Загрязнение водных сред нефтепродуктами представляет собой серьезную экологическую проблему, при этом одним из основных источников загрязнения является сброс промышленных сточных вод. Высокая концентрация нефтепродуктов характерна не только для сточных вод нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий, но и для предприятий целого ряда отраслей – горнодобывающей, металлообрабатывающей, нефтехимической и др.
Нефтепродукты в воде существуют в виде частиц различной степени дисперсности, а также в растворенном виде. Наибольшей растворимостью в воде характеризуются компоненты нефти с полярными связями: фенолы, низкомолекулярные ароматические углеводороды, органические кислоты. Нерастворимые фракции нефтепродуктов в воде представлены, как правило, непредельными соединениями, полиароматическими углеводородами, жирными и нафтеновыми кислотами [1].
Предельно допустимая концентрация нефтепродуктов при сбросе сточных вод в водоемы рыбохозяйственного назначения составляет 0,05 мг/л [2]. Учитывая жесткие требования к концентрации, а также разнообразие форм нефтепродуктов в воде, для их удаления необходимо применение комплекса методов. Предварительное осаждение дисперсных частиц нефтепродуктов осуществляется путем отстаивания в нефтеловушках [3]. Однако после осветления в воде, как правило, остается достаточно большое количество стабилизированных тонкодисперсных и растворенных примесей, концентрация которых может достигать десятков мг/л. Применение традиционных методов, таких как флотация, коагулирование и фильтрование на песчаных загрузках, не в состоянии обеспечить необходимое качество очистки воды от растворенных и тонкодисперсных фракций нефтепродуктов. Более современные и дорогостоящие технологии, такие как сорбция на активных углях и фильтрование на мембранах, во многих случаях не могут быть эффективно использованы в условиях производства, при сбросе значительных количеств сточных вод.
Одним из перспективных направлений удаления из воды нефтепродуктов является применение сильных окислителей, наиболее распространенным из которых является озон (О3). Например, в работах [4, 5] для удаления нефтепродуктов предложено использовать озонирование с последующим фильтрованием на зернистых загрузках. Комбинированная технология позволяет повысить степень удаления дисперсных нефтепродуктов при фильтровании, а также разрушить часть растворенных органических веществ и значительно снизить химическое потребление кислорода (ХПК) обрабатываемой воды. Однако, несмотря на большой интерес, связанный с применением озонирования, этот метод пока не получил широкого распространения для очистки сточных вод из-за относительно высоких энергозатрат на производство озона [6]. Еще одним недостатком озонирования в ряде случаев является недостаточный окислительный потенциал озона, не способного реагировать с многими устойчивыми соединениями.