Кинетика процессов прямого окисления подчиняется уравнению

-ln C_t/C₀ = k[O₃]t, (151)

где C_t, C₀– начальная и текущая концентрации окисляемого вещества, мг/л; k- константа скорости реакции, л/моль·с; [O₃] –равновесная концентрация озона во время реакции, мг/л; t - продолжительность озонирования, с.

Непрямое окисление происходит за счет увеличения количества радикалов ОН, образующихся при переходе из газа в жидкость и при саморазрушении озона. Интенсивность процесса непрямого окисления пропорциональна количеству разложившегося О₃ и обратно пропор-циональна концентрации загрязнителя.

Катализ других окислительных процессов с участием кислорода заключается в усилении озоном окисляющего действия О₂ (и обогащении воды О₂).

Озонолиз – это разрушение органических молекул по месту кратных связей, на которых фиксируется озон

>С=С< + О₃ → >С – О -С< (нестойкие озониды) (152)

\ /

О – О

¯

+Н₂О/-Н₂О₂

>С=О О=С<(альдегиды и кетоны)

Чистый озон получают из О₂ воздуха в генераторах (озонаторах) под действием электрического разряда. Воздух предварительно осуша-ют (иначе снижается выход озона), окислитель подают в сточную воду в виде озоно-кислородной смеси (3 % О₃), диспергируют. Происходит абсорбция газов, и реакция озонирования идет в жидкой фазе.

УФ-облучение ускоряет окисление под действием озона в 10²–10⁴ раз. Важным показателем процесса является коэффициент использования озона, для повышения эффективности применяют двух-ступенчатые системы с так называемым предварительным озони-рованием сточной воды уже отработанной озоно-воздушной смесью.

Требуется очистка отходящих газов от остатка озона, причем деструкция остаточного озона перед выбросом в атмосферу осуществ-ляется различными путями: 1) адсорбция на С_акт (одновременно сорбирует органику), расход сорбента примерно 450 г на 1 кг озона, диаметр зерен 1-6 мм; 2) катализ на Pt – применим, если большая концентрация озона: О₃ ® О₂ + О (t = 1 сек.); 3) пиролиз (если малая концентрация) осуществляется в термодеструкторе при Т = 340-350 ^оС.

Окисление отдельных веществ приведено схемами:

H₂S + O₃ ® H₂O + SO₂­; 3H₂S + 4O₃ = 3H₂SO₄; (154)

NCS^- + 2O₃ + 2OH^- ® CN^- + SO₃^2- + 2O₂­ + H₂O; (155)

CN^- + SO₃^2– + 2O₃ ® CNO^- + SO₄^2- + 2O₂­; (156)

(рН £ 7, нейтральная или слабокислая среда)

NH₃ + 2O₃ ® NO₃^- + O₂­ + H₂O + H⁺; (157)

(рН >7, в щелочных средах)

CN^- + O₃ ® OCN^- + O₂­. (158)

Дальнейший гидролиз изоцианта:

OCN^- + 2H⁺ + 2H₂O ® CO₂­ + H₂O + NH₃­; (159)

OCN^- + 2H₂O ® HCO₃^- ­ + NH₃­, (160)

и доокисление изоцианата:

2OCN^- + H₂O + 3О₃ ® 2НCO₃ + 3O₂ + N₂­. (161)

В интервале рН = 10,5÷13,0 скорость окисления практически не зависит от концентрации ионов (ОН^-), а если [О₃] = const, то может быть выражена уравнением

V = -d (CN^-) / dt - k₂[CN^-]ⁿ, (162)

гдеnможет варьироваться, а k₂ = k·[О₃]– константа скорости.

Высока активность озона по отношению к фенолам и крезолам. Конечными продуктами деструктивного окисления являются органические кислоты. Возможна и большая полнота окисления, но окисление до СО₂ – не экономно.