Озонирование сточных вод: что это, как работает и в чем преимущества

Сточные воды образуются в результате бытовой, промышленной или сельскохозяйственной деятельности. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодно более 2 миллиардов человек сталкиваются с загрязненной жидкостью. Это приводит к вспышкам заболеваний, таких как брюшной тиф, холера или гепатит А.

Водостоки несут в себе не только органические, химические загрязнения, но и миллионы микроорганизмов, среди которых — опасные патогены. Основная цель обеззараживания — снижение эпидемиологических рисков, предотвращение загрязнения водоемов, используемых для хозяйственных, питьевых или промышленных нужд.

Эффективная очистка особенно важна, когда около 80% сточных вод в мире сбрасываются в природу без должной обработки. Лучше всех такую проблему решают промышленные озонаторы.

Озонирование — процесс обработки воды озоном (O₃), одним из самых сильных окислителей. Его окислительный потенциал составляет 2,07 В. Это выше, чем у хлора — 1,36 В, поэтому позволяет более эффективно уничтожать загрязнители.

Основные этапы процесса:

1. Генерация озона. Оборудование вырабатывает озон из кислорода. На 1 кг газа требуется около 10 кВт электроэнергии.
2. Контакт озона с водой. Он подается в поток жидкости с помощью диффузоров или смесителей, обеспечивая максимальное взаимодействие газа с загрязнителями.
3. Разложение загрязнителей. Окислитель разрушает молекулярные связи в органических и неорганических веществах, превращая их в безопасные соединения.

По статистике, обработка 1 м3 воды озоном занимает от 10 до 20 минут.

Почему выбирают данную технологию:

• Полное уничтожение бактерий и вирусов, включая опасные патогены, такие как E.coli и сальмонелла.
• Быстрая реакция — всего за 1 минуту разлагается до 95% органических загрязнителей.
• Улучшение органолептических свойств жидкости — устранение запахов и привкусов.

Пример: на очистной станции в Нидерландах применили метод очистки сточных вод озонированием, что позволило снизить химическое потребление кислорода (ХПК) на 75% и удалить 99% микроорганизмов. Это сделало жидкость пригодной для повторного использования в технических процессах, снизить расходы на водоснабжение.

Один из ключевых факторов эффективного озонирования — состав сточных вод. Сначала необходимо провести анализ загрязнений, чтобы определить дозировку озона.

Для слабозагрязненной жидкости достаточно концентрации 1–3 мг/л, в то время как при средней степени загрязнений потребуется увеличить дозировку до 3–5 мг/л. В случаях высокой концентрации органических и химических примесей, дозировка может достигать 10 мг/л.

Также важно учитывать время контакта озона с жидкостью. Минимальный период воздействия, необходимый для удаления 90% органических веществ — около пяти минут. Для достижения полной дезинфекции время взаимодействия следует увеличить до 10–15 минут.

Эти параметры необходимо корректировать в зависимости от предварительной очистки и особенностей загрязнений.

Его все чаще применяют для очистки сточных вод, однако есть моменты, которые мешают массовому внедрению технологии:

• Высокая стоимость оборудования. Генераторы озона стоят от 500 тысяч рублей, такая цена может стать «неподъемной» для небольших предприятий.
• Образование броматов. При наличии в жидкости бромидов процесс может привести к появлению канцерогенных соединений — броматов.
• Технические сложности. Для стабильной работы системы требуется качественное обслуживание, контроль параметров.

Популярные технологии очистки свели в одну таблицу:

Согласно отчетам аналитиков, озонирование на 25-30% эффективнее хлорирования при обработке водостоков.

Озонирование сточных вод — надежный, экологически чистый, эффективный метод, который подходит как для крупных предприятий, так и для муниципальных служб. Среди преимуществ отмечают высокую скорость, отсутствие побочных продуктов и возможность справляться с любыми типами загрязнений.