Концепція комбінованої кавітаційно-адсорбційної технології очищення стічних вод від барвників

Стічні води підприємств легкої (насамперед, текстильні) та хімічної промисловості містять значну кількість неорганічних та органічних сполук. Так, крохмаль, загущувачі, глауберова сіль, ПАР можуть надходити у стічні води в кількості до 90% від їх початкового вмісту в розчині, який подають на оброблення, натрію гідроксид – до 50%, калію дихромат – до 25%, сульфідні барвники – до 30%, дисперсні та катіонні барвники – до 40%, прямі й активні барвники – до 10-25%, кислотні та кубові барвники – до 5-10%. З наведеного вище видно, що основну групу органічних забруднювачів становлять барвники. Тому на сьогодні пошук нових методів і розроблення нових технологій очищення стічних вод від барвників є актуальним науковим завданням.

Традиційно для очищення стічних вод від барвників використовують реагентні, сепараційні та деструктивні методи. Основними недоліками реагентних і сепараційних методів є невисокий ступінь очищення, необхідність підбору реагентів, утворення значної кількості осадів, які потрібно зневоднювати, складність апаратурного оформлення і висока собівартість очищення.  Суть деструктивних методів полягає у глибоких перетвореннях органічних молекул внаслідок окисно-відновних процесів, що призводить до мінералізації органічних речовин з утворенням CO₂ і H₂O. Поширеним деструктивним методом очищення стічних вод від барвників є їх глибоке окиснення озоном. Крім озонування, активно застосовують методи окиснення, що ґрунтуються на диспропорціонуванні гідрогену пероксиду (фотоліз H₂O₂; розклад H₂O₂ під дією йонів Fe²⁺ – реактив Фентона) з утворенням високореакційноздатних гідроксильних радикалів.

Процеси каталітичного розкладу H₂O₂ суттєво інтенсифікуються у кавітаційних полях, де молекули H₂O виконують роль додаткового джерела гідроксильних радикалів. Здійснення реагентного окиснення (реактив Фентона та його аналоги) барвників у кавітаційних полях забезпечує високий ступінь перетворення органічних сполук і не супроводжується утворенням осадів.

Для доочищення стічних вод від залишкових кількостей барвників запропоновано використовувати сорбенти (цеоліт, бентонітові глини тощо). Поєднання стадій реагентного окиснення у кавітаційних полях та адсорбції забезпечує глибоке очищення стічних вод від барвників. Крім того, кавітаційні явища, генеровані ультразвуковими апаратами (так званий “м’який режим оброблення”), значно збільшують сорбційну ємність природних матеріалів, що підвищує ступінь вилучення барвників.