臭氧法在污水處理中的應(yīng)用課件

臭氧法水處理工藝及其應(yīng)用臭氧(O3)技術(shù)于1905年應(yīng)用于水處理，隨著相關(guān)技術(shù)的進步，臭氧化法成本的降低，被普遍認為是很有發(fā)展前景的水處理方法[1,2]。臭氧具有極強的氧化性，其氧化作用機理目前尚無肯定的研究結(jié)論，通常認為主要來自臭氧離解的·OH自由基，它是發(fā)生在水中的已知氧化劑中最活潑的氧化劑，它很容易通過基型反應(yīng)將各種類型的有機物氧化。臭氧化法的主要工藝水處理工藝類型很多，主要有以下幾種類型：①O3+生物活性炭法②O3+混凝法③O3+活性炭吸附法④O3+活性污泥法⑤O3+膜處理法⑥O3+超聲波法。生物活性炭法主要過程是先往水中投加臭氧，其強氧化性使復(fù)雜有機物分子斷鏈成小分子，從而易于生物降解，同時提高了水中溶解氧濃度。然后再進人生物活性炭裝置，易降解有機物被活性炭富集，經(jīng)好氧微生物氧化分解為CO2和H2O等。該工藝的特點是臭氧預(yù)處理提高了廢水的可生化性，有機物的富集和富氧提高了生化反應(yīng)速度；活性炭上的有機物生物降解又可恢復(fù)活性炭吸附性能。O3+混凝法基于O3對親水性物質(zhì)強烈的破壞力，當親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成疏水性時，混凝沉淀效果將大大改善。O3+活性炭吸附法是指：由于活性炭微孔孔隙小，限制了對大分子物質(zhì)的吸附，O3可破壞物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，形成小分子，增大活性炭吸附容量?；钚晕勰喾∣3+活性污泥法的作用如同生物活性炭法，目的在于提高廢水的可生化性。在O3+膜處理法中，O3常用在超濾(UF)的后處理上O3+超聲波處理法中，超聲功率的增大可增加反應(yīng)速度，O3通人量增大可加深生物反應(yīng)程度，提高復(fù)雜有機物去除率。O3+活性炭吸附法是指：由于活性炭微孔孔隙小，限制了對大分子物質(zhì)的吸附，O3可破壞物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，形成小分子，增大活性炭吸附容量。臭氧化法在水處理中的應(yīng)用

常見的臭氧化法在水處理中的應(yīng)用有：微污染源水深度處理，印染染料廢水、含酚廢水、農(nóng)藥生產(chǎn)廢水、造紙廢水、表面活性劑廢水、石油化工廢水等的處理。微污染源水深度處理中的應(yīng)用經(jīng)凈水廠處理的微污染源水，水中有機物經(jīng)氯化后會形成氯仿(CHCl3)等含氧有機物，常規(guī)水處理工藝）的過羥基[3，4]）或重碳酸根()，臭氧分子可離解成過。印染染料廢水處理中的應(yīng)用印染染料廢水處理中的應(yīng)用印染染料廢水含有高濃度的人工合成有機高分子染料，采用一般的物理化學或生物方法很難滿足處理要求，而采用臭氧化法可取得良好的處理效果。含酚廢水處理中的應(yīng)用煉焦制氣工廠、煤氣發(fā)生站、石油化工工廠等均排放含酚廢水。由于廢水中雜質(zhì)很多，采用萃取結(jié)晶酚鈉鹽的方法通常是很不經(jīng)濟，而生物方法僅適用于低濃度的含酚廢水。農(nóng)藥生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用臭氧可以有效去除廢水中多種有機農(nóng)藥，如有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥、有機氮農(nóng)藥、苯氯酸衍生物等。造紙廢水處理中的應(yīng)用常規(guī)方法難以去除造紙廢水中的有機氮化物、木質(zhì)素和色素等。斯洛克斯和科特拉斯紙漿聯(lián)合企業(yè)的亞硫酸鹽強堿液以及木質(zhì)磺酸水溶液的臭氧化試驗表明，臭氧則可以氧化這些廢水中所含的70％一75％有機物質(zhì)，木質(zhì)素氧化為易被生物降解的衍生物含表面活性劑廢水處理中的應(yīng)用表面活性劑很難生物降解，當用臭氧化法處理氮化烷基苯磺酸鈉及烷基苯磺酸鈉溶液時，這些化合物可被分解破壞達50％。廢水采用鋁酸鈣進行初步處理，再進行臭氧化，效果更好，這時臭氧化可去除90％氯化烷基苯磺酸鈉，68％的烷基苯磺酸鈉，并轉(zhuǎn)換成易被生物降解的衍生物石油化工廢水處理中的應(yīng)用臭氧處理石油化工廢水效果良好，含有l(wèi)mg／L阿爾蘭汽油、飛機用汽油B100／BO和機器油MC-20及MK-8的廢水，經(jīng)臭氧化處理后可將含油量降至痕跡含量并將其分子結(jié)構(gòu)全部破壞，這時的臭氧耗量為9-15mg／L。含有汽油、煤油及燃料油TC-110rng／L的廢水經(jīng)臭氧化法除臭后，可使其含量降低至1／100，得到完全澄清的溶液。莫斯科雅拉斯夫煉油廠經(jīng)生化后的石油廢水再用臭氧化法處理，當臭氧耗氧量達到2.5—3mg／L時，含油量則從4-5mg／L降至0.2-0.4mg／L，飽和烴、非飽和烴及芳香烴則被破壞20—30％。臭氧化法的應(yīng)用除上述范圍外，還可用于處理氨基葸醌廢水、電鍍廢水、含氮廢水、食品加3總結(jié)工廢水、制革廢水等多種工業(yè)廢水。家庭水處理設(shè)備套裝臭氧法水處理工藝的前景為了解決臭氧發(fā)生器能耗高、臭氧產(chǎn)率低的問題,目前有幾個方面突破,一是國內(nèi)開發(fā)了臭氧高效率制取技術(shù),提出用“陡變電場”制取臭氧,其特點是場強Emax>70kV/cm,休止時間

在0.01～10ms之間,制取臭氧的產(chǎn)率高,能耗低,改變了傳統(tǒng)的

電暈制取臭氧的方法.二是美國stero-lizer公司開發(fā)的利用特殊電極,電解產(chǎn)生臭氧和有關(guān)自由基,并且電解質(zhì)溶液可反復(fù)使

用.三是日本的壓電鋁陶瓷技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)臭氧發(fā)生器.臭氧化技術(shù)的自身發(fā)展主要是非光催化臭氧技術(shù)的開發(fā)研究,目前分為均相和非

均相催化法兩種,研究結(jié)果表明均相催化法處理芳香族化合物:r,Y.d2J0U'{7f2O

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效果很好,但催化劑無法重復(fù)使用.非均相催化(亦稱金屬催化)

多以過鍍金屬的氧化物(如CuO,NiO等)作催化劑.催化劑用于5k(K1[&h(_

臭氧化法的目的是促進O3的分解,以產(chǎn)生OH°等活性中間體來"?0W&o+g:D.~,p

強化臭氧化,因此人們把能產(chǎn)生強氧化羥基自由基OH°的O3/

H2O2,O3/UV及催化臭氧化法統(tǒng)稱為高級氧化工藝.現(xiàn)已證明以

TiO2作催化劑的臭氧催化法對處理水中的富里酸、白朊和纖維

二糖等物質(zhì)優(yōu)于臭氧法和O3/H2O2法.從反應(yīng)器設(shè)計和應(yīng)用前

景分析,非均相催化臭氧化法優(yōu)于O3/UV法.目前需要解決的

問題是揭示催化機理、制備高效催化劑和催化反應(yīng)器的最優(yōu)設(shè)

計.結(jié)語臭氧化法水處理日見普及,并已用于空氣及物體表面消毒,它有著其它方法不可