臭氧在污水处理中的应用

  臭氧技术如今已被大范围的应用于市政污水处理领域,臭氧处理法具有占地面积小、净化程度高、无二次污染等优点，是未来的重点发展技术。我国部分城市包括北京等地已经采用臭氧污水处理法，但整体仍处于起步阶段，各种相关的技术、配套工艺、设备乃至标准还不完善，需进一步规范。

  那么，臭氧技术具有什么特性，不同工艺具有哪些特点，可以应用于污水处理的哪些方面？

  北控水务集团、北华中清环境工程技术有限公司邢林林博士介绍说，臭氧分子的电子结构使得臭氧具备极高的应活性，具有强氧化性。

  而水中臭氧反应包括直接反应和间接反应，通常随着PH值的升高间接反应比例提高。

  当臭氧技术用于污水处理时，其强氧化性可以破坏有机或无机物的分子结构进而达到改变其性质的目的，因此带来如下功效：较强的杀菌消毒作用，除臭去味、脱色、去除铁除锰、氧化分解有机物等。

  其特点是体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基氧化，当PH小于11时，羟基自由基反应占比小，主要为分子臭氧反应，具有选择性氧化的特点。

  其适用情况为主要污染物与分子氧化反应速率常数高的废水，如含酚废水、高PH污水等。

  其特点是体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基氧化，能在中性条件下产生较多的羟基自由基，可无选择的氧化水中大多数有机污染物。

  其适用于含有易臭氧氧化和不易臭氧氧化的有机污染物，含有较低浓度羟基自由基氧化捕获剂（碳酸根等）的污水。

  其特点是体系中含有臭氧氧化和羟基自由基氧化；能在中性和碱性条件下产生较多的羟基自由基，可无选择的氧化水中大多数有机污染物。

  其适用于含有易臭氧氧化和不易臭氧氧化的有机污染物，含有较低浓度羟基自由基氧化捕获剂（碳酸根等），含有较少可被H2O2选择性氧化的有机物的污水；低污染、高PH污水。

  其特点是体系中含有臭氧氧化和羟基自由基氧化、紫外线光解；能在中性和碱性条件下产生较多的羟基自由基，可无选择的氧化水中大多数有机污染物。

  其适用情况包括具有合适的紫外线透过率、含可被紫外激发的污染物，含有较低浓度自由基氧化捕获剂（碳酸根等），含有较少的可被H2O2选择性氧化的有机物的污水；低污染、高PH污水。

  臭氧光催化为光催化剂表面产生的光生电子促进臭氧分解产生羟基自由基；光催化剂表面产生的空穴与水或OH-反应产生羟基自由基；光催化剂表面产生的空穴直接氧化有机污染物。

  超声强化臭氧氧化为采用超声提高臭氧的溶解速度；超声促进臭氧分解产生羟基自由基；超声能将O2转化成H2O2，进而引发臭氧分解产生羟基自由基。

  影响臭氧处理效果的因素包括：污染物成分和浓度、无机物成分和浓度、PH值、温度、臭氧投加量、HRT、传质等。

  臭氧能够适用于污水处理的各环节，这中间还包括预处理、污水深度处理和回用、零排放处理、污泥处理等，还可用于消毒、脱色、除臭和除铁锰。

  根据不完全统计，截止2017年7月，北控水务集团建成项目中应用臭氧技术的有18个；项目遍布北京、河北、山东、云南、江苏、浙江、辽宁、陕西、甘肃和内蒙古等10个省市自治区。臭氧项目类型多为市政污水及工业园区污水深度处理及再生回用。

  合作单位包括南京市政院、北京市政院、中国市政工程华北院、西北院、中南院、广东省环境保护工程研究设计院、江苏省环科院等13家。臭氧设备供应商包括青岛国林、福建新大陆、江苏康尔等6家。

  盘锦辽宁湾石化产业园区污水处理项目：规模3万吨/天，主要处理石化产业园区、石化废水等。这一项目在深度处理工艺中选择臭氧催化氧化工艺，臭氧催化氧化单元进水COD约为100mg/L，出水COD小于50mg/L，达到“一级A”标准。

  土右旗新兴工业区（北区）污水处理项目:煤化工园区主要污水为煤制甲醇和煤制乙二醇企业排放废水，其污水处理厂深度处理单元采用臭氧催化氧化工艺。处理规模为1万m3/d，设计进出水水质如下表，运行结果达到设计要求。

  河间再生水利用工程：日最大供水量为1.2万立方米，主要为市政污水回用、脱色、除有机物。来水为河间污水处理厂一级A出水，出水大多数都用在为瀛洲公园及城市景观水系补水。出水标准为《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）中观赏性景观环境用水湖泊类标准。

  碎煤加压气化废污水处理中试项目：处理规模为2立方米/小时，深度处理单元采用臭氧催化氧化工艺。

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