Физико-химические закономерности очистки воды от нефтепродуктов при электрохимическом и комбинированном с озоном воздействии

• Автор: Гущин, Андрей Андреевич
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Литературный обзор

1.1. Методы очистки сточных вод от органических соединений.

1.2. Метод электрохимической деструкции.

1.3. Метод электрокаталитической деструкции.

2. Методика эксперимента

2.1. Объекты исследования .

2.2. Описание экспериментальной установки.

2.3. Методики определения качественных показателей обрабатываемой воды

3. Электрохимическая деструкция растворенных в воде углеводородов нефти.

3.1. Электрохимическая деструкция модельных растворов
нефтепродуктов
3.2. Электрохимическая очистка от углеводородов реального поверхностного стока
4. Обработка модельного раствора фенола при комбинированном воздействии электрического поля и озона .
5. Сравнительная оценка потенциальной опасности различных схем очистки сточных вод от нефтепродуктов
5.1. Описание, выбранных для сравнения, методов очистки сточных
вод от нефтепродуктов
5.2. Расчет величин предотвращенных ущербов
5.3. Деревья неполадок технологических процессов и определение вероятностей неблагоприятных событий для окружающей среды при использовании систем очистки сточных вод.
5.4. Определение затрат на предотвращение и снижение уровня техногенного риска.
5.5. Оценка уровня техногенного риска в стоимостном выражении
Выводы.
Литература


Кислоты при длительном воздействии озона могут окисляться дальше по СН группам вплоть до полного разрушения скелета. Основными продуктами окисления кетонов озонированным кислородом является уксусная кислота и диацетил. В результате реакции диацетила с Оз также происходит образование уксусной кислоты , , . Несмотря на все положительные стороны, озонирование имеет и ряд недостатков, препятствующих его широкому применению. Так после удаления легко окисляемых органических примесей скорость окисления оставшихся загрязнителей резко падает. Как правило, при озонировании загрязннной воды наиболее интенсивно процесс протекает в первые мин , после чего скорость процесса лимитируется способностью озона вступать в реакцию с трудно окисляемыми соединениями. Увеличение времени озонирования приводит к значительному повышению удельного расхода озона. Дозы озона, обеспечивающие полное окисление органических соединений до С и Н, достигают значительных величин. Например, для полной деструкции фенола химическое потребление кислорода ХГТК 2, мг мг требуется 7, мг Озмг или моль Оз на 1 моль фенола . В современных озонаторных установках удельный расход электроэнергии на получение озона составляет в среднем кВтчкг , тогда как на получение хлора идт 1, кВтчкг . Предельно допустимая концентрация ПДК его в воздухе рабочей зоны 0,1 мгм3 . Сложность аппаратурного оформления узла генерирования окислителя и подачи в очищаемую воду, а также низкая растворимость в воде , приводящая к потере Оз и, как следствие, к загрязнению воздушной среды, ограничивают применение озонирования. Одним из перспективных направлений окислительной очистки сточных вод от органических загрязнителей является применение пероксида водорода Н2 . Реакции окисления фенолов пероксидом водорода протекают эффективно в широком интервале температур и концентраций. В качестве продуктов окисления фенола первоначально образуются гидрохиноны и катехины, которые затем окисляются до соответствующих хинонов и далее до дикарбоновых кислот, в конечном итоге до С. Для интенсификации окисления процесс проводят в присутствии катализаторов. Активация Нг сопровождается образованием свободного либо комплексно связанного ОНрадикала или атомарного кислорода, либо иона металла в сверхокисленном состоянии. Оптимальной дозой Н2 является 44,5 мг на 1 мг по ХПК органических соединений . Наиболее сложной проблемой, возникающей в процессе каталитического окисления, является постепенная дезактивация или отравление катализатора при длительном сроке службы. Для многих катализаторов контактными ядами являются соединения , , Р, , и т. Использование гранулированных катализаторов приводит к перерасходу окислителя изза существенного влияния диффузионных ограничений, а гомогенный катализ ионами металлов переменной валентности требует необходимости создания дополнительных технологических узлов улавливания и регенерации окислителя. Несмотря на многие позитивные свойства пероксида водорода, исследования по его использованию в технологии очистки от фенолов, ПАВ и красителей не вышли, к сожалению, за рамки лабораторий. Кроме того, его применение в производствах со значительным количеством сточных вод вряд ли приемлемо изза дефицитности и высокой стоимости реагента затраты на получение 1 кг Н2 0 составляют не менее кВтч электроэнергии. В настоящее время для очистки сточных вод от органических загрязнителей интенсивно применяются комбинированные физикохимические методы. Так авторами исследованы процессы жидкофазного окисления органических соединений с участием форм активированного кислорода и гидроксильных радикалов, которые генерировались в результате взаимодействия озона, пероксида водорода, УФ излучения и гидроксильных анионов. Максимальный синергетический эффект наблюдался при совместном воздействии и УФ, ОН и , Н2 и , Н2 и УФ, что было использовано фирмой X для решения экологических проблем, связанных с очисткой промышленных, подземных и поверхностных вод от разнообразных органических загрязнений .