Работа саранских ученых сообщает, что в условиях животноводческих помещений возможно деодорировать воздух весьма значительно. Правда, при этом приводятся весьма странные данные: например, при увеличении концентра- ции аммиака с 11,1 до 58,8 мг/м³ эффективность деодорации увеличилась на 7%. Поскольку достаточно твердо установлено, что аммиак практически не реагирует с озоном в газовой среде, неясно, о чем идет речь. Неясно также, как определялся уровень деодорации с такой точностью?
На стандартных очистных сооружениях главными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются дурнопахнущие вещества, содержащиеся в отходящих газах метантенков и дру гих установок для анаэробного сбраживания (аэротенков, био- фильтров). Наиболее распространенными загрязнителями являются, как уже указывалось, меркаптаны, амины, сероводород, аммиак. Швейцарская очистная установка. предназначенная для очистки таких газовых выбросов, включает насадочные колонны и угольный фильтр. Отходящие газы, содержащие дурнопахнущие вещества, подаются в вертикальную колонну, и туда же вводится озонированный воздух. Сверху колонна орошается промывными водами с оптимальной величиной рН. Установка может очищать до 10000 м³/ч. Вариант этой установки для очистки такой органики, как диметилбутан, триметиламин, метилиндол, акролеин и т. п., рассматривается в работе. В патенте ФРГ предлагается очистительная установка для устранения отходящих газов на станциях, обрабатывающих шлам, накапливающийся при очистке сточных вод. Основные ча- сти установки орошаемый скруббер и катализатор. Озоно-каталитическая установка для устранения примесей органических соединений описывается в российском патенте. Подчеркивается, что применяемый в установке катализатор позволяет окислять органические примеси до углекислоты и воды.
Известный французский исследователь Бруно Лангле отмечает, что при эксплуатации очистных сооружений часто возникает проблема запаха, особенно на участках образования осадков. В качестве решения он предложил в обязательном порядке обрабатывать вентиляционные выбросы озоном в колоннах с на садкой, дозы озона при этом составляют 3-6 мг/м³ .
Одним из производств, в котором происходит выброс значительного количества органических загрязнителей, является производство синтетических каучуков, резин, резинотехнических изделий и пластмасс на основе диеновых углеводородов, стирола и других мономеров. Эта весьма несовершенная с точки зрения экологии технология (суммарный выброс токсичных углеводоро дов по одному предприятию может достигать 2000-3000 т/год). В настоящее время для очистки выбросных газов предлагается использовать установки термокаталитического окисления. При этом процесс окисления идет при 500°С и предполагает использование дорогостоящего платиносодержащего катализатора. Разработанный коллективом воронежских исследователей метод озонокаталитического окисления углеводородов в отработанном воздухе имеет ряд существенных преимуществ. Эта технология предусматривает ведение процесса при температуре 60-80°C, отвечающей температуре обработанного воздуха, выходящего из сушилок каучука, при этом не требуется дополнительного подогрева. Таким образом, не только экономится энергия, но и предотвращается загрязнение атмосферы продуктами сгорания газа. Кроме того, избранный катализатор-сорбент активиро- ванный уголь в десятки раз дешевле применяющегося ранее алюмоплатинового катализатора.
В разработке использовались озонаторы воронежской фир мы «КБ Химавтоматика» (КБХА), имеющие высокие технико- экономические показатели. Согласно регламенту этой тех нологии необходимо строго выдерживать массовое соотношение озона к стиролу 0,5:1. Концентрация озона при этом не столь существенна. Важно лишь массовое соотношение «стирол/озон». Согласно данным авторов, степень очистки воздуха от стирола соответствует санитарным нормам. Расчет показал, что общий экономический эффект применения такой технологии со ставляет 21 млн руб. в год в ценах 2003-2004 гг. при среднем объеме выброса около 180 тыс. м³/ч.
Авторы подчеркивают, что стоимость очистки этим методом в два раза ниже, чем у конкурирующего метода термокаталитического дожигания.
В 1970-1980-е гг. на Украине на Северодонецком производственном объединении «Стеклопластик» была смонтирована и эффективно эксплуатировалась опытно-промышленная установ- ка по обезвреживанию газовых выбросов, содержащих стирол (объем выброса 10 тыс. м³/ч). Озонатор ОП-121 производил 1,6 кг озона в час из воздуха. Концентрация стирола в газовоздушных выбросах, подаваемых на очистку, составляла 10-120 мг/м³; поглощение озонированной органики происходило в специально разработанных водных средах на скрубберах. Сте- пень очистки 90-98%.
Деодорирование газовых выбросов на предприятиях по пере- работке отходов каучука производилось на Воронежских пред- приятиях с помощью установки «дезодоратор». Установка включает озонатор, поглотители и специальные фильтры. Согласно утверждению авторов, установка позволила избавиться от запаха не только на территории жилой зоны, но и в непосредственной близости от цеха переработки полимеров.
Несколько другой способ очистки отходящих газов от сти рола предложен в авторском свидетельстве. Здесь в насадочную колонну подается, с одной стороны, воздух, загрязненный стиролом и озонированный воздух, а с другой стороны, в колонну подают водный раствор бутилового спирта с концентрацией 0,5- 0.9 мг/л. При этом образуется бензойная кислота. Расход озона в этом методе, согласно авторскому свидетельству, очень низкий. Степень очистки достигает 100%.
Безусловно, это интересный и, вероятно, перспективный ме тод утилизации стирольных выбросов. К сожалению, нам неизвестно, реализован ли этот метод в промышленности.
Существует определенное количество патентов, где озон успешно применяется для устранения органических примесей из выбросных газов различных производств. Так, в работе сообщается о разработке в США новой высокоэффективной системы очистки воздуха от различных загрязнителей под на званием «Air». Эта система, в основе которой лежит озонокаталитический процесс, эффективно улавливает летучие органические соединения, хлорированные углеводороды, микроорганизмы, пахучие примеси и окись углерода. В системе используется рециркуляция воздуха, и степень очистки превышает 60%.
Успешно используется озон при очистке газовоздушных выбросов на производстве паприна.
При гидротермической обработке древесины наблюдается выделение большого количества органических соединений. Использование озона, особенно при применении паровых лесосушильных камер, позволяет резко уменьшить токсичность выброса. В настоящее время существуют лишь предварительные лабораторные исследования, указывающие на перспективность такой технологии.
Успешно удается применить озон для очистки газовоздушных выбросов литейного производства. В этом случае сильно запы- ленные газы с температурой 150-300°С и суммарным содержанием органических и неорганических примесей на уровне 500- 600 мг/м³ после соответствующей подготовки и озонирования удается очистить до уровня ПДК по фенолу и формальдегиду. Доза озона при этом умеренная: 10-20 мг/м³ воздуха .
Устранение столь высоких концентраций загрязнений столь низкими дозами озона представляется весьма сомнительным. Неясно также, какой полный спектр загрязнений и как происходит их очистка?
Ферментативные производства отличаются наличием газовоз- душных выбросов с широким спектром органических веществ различной химической природы, а также присутствием микроорганизмов и влаги. Очистка таких выбросов представляет собой непростую задачу. На лабораторном ферментере исследовался процесс обезвреживания выбросов при синтезе лизина. В качестве массообменного аппарата использовался абсорбер с насадкой из керамических колец Рашига. При расходе выбросных газов около 60 л/мин и расходе воды на орошение абсорбера ~ 25 л/ч расход озона составляет 0,45-0,95 мг/мин. Уста новлено, что жидкофазное окисление озоном эффективно для всех групп органических веществ, присутствующих в выбросах. Степень очистки достигает 90% (против 45% при физической адсорбции в тех же условиях). При этом наряду с обезвреживанием выбросов происходило их обеззараживание. В воздушном потоке после обработки озоном живые микроорганизмы отсутствовали.
Установка для очистки и дезодорирования газовоздушных выбросов ферментеров озоном приводится в патенте. В работе используется абсорбер со щелочным раствором и циркуляцией газа.
Не совсем обычный способ очистки отходящих газов представлен в патенте. Органические загрязнения выброса окисляются на марганцевом катализаторе, но предварительно эти газы пропускают через зону барьерного разряда с частотой 2.1-2,6 кГц. Озон в очищенных газах отсутствует. Утвержда ется, что способ позволяет вести очистку газов от всех видов органических веществ. Степень очистки достигает 99,6-100%. Авторы особо рекомендуют этот способ для очистки газовых выбросов на производствах мясомолочной продукции. Однако столь простой, универсальный и совершенный способ очистки вызывает большие сомнения.
В американском патенте описан способ разложения озоном (концентрация 3-100 г/м³) газов, образующихся в про цессе тепловой обработки осадков сточных вод с последующей утилизацией кислородсодержащего газа.
Аналогичные установки представлены в заявках на патенты.