Очистка сточных вод предприятий автосервиса озон-пероксидным электрохимическим методом

 

Давыдов Р. И., Потапова Г. Ф., Бригаднова Н. С., Кузнецов Е. В., Мантузов А. В., Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, Москва, Россия

Существенный вклад в загрязнение природных вод вносят автомойки и автозаправочные станции, поскольку их сточные воды содержат большое количество нефтепродуктов, ПАВ и взвешенных веществ. Законодательство Российской Федерации предусматривает их обязательную очистку. Установки для водоочистки, используемые в настоящее время предприятиями автосервиса, многостадийны, громоздки и дороги.

В течение ряда лет мы (сотрудники лаборатории электрохимии НИФХИ им. Л. Я. Карпова) разрабатываем высокотехнологичную малозатратную озон-пероксидную электрохимическую технологию очистки сточных и природных вод. В ее основу положен синергетический эффект in-situ воздействия пероксикатализа, озонирования, электровосстановления и электросорбции.

Нами ведутся опытно-конструкторские работы по созданию электролизера, позволяющего в полной мере реализовать предложенную нами технологию водоочистки. Рассчитан тепловой и энергетический баланс установки производительностью 0,5 м³/ч, которую  можно использовать и для сухой дезодорации на предприятиях автосервиса.

Эксперименты на опытном электролизере показали эффективность озон-пероксидной электрохимической технологии для очистки сточных вод предприятий автосервиса.

На рис. 1 даны электронные спектры поглощения сточной воды автомойки.

 

Рис. 1. Электронные спектры поглощения исходной сточной воды автомойки и после ее обработки:

  1 — озонирование со скоростью подачи озоно-кислородной смеси 7,8–9,8 л/ч (доза озона, израсходованного на реакцию, 490 мг/л·ч); 2 — пероксидная электрохимическая обработка со скоростью подачи  кислорода 7,2–9,6 л/ч  при катодной плотности тока 1·10⁻⁵ А/см²; 3 — озон-пероксидная электрохимическая обработка со скоростью подачи озоно-кислородной смеси 7,8–9,6 л/ч при катодной плотности тока 1·10⁻⁵ А/см² (доза озона и перекиси водорода 34 мг/л·ч)

При озон-пероксидной электрохимической обработке степень очистки сточной воды достигает 93 %,  при пероксидной электрохимической обработке — 82 %, при жидкофазном окислении озоном — 72 %. Скорость синергетической  деструкции органических загрязняющих веществ растет при одновременном воздействии озона, перекиси водорода и электрического тока.  Расход озона при озон-пероксидной электрохимической обработке в 10 раз меньше, а расход электроэнергии (0,24 кВт·ч/м³) в 5 раз меньше, чем при жидкофазном окислении озоном.

На рис. 2 представлены электронные спектры поглощения сточных вод автомойки после озон-пероксидной электрохимической обработки при различных катодных плотностях тока.

 

Рис. 2. Электронные спектры поглощения исходной сточной воды  автомойки и после ее озон-пероксидной электрохимической обработки при различных катодных плотностях тока:

1 — 1·10^-3 А/см²; 2  —1·10^-4 А/см²

 

Использовали катод из УГВМ, армированный никелевой сеткой. Скорость подачи озоно-кислородной смеси постоянна.

Степень очистки зависит от катодной плотности тока, поскольку она определяет выход по току перекиси водорода. Установлено, что при катодной плотности тока 1·10^-4 А/см² степень очистки составляет 96,4 %.

Изучено влияние рН сточных вод на эффективность озон-пероксидной электрохимической очистки. Электронные спектры поглощения показывают, что оптическая плотность растворов, обработанных при различных рН, изменяется незначительно. Следовательно, необходимость поддерживать высокие значения рН отсутствует, что позволяет улучшить экономические показатели технологии.

           

Таким образом, комплексная озон-пероксидная электрохимическая очистка сточных вод — очень перспективная технологией, которую можно использовать в промышленных масштабах.

 Ozone-Peroxide Electrochemical Method for Auto Service Centers's Wastewater Treatment

 

Davidov R. I., Potapova G. F., Brigadnova N. S., Kuznetsov E. V., Mantuzov A. V.,    L. Ya. Karpov Institute of Physical Chemistry, Moscow, Russia

 

A high-tech low-cost electrochemical technology for deep treatment of wastewater and natural waters is being developed. The pilot electrolyzer is developed.

 

The basis of this technology is synergism of in-situ exposure of peroxide-catalysis, ozonation and electroreduction.

 

Our method is proved to be very effective for treatment of auto service center's wastewater. Ozone consumption in electrochemical ozone-peroxide treatment is 10-fold lower, and power consumption is 5-fold lower than in case of the liquid-phase oxidation by ozone.

 

 

Сведения об авторах
Давыдов Руслан Иванович, мл. науч. сотр., лаборатория электрохимии, Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, пер. Обуха, дом 3-1/12, стр. 6, Москва, 105064, Россия. Тел. +7 (495) 917-11-57 (доб. 14), моб. +7 (926) 450-83-84. E-mail
Потапова Галина Филипповна, канд. хим. наук, вед. науч. сотр., лаборатория электрохимии, Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, пер. Обуха, дом 3-1/12, стр. 6, Москва, 105064, Россия. Тел. +7 (499) 612-64-30, моб. +7 (906) 085-39-01. E-mail

Бригаднова Наталья Сергеевна, мл. науч. сотр., лаборатория электрохимии, Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, пер. Обуха, дом 3-1/12, стр. 6, Москва, 105064, Россия. Моб. +7 (903) 236-82-70. E-mail

Кузнецов Евгений Викторович, д-р техн. наук, проф., зам.директора по науке, Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, пер. Обуха, дом 3-1/12, стр. 6, Москва, 105064, Россия. Тел. +7 (495) 916-67-92. E-mail

Мантузов Антон Викторович, ст. науч. сотр., лаборатория электрохимии, Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, пер. Обуха, дом 3-1/12, стр. 6, Москва, 105064, Россия. Моб. +7 (903) 150-57-03. E-mail