Озонирование сточных вод — современный метод глубокой очистки, применяемый как финишная стадия обработки перед сбросом в водоёмы или повторным использованием воды. Озон — мощный окислитель, который эффективно разрушает сложные органические соединения, обеспечивая обеззараживание без образования токсичных хлорорганических соединений.
Метод особенно эффективен для очистки промышленных стоков, содержащих фенолы, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВ), пестициды и другие трудноокисляемые органические соединения. После озонирования вода безопасна для сброса в водоёмы без длительного дехлорирования.
Сравнение методов обеззараживания стоков
| Параметр | Озонирование | Хлорирование |
|---|---|---|
| Эффективность обеззараживания | 99,9% | 99% |
| Окисление органики | Высокое | Низкое |
| Побочные продукты | O₂ (безопасен) | Хлорорганика (токсичны) |
| Необходимость дехлорирования | Нет | Да |
| Влияние на ХПК/БПК | Снижает на 50-95% | Незначительно |
| Удаление цветности | Да (до 80%) | Нет |
| Удаление запаха | Да | Маскирует |
| Безопасность для водоёмов | Высокая | Требует контроля |
Технические параметры озонирования стоков
| Тип сточных вод | Доза озона, мг/л | Время контакта, мин |
|---|---|---|
| Хозяйственно-бытовые (после биоочистки) | 5-15 | 10-15 |
| Промышленные (органические) | 20-50 | 15-30 |
| Нефтесодержащие стоки | 30-100 | 20-40 |
| Фенолсодержащие стоки | 15-30 | 15-20 |
| Стоки с ПАВ | 10-25 | 10-20 |
| Стоки пищевых предприятий | 10-20 | 10-15 |
Технологический процесс очистки стоков
Механическая очистка
Удаление грубых примесей, песка, взвешенных веществ. Обязательный этап перед озонированием.
Биологическая очистка
Аэробная или анаэробная биоочистка для снижения БПК до 15-30 мг/л. Озонирование применяется после этого этапа.
Генерация озона
Производство озона из кислорода методом коронного разряда. Концентрация озона в газе: 6-12%.
Контактная камера
Смешивание озоно-воздушной смеси со стоками через систему барботажа. Время контакта: 10-30 минут в зависимости от загрязнённости.
Осветление
Отстаивание или фильтрация для удаления окисленных нерастворимых соединений.
Контроль качества
Анализ очищенной воды на соответствие нормам сброса: БПК, ХПК, взвешенные вещества, коли-индекс.
Загрязнители, удаляемые озонированием
- Фенолы и нитрофенолы: окисление до CO₂ и H₂O, снижение концентрации до ПДК
- Нефтепродукты: деструкция до простых органических кислот
- ПАВ (поверхностно-активные вещества): разрушение молекулярной структуры
- Пестициды и гербициды: окисление до нетоксичных соединений
- Красители и пигменты: полное обесцвечивание стоков
- Патогенная микрофлора: инактивация бактерий, вирусов, яиц гельминтов
- Аммонийный азот: окисление до нитратов
- Сероводород и меркаптаны: устранение неприятных запахов
Результаты озонирования стоков
| Показатель | До озонирования | После озонирования | Эффективность |
|---|---|---|---|
| Цветность, градусы | 70-100 | 10-20 | 80-85% |
| Мутность, мг/л | 30-50 | 5-10 | 75-80% |
| БПК₅, мг/л | 20-30 | 3-5 | 85-90% |
| ХПК, мг/л | 50-80 | 15-25 | 65-70% |
| Коли-индекс | 10 000 | < 1000 | > 90% |
| Запах | Болотно-фекальный | Отсутствует | 100% |
Данные получены при обработке стоков дозой озона 50 мг/л в контактной камере с временем контакта 15 минут. При подаче озона свыше 50 мг/л исчезает цветность, мутность, запах, коли-индекс снижается до нормативных значений.
Преимущества озонирования сточных вод
Безотходный процесс
Озон синтезируется из кислорода воздуха и распадается обратно в кислород. Не требуется закупка и хранение реагентов.
Универсальность
Эффективен против любых органических загрязнителей: фенолы, нефтепродукты, ПАВ, пестициды.
Экологическая безопасность
Не образует токсичных побочных продуктов. Вода безопасна для сброса в водоёмы без дехлорирования.
Повторное использование
После озонирования вода может использоваться в технических целях: полив, мойка, охлаждение.
Области применения
| Отрасль | Основные загрязнители | Доза озона, мг/л |
|---|---|---|
| Нефтеперерабатывающие заводы | Нефтепродукты, фенолы, сульфиды | 50-100 |
| Химические предприятия | Органические растворители, ПАВ | 30-80 |
| Пищевые производства | Жиры, белки, органические кислоты | 15-30 |
| Текстильные фабрики | Красители, ПАВ | 20-50 |
| Целлюлозно-бумажные комбинаты | Лигнин, смолы | 30-60 |
| Городские очистные сооружения | Хозбытовые стоки после биоочистки | 10-20 |
Нормативные требования к сбросу
- СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод»
- ПДК вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования
- Приказ Минприроды России от 17.12.2007 № 333 «Об утверждении методики разработки НДС»
- ГОСТ 17.1.3.13-86 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения»