Фотокаталітична деструкція органічних сполук заснована на утворенні пар електрон-дірка в напівпровіднику під дією ультрафіолетового світла, енергії якого достатньо для розриву різних хімічних зв'язків. Електрони відновлюють акцепторів, типу молекулярного кисню, а дірки окислюють донорів електронів, типу води і гідроксид-аніону з утворенням гідроксильних радикалів. Добре вивчений процес окислення бензолу при фотокаталізі, заснованому на оксиді титану (IV). Ця технологія була розроблена для очищення стоків від летких органічних сполук і розглядається як перспективна [38]. При довжині хвилі 258 нм, температурі 20 ° C, pH 7.5 за 1-24 години розкладання бісфенолу A, при його початкової концентрації 20 мг/л, становить 100% [39].
Озон - дуже сильний окислює агент. Механізм предочистки зводиться до гідролізу і часткового окислення забруднювачів гідроксильними радикалами, що утворюються в лужних умовах згідно реакціям:
O 3 + OH -? O 2 + OH 2; 3? HO + O 2 [39].
Озонізація підвищує доступність стоків для біодеградації і знижує ГПК тільки на 20-30%, тому, як правило, використовується в поєднанні з іншими методами очищення [34].
У випадках, коли стічна вода непридатна для біологічного очищення, користуються схемою, що включає етапи фізико-хімічної обробки (рис.2). При використанні таких схем вода очищається гірше, утворюється більше шламу і складніше контролювати процес очищення. Зазвичай такі технології обходяться дорожче [4]. Після проходження етапу механічного очищення вода надходить у змішувачі, де в певних дозах подаються розчини реагентів (коагулянти, флокулянти). Утворені пластівці відокремлюються в горизонтальних відстійниках. Далі вода фільтрується і знезаражується. Осад з відстійників зневоднюється на центрифугах, формуючи шлам.
Рис. 2. Технологічна схема очисної станції з фізико-хімічної очищенням стічних вод. 1 - стічна вода, 2 - грати, 3 - пісколовки, 4 - змішувач, 5 - камера хлопьеобразования, 6 - горизонтальні відстійники, 7 - барабанні сітки, 8 - фільтри, 9 - контактний резервуар, 10 - випуск у водойму, 11 - пісок , 12 - бункер піску, 13 - приготування і дозування реагентів, 14 - осад, 15 - осадоущільнювача, 16 - центрифуги, 17 - хлораторна, 18 - шлам, 19 - отстоенная вода.
2.3 Біологічні методи очищення
2.3.1 Параметри біологічної очистки
Як правило, біологічне очищення є основним методом очищення, в той час як фізико-хімічна виступає як предочистки. Система простіше по пристрою і не вимагає великих енерговитрат [15, 34]. Найпростіший тип біологічного очищення - аеротенки з активним мулом. Ключові параметри біологічної очистки в аеротенках:
Q швидкість надходження рідини або LR loading rate (обсяг/час);
Q w швидкість осадження в шлам (обсяг/час);
Q 3 швидкість виходу очищеної рідини (обсяг/час);
Q r швидкість зворотного потоку (обсяг/час);
X 1 концентрація мікроорганізмів у надходить рідини (маса/швидкість надходження рідини);
X 2 концентрація мікроорганізмів в реакторі (маса/об'єм);
X 3 концентрація мікроорганізмів в очищеній рідини (маса/об'єм);
X r концентрація твердих частинок у зворотному потоці (маса/об'єм);
V обсяг реактора;
r BH швидкість зміни концентрації мікроорганізмів в реакторі (маса/об'єм час). r BH=?X, де X - концентрація мікроорганізмів (маса/об'єм) і ? - специфічна швидкість росту за одиницю часу;
rs швидкість розкладання субстрату.
Також часто використовувані показники, що характеризують режим роботи системи:
SLR (sludge loading rate) швидкість завантаження або F: M ratio відношення субстрату до кількості біомаси. Кількість субстрату визначається виміром БПК (BOD), тому іноді позначають FB: M ratio. SLR (FB: M ratio) =, де, MLSS (mixed liquor suspended solids) концентрація зважених часток змішаної рідини raquo ;. Змішаної рідиною називають суміш активного мулу (X) з вступниками на очищення стокуми. SLR визначають як ступінь утилізації 1 кг БПК одним кілограмом MLSS за добу.
HTR (hydraulic retention time) гідравлічне час утримування - час перебування рідини, що очищається і гранул активного мулу в реакторі. Регулюється відповідно зі швидкістю зростання мікрофлори і з часом, необхідним для біологічного окислення доступною органіки. HTR=V/Q. Для аеротенків з активним мулом зазвичай 5-14 год;
SRT (solid retention time) час осадження. Ставлення зважених часток в реакторі до кількості загрожених за певний час (...
