隨著工業的迅猛發展,企業所排放的複雜有機物的種類和數量逐漸增多,水環境狀況十分令人擔憂。習近平總書記多(duō)次強(qiáng)調,“綠水青山就是金山銀山(shān)”,因此,加強水環(huán)境綜(zōng)合治理是當前核心任務之一。
01 臭氧(yǎng)氧化技術背景
目前廢水的處理普遍采用生(shēng)物方法,但是很多高穩定性、難(nán)降解的汙染物用生物處理法難以去除,因此,運用更(gèng)有效的非生物技術-臭氧氧化技術處理上述汙染物是至關重要的。近十(shí)年來,臭氧(yǎng)氧化技術不再是單一地應用於廢水處理,單一(yī)的臭氧氧化技術(shù)局限諸(zhū)多,一是臭氧(yǎng)無(wú)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(jiàng)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)多國內外學者研(yán)究了臭氧聯用工(gōng)藝。除此之外,催化臭氧氧化工(gōng)藝陸續應用於硝基苯、滲濾液等處(chù)理中。
02 臭氧氧化機理
溶解在水中(zhōng)的臭氧(yǎng)氧化機理如下(xià):①直接臭(chòu)氧(yǎng)氧化機理,廢水中的汙染物直接與臭氧發生反應(yīng),反應速度較緩慢,有明顯選擇性;②間接臭氧氧化機(jī)理,臭氧在水中分解成強氧化性(xìng)的(de)•OH(E=2.8V),間接地氧化水中的汙染物(wù),反應速度非常快,且沒有選擇性,反應較直接氧化(huà)更強烈(liè),可引發鏈(liàn)反應,增加許多有機物極性,提高可生化性。
03 臭氧氧(yǎng)化聯合工藝
目前,常用的(de)聯(lián)用工藝有以下(xià)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(yǎng)氧化-BAF(BiologicalAeratedFilter)工藝;臭氧-A2O/AO工藝;臭(chòu)氧氧化-MBR(Membranebiologicalreactor)工藝;絮(xù)凝沉澱-臭氧氧化工藝;混凝-生(shēng)物接(jiē)觸氧化-臭氧氧化工藝(yì);三效(xiào)蒸發-臭氧氧化-生化工藝(yì);臭氧氧化-超聲波工藝。
1.臭氧氧化-BAF工藝
應(yīng)用臭氧-BAF工藝處理含油(yóu)廢水,運行結果表明,在*佳運行條件(jiàn)下,采用臭氧化和生物曝氣沸(fèi)石(shí)一係列工藝改善了(le)出水水(shuǐ)質(zhì),氨氮的去除率接近(jìn)100%。出水的COD和(hé)氨氮達到地表水環境標準(zhǔn)水的(de)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。對於低溫高濃度苯酚廢水,可(kě)采用臭氧氧化-曝氣生(shēng)物濾池聯合工藝處理,實驗結果表明:臭氧氧化後的廢水經調節pH至中性後進入BAF,經BAF處理(lǐ)後的出水苯酚質量濃度小於0.5mg/L,該工藝操(cāo)作簡單,處理效果好且(qiě)穩定,出水水質達到GB8978-1996《汙水綜合排(pái)放標(biāo)準》。選擇臭氧氧(yǎng)化-水解(jiě)酸化-AO池-混凝沉澱池(chí)-臭氧(yǎng)氧化-BAF組合工藝處理湖北某(mǒu)醫藥工業園區汙水,醫藥汙水以可生化性差、含鹽量高、含難降解有毒有機物為特點,此實踐工藝表明,該係統能夠穩定運行,操作較為簡單,且出(chū)水(shuǐ)水質能夠(gòu)滿足《城鎮汙水處理廠汙染(rǎn)物(wù)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-生化工藝
香料生產廢水主要來(lái)源於(yú)工藝排水、洗釜(fǔ)用水、地麵(miàn)衝洗水等,廢水以汙染(rǎn)物濃度高(gāo)、水質(zhì)波動大、汙水成分複雜(zá)等為(wéi)特點,其中COD濃度在10000mg/L以上,BOD5在2000~8000mg/L左右。此(cǐ)外,廢水中含有(yǒu)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(xiào)果都不是太理想。采用三效蒸發除鹽-臭(chòu)氧氧化-活(huó)性炭吸附(fù)-生物接(jiē)觸氧化-曝氣生物(wù)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,工程驗收監測(cè)結果顯示出水水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(guāng)催化臭氧氧化、均相催化臭氧化和非均相(xiàng)催化臭氧化。對光催化臭(chòu)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,創造了各種不同的效果極(jí)佳的催化劑。多篇文獻報道(dào),光催化(huà)臭氧氧化對(duì)極難(nán)降解的物質氯仿(fǎng)、硝基苯和芳香烴類化合物有很好地降解效率(lǜ)。均相催化臭(chòu)氧化和非均相催化臭氧化主要是研究催化加(jiā)的負載載體。
04 其他工藝
國內外學(xué)術者研究了多種臭氧氧化聯(lián)用工藝處理(lǐ)難降解性的有機廢水和高鹽重金屬廢水。近些年(nián)來,印(yìn)染廢水處理技術中,混凝法隻適用於疏水性物質的去除,作為高級氧化技術(shù)之一的臭氧氧化在(zài)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製藥廢水(shuǐ)進行預處理,以水解酸化-厭(yàn)氧消化-A/O為核心工藝處理製藥廢水,運行實(shí)踐表明(míng),COD的去除率超過90%,出水水質完全滿足浙江當地汙水(shuǐ)處理廠(chǎng)的進水納(nà)管標準。或運用混凝沉澱(diàn)-臭氧氧(yǎng)化工藝處理印染常二級生化出(chū)水,能夠使使印染廢水達標排放。
臭氧氧化技術對(duì)水中汙染(rǎn)物的降解效率高,且幾乎不存在二次汙染,其(qí)在工(gōng)業廢(fèi)水的處(chù)理中(zhōng)的發(fā)展前景廣闊。但目前已研發並成功應用於廢水處理的臭氧發生器(qì)的(de)電耗相對較高,所以研發高效低耗的臭氧(yǎng)發生器(qì)刻不容緩。此外,仍需要加(jiā)強對接觸設備和氣水接觸方式機理的研究,提高(gāo)臭氧的利用率。隨著研究(jiū)的不斷進(jìn)行,臭氧氧(yǎng)化技術將(jiāng)會取得(dé)突破性的進(jìn)展。