(圖文)廢水臭氧氧化處理法
發(fā)布時(shí)間:2021-10-18 09:01:51人氣：次
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廢水臭氧氧化處理法
用臭氧作氧化劑對(duì)廢水進(jìn)行凈化和消毒處理的方法。臭氧具有很強(qiáng)的氧化能力，因此在環(huán)境保護(hù)和化工等方面被廣泛應(yīng)用。
用臭氧氧化處理廢水所使用的是含低濃度臭氧的空氣或氧氣。主要的工藝設(shè)施由臭氧發(fā)生器和氣水接觸設(shè)備組成。臭氧氧化法主要用于水的消毒、去除水中酚、氰等污染物質(zhì)，水的脫色、除去水中鐵、錳等金屬離子，除異味和臭味
工藝設(shè)施
用臭氧氧化法處理廢水所使用的是含低濃度臭氧的空氣或氧氣。臭氧是一種不穩(wěn)定、易分解的強(qiáng)氧化劑，因此要現(xiàn)場(chǎng)制造。臭氧氧化法水處理的工藝設(shè)施主要由臭氧發(fā)生器和氣水接觸設(shè)備組成。大規(guī)模生產(chǎn)臭氧的唯一方法是無聲放電法。制造臭氧的原料氣是空氣或氧氣。原料氣必須經(jīng)過除油、除濕、除塵等凈化處理，否則會(huì)影響臭氧產(chǎn)率和設(shè)備的正常使用。用空氣制成臭氧的濃度一般為10～20毫克/升；用氧氣制成臭氧的濃度為20～40毫克/升。這種含有1～4%(重量比)臭氧的空氣或氧氣就是水處理時(shí)所使用的臭氧化氣。
臭氧發(fā)生器所產(chǎn)生的臭氧，通過氣水接觸設(shè)備擴(kuò)散于待處理水中，通常是采用微孔擴(kuò)散器、鼓泡塔或噴射器、渦輪混合器等。臭氧的利用率要力求達(dá)到90%以上，剩余臭氧隨尾氣外排，為避免污染空氣，
用途
臭氧氧化法主要用于：
①水的消毒：臭氧是一種廣譜速效殺菌劑，對(duì)各種致病菌及抵抗力較強(qiáng)的芽孢、病毒等都有比氯更好的殺滅效果。水經(jīng)過臭氧消毒后，水的濁度、色度等物理、化學(xué)性狀都有明顯改善。化學(xué)需氧量(COD)一般能減少50～70%。用臭氧氧化處理法還可以去除苯并(a)芘等致癌物質(zhì)。
②去除水中酚、氰等污染物質(zhì)：用臭氧法處理含酚、氰廢水實(shí)際需要的臭氧量和反應(yīng)速度，與水中所含硫化物等污染物的量和水的pH值有關(guān)，因此應(yīng)進(jìn)行必要的預(yù)處理。把水中的酚氧化成為二氧化碳和水，臭氧需要量在理論上是酚含量的7.14倍。用臭氧氧化氰化物，第一步把氰化物氧化成微毒的氰酸鹽，臭氧需要量在理論上是氰含量的1.84倍；第二步把氰酸鹽氧化為二氧化碳和氮，臭氧需要量在理論上是氰含量的4.61倍。臭氧氧化法通常是與活性污泥法聯(lián)合使用，先用活性污泥法去除大部分酚、氰等污染物，然后用臭氧氧化法處理。此外，臭氧還可分解廢水中的烷基苯磺酸鈉(ABS)、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)胺、木質(zhì)素、腐殖質(zhì)、雜環(huán)狀化合物及鏈?zhǔn)讲伙柡突衔锏任廴疚铩?span style="display:none">ZpM臭氧發(fā)生器_臭氧消毒機(jī)_臭氧水機(jī)_制氧機(jī)_廣州佳環(huán)電器【官網(wǎng)】
③水的脫色：印染、染料廢水可用臭氧氧化法脫色。這類廢水中往往含有重氮、偶氮或帶苯環(huán)的環(huán)狀化合物等發(fā)色基團(tuán)，臭氧氧化能使染料發(fā)色基團(tuán)的雙價(jià)鍵斷裂，同時(shí)破壞構(gòu)成發(fā)色基團(tuán)的苯、萘、蒽等環(huán)狀化合物，從而使廢水脫色。臭氧對(duì)親水性染料脫色速度快、效果好，但對(duì)疏水性染料脫色速度慢、效果較差。含親水性染料的廢水，一般用臭氧20～50毫克/升，處理10～30分鐘，可達(dá)到95%以上的脫色效果。
④除去水中鐵、錳等金屬離子：鐵、錳等金屬離子，通過臭氧氧化，可成為金屬氧化物而從水中離析出來。理論上臭氧耗量是鐵離子含量的0.43倍，是錳離子含量的0.87倍。
⑤除異味和臭味：地面水和工業(yè)循環(huán)用水中異味和臭味，是放線菌、霉菌和水藻的分解產(chǎn)物及醇、酚、苯等污染物產(chǎn)生的。臭氧可氧化分解這些污染物，消除使人厭惡的異味和臭味。同時(shí)，臭氧可用于污水處理廠和污泥、垃圾處理廠的除臭
聯(lián)合應(yīng)用
與其他技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用
自從臭氧在水處理中應(yīng)用以來，由于臭氧處理技術(shù)的設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用較高，盡管進(jìn)行了廣泛的研究，但除了用于飲用水消毒外，其他的實(shí)際應(yīng)用很少。近年來，由于在水處理實(shí)踐中遇到了諸如氯消毒副產(chǎn)物、難生物降解或有毒有害有機(jī)廢水的治理等缺乏有效的方法等困難，又隨著臭氧發(fā)生設(shè)備性能的提高，臭氧技術(shù)才重新得到了重視，并且改進(jìn)和發(fā)展了臭氧水處理技術(shù)。
臭氧/活性炭技術(shù)
活性炭在反應(yīng)中，可能如同堿性溶液中·OH的作用一樣，能引發(fā)臭氧基型鏈反應(yīng)，加速臭氧分解生成·OH等自由基。作為催化劑，活性炭與臭氧共同作用降解微量有機(jī)污染物的反應(yīng)與其他涉及臭氧生成·OH的反應(yīng)（如提高pH值、投加H2O2，UV輻射）一樣，屬于高級(jí)氧化技術(shù)。此外，活性炭具有巨大表面積及方便使用的特點(diǎn)，是一種很有實(shí)際應(yīng)用潛力的催化劑。 [3] 臭氧生物活性炭對(duì)有機(jī)物的去除包括臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解等3個(gè)過程。
光催化臭氧氧化
光催化臭氧氧化（O3/UV）是光催化的一種。即在投加臭氧的同時(shí)，伴以光（一般為紫外光）照射。這一方法不是利用臭氧直接與有機(jī)物反應(yīng)，而是利用臭氧在紫外光的照射下分解產(chǎn)生的活潑的次生氧化劑來氧化有機(jī)物。臭氧能氧化水中許多有機(jī)物，但臭氧與有機(jī)物的反應(yīng)是選擇性的，而且不能將有機(jī)物徹底分解為CO2和H2O，臭氧化產(chǎn)物常常為羧酸類有機(jī)物。要提高臭氧的氧化速率和效率，必須采用其他措施促進(jìn)臭氧的分解而產(chǎn)生活潑的·OH自由基。自從20世紀(jì)70年代初，人們發(fā)現(xiàn)O3/UV能有效處理氰化物廢水以來，對(duì)O3/UV氧化方式進(jìn)行了許多研究。研究證明，O3/UV比單獨(dú)臭氧處理更有效，而且能氧化單純用臭氧難以降解的有機(jī)物 [4] 。只有在酸性時(shí)，臭氧才是主要的氧化劑，中性及堿性時(shí)氧化是按自由基反應(yīng)模式進(jìn)行的；在O3/UV，O3情形下，酚及TOC的去除率隨pH值升高而升高，在一定的pH值時(shí)，3種方法的處理效果為O3/UV>O3>UV。
臭氧/絮凝處理工藝
在臭氧氧化處理水中，很多研究者發(fā)現(xiàn)，臭氧能改變水中懸浮物的性質(zhì)，從而改變絮凝操作單元的去除效果。實(shí)際效果主要表現(xiàn)在可以使水中懸浮顆粒變大；使處于溶解狀態(tài)的有機(jī)物變成可絮凝的膠體顆粒；提高隨后絮凝和過濾單元操作TOC和濁度的去除能力；可以減少絮凝劑的投加量，降低化學(xué)藥品的耗用量以及改善絮體的沉降性能與減少污泥的產(chǎn)生量等方面。
臭氧/膜處理工藝
近年來，膜在水處理中的應(yīng)用已越來越廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)了一些問題。其中最為關(guān)鍵的是膜的污染問題，水中腐殖酸與多價(jià)金屬陽離子的作用及膠粒在膜上的吸附被認(rèn)為是膜污染的根本原因。而臭氧對(duì)腐殖酸的反應(yīng)活性較高，能將其降解為低分子量的羧酸和一些有醇類物質(zhì)。Lozier等利用臭氧與反滲透膜相結(jié)合的工藝處理腐殖酸水體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預(yù)臭氧化后再經(jīng)膜處理時(shí)，膜的回洗周期極大地延長(zhǎng)，而且壓力降也大大降低，這樣就節(jié)省了很多能耗。Dunn等在利用此工藝處理河水時(shí)也發(fā)現(xiàn)，預(yù)臭氧化不但能使膜的壓力降降低，而且出水的濁度也有所改善。
金屬催化臭氧氧化技術(shù)
金屬催化臭氧氧化是以固體狀的金屬（金屬鹽及其氧化物）為催化劑，從而加強(qiáng)臭氧氧化反應(yīng)。金屬催化臭氧氧化是近幾年才發(fā)展起來的新型技術(shù)，從臭氧技術(shù)的發(fā)展來看，從一開始的堿催化劑到光催化、金屬催化臭氧化，目的就是促進(jìn)O3分解，以產(chǎn)生自由基等活性中間體來強(qiáng)化臭氧化。盡管這種方法還有很多問題有待解決，但這是臭氧氧化的一種較新穎的方法
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