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臭氧氧化技術(shù)在水處理中的應用
發(fā)布者:朗逸環(huán)保  發(fā)布時(shí)間:2022-3-29

臭氧是一種發(fā)現較早的物質(zhì),具有較強的氧化性和可消毒性,但由于價(jià)格高于普遍使用的氯氧化劑,所以沒(méi)有被廣泛使用。隨著(zhù)人們發(fā)現氯具有對味道的破壞,氯酚、氯胺的產(chǎn)生,以及產(chǎn)生高揮發(fā)性鹵代烴等缺點(diǎn),臭氧又有了被得以使用的新空間。人們發(fā)展了臭氧生產(chǎn)技術(shù),尋找到了新的工藝流程。同時(shí),臭氧的應用領(lǐng)域、化學(xué)性質(zhì)以及反應物也得到進(jìn)一步的研究。


臭氧氧化技術(shù)的發(fā)展及特點(diǎn)


臭氧具有很強的氧化性,可以氧化多種化合物,因此,臭氧氧化技術(shù)在水處理中被廣泛應用。

臭氧氧化技術(shù)具有如下特點(diǎn):


(1)臭氧不僅有很好的快速殺菌、消毒性質(zhì),而且具有極高的氧化有機和無(wú)機化合物的氧化力,可去除其它水處理工藝難以去除的物質(zhì)。


(2)臭氧的反應完全、速度快,從而可以減小構筑物體積。


(3)剩余臭氧會(huì )迅速轉化為氧氣,能增加水中溶解氧,效率高,不產(chǎn)生污泥,不造成二次污染。


(4)在提高凈化效果、殺菌、消毒的同時(shí),可除嗅、除味。


(5)制備臭氧用的電和空氣不必儲存和運輸,臭氧化裝置占地小,運行操作管理簡(jiǎn)單,特別適用干原有水廠(chǎng)的提高水質(zhì)和水量。


臭氧聯(lián)合技術(shù)


臭氧聯(lián)合技術(shù)比較多,一般可分為以下幾種:臭氧超聲波法、臭氧活性污泥法、臭氧膜處理法、臭氧混凝法、臭氧生物活性炭吸附法。這些方法對不同的廢水各有優(yōu)缺點(diǎn),因此根據廢水中難降解物質(zhì)和有毒物質(zhì)的不同而選用不同的工藝才能達到較好的效果。下面簡(jiǎn)單介紹臭氧超聲波法和臭氧生物活性炭吸附法。


臭氧/超聲波法


超聲波能有效地降解廢水中的難降解有機污染物,將超聲波與臭氧進(jìn)行聯(lián)合使用,可以提高降解有機物的效率,降低運行成本。在l976 年,DAHI就已經(jīng)發(fā)現超聲波能夠強化處理臭氧廢水過(guò)程,他利用20kHz 超聲波強化臭氧氧化處理生物污水處理廠(chǎng)的出水時(shí)發(fā)現,這種技術(shù)可減少50%的臭氧投加量。


臭氧/生物活性炭吸附法


臭氧生物活性炭工藝(O3 - BAC)是將臭氧化學(xué)氧化和活性炭物理、化學(xué)吸附以及生物氧化降解技術(shù)合為一體的工藝。該工藝具有處理費用低、有機物去除效率高、效果穩定等特點(diǎn)。


原水經(jīng)過(guò)臭氧氧化,可以將大分子有機物分解成小分子有機物,提高有機物的可生化性并提供充足的氧氣,從而使這些有機物更易被活性炭吸附,被吸附的有機物又為維持炭床中微生物的生命活動(dòng)提供了營(yíng)養;同時(shí),由于供氧充分,好氣微生物在活性炭表面上繁殖生長(cháng)成生物膜,來(lái)降解吸附的小分子有機物。這就使得炭床上活性炭吸附和微生物降解同時(shí)進(jìn)行,從而大大延長(cháng)了活性炭的工作周期和效率。


臭氧聯(lián)合技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應用


醫藥廢水的處理


大多醫藥廢水COD 較高、可生化性差,單純靠物理化學(xué)方法處理成本高不經(jīng)濟,普通的生化處理又根本行不通,所以可以先用臭氧預處理,主要是為了提高廢水的可生化性,為后續生物處理降低難度,同時(shí)降低COD。


對印染廢水的處理


印染廢水對環(huán)境的污染很?chē)乐?,其水量大、水質(zhì)波動(dòng)大、污染物成分復雜且含量高,色度、化學(xué)需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)均較高,是國內外難處理的工業(yè)廢水之一。臭氧氧化技術(shù)是利用臭氧分子反應選擇性強,能與含雙鍵的染料直接發(fā)生加成反應,使染料開(kāi)環(huán)脫色,并提高廢水的可生化性。


此外,臭氧在紫外線(xiàn)(UV)作用下,轉化為˙OH等強氧化性物質(zhì),與有機物反應,使染料的發(fā)色基團中的不飽和鍵斷裂,生成相對分子質(zhì)量小、無(wú)色的有機酸、醛等,達到脫色和降解有機物的目的。利用O3/UV 氧化與常規生化組合,先利用生化法將可生化有機物大部分去除,剩余不可生化污染物用O3/UV 氧化,以降低臭氧的消耗及處理成本,提高出水水質(zhì)。


對含酚廢水的處理


含酚廢水是比較普遍且危害性很?chē)乐氐墓I(yè)廢水之一,酚是一種公認的致癌、致畸、致變的“三致” 物質(zhì),處理工業(yè)含酚廢水已是工業(yè)廢水方面急待解決的問(wèn)題之一。研究表明,對于含酚量為227mg/L,pH 值為7.3-7.6,水溫為13-40C的焦化廠(chǎng)廢水,經(jīng)過(guò)臭氧氧化處理后,水中的含酚量降低了98%。


對垃圾滲濾液的處理


垃圾滲濾液是一種污染性極強的高污染物含量有機廢水,其中有機污染物高達77種,其中促癌物、輔致癌物5 種,被列入我國環(huán)境優(yōu)先控制污染物“ 黑名單”。并且垃圾滲濾液對周邊環(huán)境、填埋場(chǎng)土層及地下水都會(huì )造成極大的污染。


臭氧氧化技術(shù)對垃圾滲濾液進(jìn)行處理研究,實(shí)驗表明,經(jīng)臭氧氧化后,可以有效降低垃圾滲濾液生物處理出水的CODOF 值;垃圾滲濾液生物處理出水臭氧氧化后,其生物降解性隨氧化時(shí)間的增加存在極值,結合處理的經(jīng)濟性可以采用生物- 臭氧- 生物的聯(lián)合技術(shù)處理垃圾滲濾液。


臭氧技術(shù)的發(fā)展現狀及趨勢


(1)隨著(zhù)臭氧技術(shù)在水處理方面的廣泛應用,人們認識到,臭氧技術(shù)的關(guān)鍵在于它與水中污染物的反應機理,這方面目前尚未有明確的定論,仍在進(jìn)一步研究當中。


(2)臭氧的產(chǎn)生效率與電源的頻率呈正向增長(cháng)關(guān)系,提高臭氧發(fā)生電源頻率一直是研究的重要方向。目前國際標準型臭氧發(fā)生器產(chǎn)品,電源頻率最高為20 kHz 左右。


(3)由于臭氧的強氧化性、強腐蝕性及有毒性,所以處理工藝元件的材料必須用高耐腐蝕抗氧化材料,這就使得臭氧處理成本增高,不利于臭氧技術(shù)的廣泛推廣,因此如何降低臭氧處理技術(shù)的成本成為目前臭氧技術(shù)研究的主要工作之一。


(4)目前臭氧發(fā)生器的發(fā)展趨勢是體積越來(lái)越小,能耗越來(lái)越低,電能轉化率越來(lái)越高,產(chǎn)率越來(lái)越高,其控制的自動(dòng)化程度越來(lái)越高,臭氧應用越來(lái)越廣,同時(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也加快