工業(yè)廢水臭氧氧化技術
隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，企業(yè)所排放的復雜有機物的種類和數量逐漸增多，水環(huán)境狀況十分令人擔憂。習近平總書記多次強調，“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之一。
01 臭氧氧化技術背景
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-臭氧氧化技術處理上述污染物是至關重要的。近十年來，臭氧氧化技術不再是單一地應用于廢水處理，單一的臭氧氧化技術局限諸多，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，許多國內外學者研究了臭氧聯用工藝。除此之外，催化臭氧氧化工藝陸續(xù)應用于硝基苯、滲濾液等處理中。
02 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，反應速度較緩慢，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，反應速度非？欤覜]有選擇性，反應較直接氧化更強烈，可引發(fā)鏈反應，增加許多有機物極性，提高可生化性。
03 臭氧氧化聯合工藝
目前，常用的聯用工藝有以下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。
1.臭氧氧化-BAF工藝
應用臭氧-BAF工藝處理含油廢水，運行結果表明，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，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。利用臭氧氧化-BAF工藝處理含油廢水在技術上是可行的。對于低溫高濃度苯酚廢水，可采用臭氧氧化-曝氣生物濾池聯合工藝處理，實驗結果表明：臭氧氧化后的廢水經調節(jié)pH至中性后進入BAF，經BAF處理后的出水苯酚質量濃度小于0.5mg/L，該工藝操作簡單，處理效果好且穩(wěn)定，出水水質達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》。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。
2.三效蒸發(fā)器-臭氧氧化-生化工藝
香料生產廢水主要來源于工藝排水、洗釜用水、地面沖洗水等，廢水以污染物濃度高、水質波動大、污水成分復雜等為特點，其中COD濃度在10000mg/L以上，BOD5在2000~8000mg/L左右。此外，廢水中含有大量芳香烴化合物及其衍生物，其中還包括多種有毒有害物質如苯酚、甲苯、甲醛、蒽、醌等，給廢水處理站穩(wěn)定達標排放造成了很大的困難。國內有許多處理香料的生產工藝，例如預處理+芬頓+兩相厭氧+兩級A/O+深度處理工藝等，但效果都不是太理想。采用三效蒸發(fā)除鹽-臭氧氧化-活性炭吸附-生物接觸氧化-曝氣生物濾池工藝處理某企業(yè)高鹽分、高色度的香料生產廢水，經過半年左右的試運行，工程驗收監(jiān)測結果顯示出水水質能夠達到地方行業(yè)標準。
3.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。
04 其他工藝
國內外學術者研究了多種臭氧氧化聯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，印染廢水處理技術中，混凝法只適用于疏水性物質的去除，作為高級氧化技術之一的臭氧氧化在印染廢水處理中占有極其重要的地位。如采用臭氧氧化技術對制藥廢水進行預處理，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%，出水水質完全滿足浙江當地污水處理廠的進水納管標準；蜻\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。
臭氧氧化技術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，臭氧氧化技術將會取得突破性的進展。
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