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工業(yè)廢水處理臭氧氧化技術(shù)

  1、概述

  隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展,企業(yè)所排放的復(fù)雜有機物的種類和數(shù)量逐漸增多,水環(huán)境狀況十分令人擔憂。習(xí)近平總書記多次強調(diào),“綠水青山就是金山銀山”,因此,加強水環(huán)境綜合治理是當前核心任務(wù)之一。

  目前廢水的處理普遍采用生物方法,但是很多高穩(wěn)定性、難降解的污染物用生物處理法難以去除,因此,運用更有效的非生物技術(shù)-臭氧氧化技術(shù)處理上述污染物是至關(guān)重要的。近十年來,臭氧氧化技術(shù)不再是單一地應(yīng)用于廢水處理,單一的臭氧氧化技術(shù)局限諸多,一是臭氧無法氧化諸如氯仿類的難降解有機物;二是單一的臭氧氧化技術(shù)無法將難降解大分子有機物完全氧化成小分子的二氧化碳和水。因此,許多國內(nèi)外學(xué)者研究了臭氧聯(lián)用工藝。除此之外,催化臭氧氧化工藝陸續(xù)應(yīng)用于硝基苯、滲濾液等處理中。

  2、臭氧氧化機理

  溶解在水中的臭氧氧化機理如下:①直接臭氧氧化機理,廢水中的污染物直接與臭氧發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)速度較緩慢,有明顯選擇性;②間接臭氧氧化機理,臭氧在水中分解成強氧化性的•OH(E=2.8V),間接地氧化水中的污染物,反應(yīng)速度非??欤覜]有選擇性,反應(yīng)較直接氧化更強烈,可引發(fā)鏈反應(yīng),增加許多有機物極性,提高可生化性。

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  3、臭氧氧化聯(lián)合工藝

  目前,常用的聯(lián)用工藝有以下9種:活性炭-臭氧氧化工藝;氣浮-生物接觸氧化-臭氧氧化工藝;臭氧氧化-BAF(BiologicalAeratedFilter)工藝;臭氧-A2O/AO工藝;臭氧氧化-MBR(Membranebiologicalreactor)工藝;絮凝沉淀-臭氧氧化工藝;混凝-生物接觸氧化-臭氧氧化工藝;三效蒸發(fā)-臭氧氧化-生化工藝;臭氧氧化-超聲波工藝。

  3.1 臭氧氧化-超聲波工藝

  超聲波與臭氧的協(xié)同作用主要表現(xiàn)在超聲波的空化與機械兩方面的效應(yīng)增加了臭氧的傳質(zhì)和分解作用,從而提高了間接臭氧氧化速率。國內(nèi)外有許多研究者研究了臭氧氧化-超聲波聯(lián)用工藝對廢水的處理。Kang與Hoffmann研究了臭氧與超聲對MTBE的聯(lián)合作用,發(fā)現(xiàn)MTEB的降解速率增加了一倍,中間產(chǎn)物的產(chǎn)率降至一般工藝的10%左右。Naffrechoux等發(fā)現(xiàn)了臭氧與超聲聯(lián)用工藝能大幅度降解廢水中的苯酚類物質(zhì)。郭等人發(fā)現(xiàn)臭氧超聲聯(lián)用工藝增強了脫色染料廢水中的臭氧過程,對染料廢水中難去除的孔雀石綠有良好的去除效率。楊等人開發(fā)了一個組合過程,過程如下:原水→三個超聲波絮凝器電泳一個浮選裝置→連續(xù)自動反沖洗砂過濾器→超聲波發(fā)生器臭氧發(fā)生器→出水,該工藝應(yīng)用于勝利油田含油污水處理,取得了良好的效果。胡文榮等人將臭氧與超聲聯(lián)用于對偶氮染料偶氮胂的脫色研究,發(fā)現(xiàn)單獨的超聲處理并不能有效地去除偶氮胂,即無脫色作用。但是臭氧與超聲聯(lián)用,脫色率可達到90%。

  3.2 臭氧氧化-BAF工藝

  王等人應(yīng)用臭氧-BAF工藝處理含油廢水,運行結(jié)果表明,在最佳運行條件下,采用臭氧化和生物曝氣沸石一系列工藝改善了出水水質(zhì),氨氮的去除率接近100%。出水的COD和氨氮達到地表水環(huán)境標準水的I級,油的含量達到IV級。由此可證明利用臭氧氧化-BAF工藝處理含油廢水在技術(shù)上是可行的。對于低溫高濃度苯酚廢水,張?zhí)m河等人采用臭氧氧化-曝氣生物濾池聯(lián)合工藝處理,實驗結(jié)果表明:臭氧氧化后的廢水經(jīng)調(diào)節(jié)pH至中性后進入BAF,經(jīng)BAF處理后的出水苯酚質(zhì)量濃度小于0.5mg/L,該工藝操作簡單,處理效果好且穩(wěn)定,出水水質(zhì)達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》。劉立國等人選擇臭氧氧化-水解酸化-AO池-混凝沉淀池-臭氧氧化-BAF組合工藝處理湖北某醫(yī)藥工業(yè)園區(qū)污水,醫(yī)藥污水以可生化性差、含鹽量高、含難降解有毒有機物為特點,此實踐工藝表明,該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行,操作較為簡單,且出水水質(zhì)能夠滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級B標準的要求。

  3.3 三效蒸發(fā)器-臭氧氧化-生化工藝

  香料生產(chǎn)廢水主要 >

  3.4 其他工藝

  國內(nèi)外學(xué)術(shù)者研究了多種臭氧氧化聯(lián)用工藝處理難降解性的有機廢水和高鹽重金屬廢水。近些年來,印染廢水處理技術(shù)中,混凝法只適用于疏水性物質(zhì)的去除,作為高級氧化技術(shù)之一的臭氧氧化在印染廢水處理中占有極其重要的地位。曾滔等人采用臭氧氧化技術(shù)對制藥廢水進行預(yù)處理,以水解酸化-厭氧消化-A/O為核心工藝處理制藥廢水,運行實踐表明,COD的去除率超過90%,出水水質(zhì)完全滿足浙江當?shù)匚?a href="http://itjobsdelhi.net/" target="_blank" class="keylink">水處理廠的進水納管標準。王娟等人表明運用混凝沉淀-臭氧氧化工藝處理印染常二級生化出水,能夠使使印染廢水達標排放,且說明這是一種較優(yōu)工藝。

  4、催化臭氧氧化工藝

  催化臭氧氧化法主要包括光催化臭氧氧化、均相催化臭氧化和非均相催化臭氧化。對光催化臭氧氧化的研究,國內(nèi)外的研究者把重心主要放在了催化材料上,創(chuàng)造了各種不同的效果極佳的催化劑。多篇文獻報道,光催化臭氧氧化對極難降解的物質(zhì)氯仿、硝基苯和芳香烴類化合物有很好地降解效率。均相催化臭氧化和非均相催化臭氧化主要是研究催化加的負載載體。

  5、結(jié)論

  臭氧氧化技術(shù)對水中污染物的降解效率高,且?guī)缀醪淮嬖诙挝廴?,其在工業(yè)廢水的處理中的發(fā)展前景廣闊。但目前已研發(fā)并成功應(yīng)用于廢水處理的臭氧發(fā)生器的電耗相對較高,所以研發(fā)高效低耗的臭氧發(fā)生器刻不容緩。此外,仍需要加強對接觸設(shè)備和氣水接觸方式機理的研究,提高臭氧的利用率。隨著研究的不斷進行,臭氧氧化技術(shù)將會取得突破性的進展。( >

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