцвечивании и снижении химического потребления кислорода (ХПК) при очистке сточных вод.

Применение озона для снижения избыточного ила

Будучи важным методом очистки сточных вод, процесс обработки активированным илом сыграл значительную роль в увеличении суточной производительности очистки сточных вод и стал широко используемой технологией очистки сточных вод как в стране, так и за рубежом. Однако с его широким распространением проблема избыточного ила, образующегося при очистке сточных вод, стала всё более острой, а затраты на обработку ила стали всё большей составляющей общих затрат на очистку сточных вод. Для решения этой проблемы широко применяется технология озонирования для предварительной очистки и снижения объёма избыточного ила, что позволяет добиться относительно зрелых технических результатов.

Применение озона при очистке сточных вод

Процесс обработки активным илом играет важнейшую роль в очистке сточных вод. Благодаря своей исключительной очищающей способности он стал широко используемой технологией очистки сточных вод во всем мире. Однако с его широким распространением постепенно возникла проблема избыточного ила, а затраты на обработку ила продолжали расти в общей стоимости очистки сточных вод. Для решения этой проблемы широко применяется озонирование для предварительной обработки и снижения количества избыточного ила, что позволило добиться значительных результатов.

Обработанный озоном ил поступает в аэротенк вместе со сточными водами. В результате микробного сбраживания часть ила преобразуется в углекислый газ. Этот процесс предварительной обработки озоном значительно сокращает количество избыточного ила. Однако важно отметить, что для обработки озоном требуется генератор озона, потребляющий относительно большое количество энергии. Поэтому разработка высокоэффективных генераторов озона и повышение эффективности его использования имеют решающее значение для снижения затрат на очистку сточных вод. В последние годы компания Sankang достигла значительных успехов в разработке высокоэффективных генераторов озона. Усовершенствовав процесс обработки озоном, они перешли от непрерывной обработки ила низкоконцентрированным озоном к периодической обработке высококонцентрированным. Используя реальные сточные воды в качестве контрольного образца, они обнаружили, что усовершенствованный метод обработки ила озоном требует всего четверть озона, используемого в качестве сырья, при этом достигая превосходных результатов очистки. Этот прорыв открывает новые возможности для снижения стоимости технологии снижения содержания ила в озоне.

Кроме того, пахучие вещества, образующиеся при очистке сточных вод, в основном состоят из углерода, азота и серы, включая неорганические соединения, такие как аммиак, фосфор и сероводород, а также органические соединения, такие как низкомолекулярные жирные кислоты, амины и альдегиды. На моей очистной станции, поскольку 80% поступающего потока составляют бытовые сточные воды, содержание органических веществ высокое, а содержание неорганических – относительно низкое. Эти пахучие вещества можно окислять и удалять с помощью озона, что дополнительно оптимизирует эффективность очистки сточных вод.

К веществам, вызывающим запах, относятся, в первую очередь, органические соединения, такие как низкомолекулярные жирные кислоты, амины, альдегиды, кетоны и эфиры. Эти вещества содержат реакционноспособные группы, склонные к химическим реакциям, особенно к окислению. Сильные окислительные свойства озона позволяют эффективно окислять эти реакционноспособные группы, устраняя запахи и обеспечивая дезодорацию.

Озон также помогает предотвратить повторное появление запахов. Поскольку газ, вырабатываемый озонатором, богат кислородом или воздухом, пахучие вещества, как правило, имеют неприятный запах в среде с дефицитом кислорода. Обработка озоном не только удаляет запахи в процессе окисления, но и создаёт среду, богатую кислородом, эффективно предотвращая повторное появление запахов. Это имеет большое значение для улучшения условий очистки на муниципальных очистных сооружениях.

Озон также обладает обесцвечивающей функцией. В связи с растущим вниманием к окружающей среде, из которой поступает водопроводная вода, и повторным использованием сточных вод, прошедших вторичную очистку, обесцвечивание воды, прошедшей вторичную очистку, получило широкое распространение. При проблемах с цветом и запахом, вызванных гуминовыми веществами, обработка озоном может значительно снизить цветность воды до уровня ниже 1 градуса, что соответствует или даже превосходит общие стандарты качества воды.

Как правило, окрашивание водопроводной воды обусловлено повышенным содержанием металлов, таких как железо и марганец. Если эти металлы присутствуют в свободном виде, традиционные методы очистки позволяют эффективно их удалять. Однако, если в сырой воде содержатся гуминовые вещества, иногда могут образовываться соли хрома, что делает традиционные методы очистки неэффективными. Поэтому внедрение озонирования приобретает решающее значение для решения этой проблемы.

Далее рассмотрим механизм обесцвечивания озона. Благодаря стремительному развитию молекулярной биологии, микроэкология расширила экологические перспективы до молекулярного уровня.

Фактически, как белки, так и молекулы нуклеиновых кислот представляют собой органическое вещество, состоящее из таких элементов, как углерод, водород, кислород, азот и фосфор или сера (C, N, O, N, P или S). Более того, вирусные капсиды состоят из множества белковых субъединиц, или капсидов. Эти капсиды соединены нековалентными связями, образуя симметричную спиральную структуру. Белки состоят из множества цепей, в то время как нуклеиновые кислоты – из взаимосвязанных цепей нуклеотидов.