隨著工業的迅猛(měng)發展,企業所(suǒ)排放的複雜有機物的種類(lèi)和數量逐漸增多,水環境狀況十分令人擔(dān)憂。習(xí)近平總書記多次強調,“綠水青山就是金山銀(yín)山”,因此,加強水環境綜合(hé)治理是當前核心任務之一。
01 臭氧氧化技(jì)術背景
目前廢水的處理普遍(biàn)采用生物方法,但是很多高穩定性(xìng)、難降解的汙染物用生物處理法難以去除,因此,運(yùn)用更有效的非生物技術-臭氧氧(yǎng)化技術處理上述汙染物是至關重要的。近十年來,臭氧氧化技術不再(zài)是單(dān)一地應用於廢水處(chù)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(lǜ)仿類的難降解有機物;二是(shì)單一(yī)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(xǔ)多國內外(wài)學者研究了臭氧(yǎng)聯用(yòng)工藝。除此之外,催化臭氧氧化工藝(yì)陸續應用於硝基苯、滲濾液等處理中。
02 臭氧氧化機理
溶解在水中的臭(chòu)氧氧化機理如下:①直接臭氧氧化機理,廢水中的汙染物直(zhí)接與臭氧發生反應,反應速度(dù)較緩慢,有明顯選擇性;②間接臭氧(yǎng)氧化機理(lǐ),臭氧在(zài)水中分解成強氧化性的•OH(E=2.8V),間接地氧化水中的汙染物,反應速度非常快,且沒有選(xuǎn)擇性,反應(yīng)較直接氧化更強烈,可引發(fā)鏈反應,增加許多有機物極(jí)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(chòu)氧氧化-MBR(Membranebiologicalreactor)工藝;絮凝沉(chén)澱-臭氧氧化工藝;混凝-生物接(jiē)觸氧化-臭(chòu)氧氧化(huà)工藝;三效蒸發-臭氧氧化-生化工藝;臭氧氧化-超聲波(bō)工藝。
1.臭氧(yǎng)氧化-BAF工藝
應用臭氧-BAF工藝處理含油廢水,運行結果表明(míng),在*佳(jiā)運行條件下,采用臭氧化和生物(wù)曝氣沸(fèi)石一係列工藝改善了出水水質,氨(ān)氮的去除率(lǜ)接近100%。出水的(de)COD和氨氮達到地表水環境標準水的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。對於低溫高(gāo)濃度(dù)苯酚廢水,可采用臭氧氧化-曝氣生物濾池聯合工藝處(chù)理,實驗結果表(biǎo)明:臭(chòu)氧氧化後的廢水經調(diào)節(jiē)pH至中性後進入BAF,經BAF處理後的出水苯酚(fēn)質量濃(nóng)度小於0.5mg/L,該工藝操作簡單,處理效果好且穩定,出水水(shuǐ)質達到GB8978-1996《汙(wū)水綜合排(pái)放標(biāo)準》。選擇臭氧氧化-水(shuǐ)解酸化-AO池(chí)-混(hún)凝沉澱池-臭氧氧化-BAF組合工藝處理湖(hú)北某醫藥工業園區(qū)汙水,醫藥汙水(shuǐ)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(míng),該係統能夠穩定(dìng)運行(háng),操作較為簡單,且出水水質(zhì)能夠滿(mǎn)足《城鎮汙(wū)水處理廠汙染物排放標準》(GB18918-2002)的一級B標準的要求。
2.三效蒸發器-臭氧氧化-生化工(gōng)藝
香料生產廢水主要來源於工藝(yì)排(pái)水、洗釜用水、地麵衝洗水等(děng),廢水以汙染物濃度高、水質波動(dòng)大、汙水成分複雜等為特點,其中COD濃度在10000mg/L以上,BOD5在2000~8000mg/L左右。此外(wài),廢水中含有大量芳(fāng)香烴化合物及其衍生物,其中還包括多種有毒(dú)有害物質如苯酚、甲苯、甲醛、蒽、醌等,給廢水處(chù)理站穩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(tài)理想。采用三效蒸發(fā)除鹽-臭氧氧化-活性炭吸(xī)附-生物接(jiē)觸氧化-曝氣生物濾(lǜ)池工藝處理某企業高鹽(yán)分、高色(sè)度的香料生產廢水,經過半年左右的試運行,工程驗收監測(cè)結果顯示出水(shuǐ)水(shuǐ)質能夠達到地方行業標準。
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(xiàng)催化臭氧化。對光催化(huà)臭氧氧化的研究,國內外的研究(jiū)者把重心主(zhǔ)要放在了催(cuī)化材料(liào)上,創造了各種不同的效(xiào)果極佳的(de)催化劑。多(duō)篇文獻報道,光催化臭氧氧化對極難降解的物(wù)質氯仿、硝基苯和芳香烴類(lèi)化合物有很好地降解效率。均相催(cuī)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(tǐ)。
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(jìn)些年來,印染廢水處理技術中,混凝法隻適用於疏水(shuǐ)性物(wù)質的去除,作為高級氧化技術之一的臭氧(yǎng)氧化在印染廢水處理中占有(yǒu)極(jí)其(qí)重要(yào)的地位。如采用臭氧氧化技(jì)術對製藥廢水進行預處理,以水解酸化-厭氧消化-A/O為核心工藝處理製藥廢(fèi)水,運(yùn)行實踐表明,COD的去除率(lǜ)超過90%,出水水質完全滿(mǎn)足(zú)浙江當地汙水處理廠的進水納(nà)管標準。或運用混凝沉澱-臭氧氧化(huà)工藝處理印染常二級生化出水,能夠使使印染廢水達標(biāo)排放。
臭氧氧(yǎng)化技術對水中汙染物的降解效率高,且幾乎(hū)不存在二次汙染,其在工業廢水的處理中的發展前景廣闊。但目前已研發並成(chéng)功應用(yòng)於廢(fèi)水處(chù)理的臭氧發生器的電耗相對較高,所以研發(fā)高效低耗(hào)的(de)臭氧(yǎng)發生器刻不容緩。此外,仍需要加強對接觸設備和(hé)氣(qì)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。