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臭氧(催化)氧化技术在污水处理厂提标改造中的应用

2018-10-03 02:10编辑:admin人气:


  【环保资讯网 技术前沿】随着各地方政府污染物排放标准的发布,污水处理厂均面临着提标改造的问题。即使是市政污水处理厂,有时来水也会混入一定比例的工业废水,使得原水组分比较复杂,难降解有机物含量较高,这对污水处理厂提标改造中CODCr 达标造成很大的困难。
 

  本文通过阐述臭氧氧化技术及臭氧催化氧化技术在水处理深度处理中的应用现状,介绍了知合环境研发的新型ZENITY-OCOT臭氧催化氧化技术,并与常规Fenton试剂氧化技术进行了对比,显示了新型ZENITY-OCOT臭氧催化氧化技术在污水处理厂提标改造中良好的应用前景。
 

  随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,我国城市污水处理面临严峻挑战。早期建设的污水处理厂和污水处理设施由于设计处理能力不足、处理工艺落后,已经无法满足现有需求,严重影响了城镇化进程。针对这种情况,政府相继发布了《水十条》和《城市黑臭水体整治工作指南》,对全国水环境质量的改善及城市黑臭水体的整治提出了时间节点。各地方政府也相继出台了污水处理厂污染物排放标准[1]。
 

  新排放标准的发布使得现有的污水处理厂面临着提标改造的问题[2]。目前市政污水处理厂的来水中也时常会混入一部分工业废水[3],使得原水组分比较复杂,难降解有机物含量较高,可生化性较差,这对污水处理厂CODCr达标造成很大的困难。尤其是水体中难降解的有毒有害有机物含量的增加,增大了对污水处理厂深度处理技术选择的难度,也对污水处理厂的提标改造工作影响很大。据此,需要采用比常规生化处理工艺更有效的处理技术。近年来,高级氧化技术在污水处理厂的深度处理中的应用越来越多,常用到的技术包括Fenton试剂氧化技术、电催化氧化以及臭氧氧化技术等 [4]。其中,Fenton试剂氧化技术是在酸性条件下利用Fe2+催化H2O2产生氧化性强、无反应选择性的羟基自由基(·OH,氧化还原电位为2.80V),它能将难降解有机物氧化成二氧化碳、水,或者将有毒有害物质氧化成无害的物质;但该技术的缺点是引入杂盐,反应条件苛刻,运营费用较高。电催化氧化技术在工程化的应用过程中,尚存在氧化降级效率较低、运行成本偏高的问题。在这些高级氧化技术中,值得一提的是臭氧氧化技术或臭氧催化氧化技术。臭氧氧化技术也是利用羟基自由基(·OH)去除废水中难降解有机物。臭氧在被发现之后的一百多年里主要用于水体消毒,直到1998年,日本首个臭氧深度处理污水厂示范工程开始运行[5]。由于其清洁无污染、氧化效率高、操作简单等优点,已经成为去除废水中高稳定性、难降解有机物的关键技术之一,在污水处理厂提标改造废水深度处理过程中获得了越来越多的青睐[6-7]。
 

  本文通过对现有臭氧氧化技术在废水处理中的研究进展进行综述,并分析对比了臭氧催化氧化技术和Fenton试剂氧化技术,为市政污水处理厂提标改造深度处理工艺选型提供帮助。
 

  1 臭氧氧化技术研究进展
 

  1.1 臭氧氧化技术
 

  臭氧作为一种强氧化剂,氧化电位为2.07V,仅次于氟和·OH,且反应后分解为氧气不产生二次污染[7]。因此臭氧氧化处理工业废水在污水处理领域引起了众多研究者的追捧。国内学者利用臭氧对啤酒、印染、柠檬酸等行业废水进行深度处理,发现臭氧对色度去除率高达90%以上,而对CODCr去除率较低,在10%——20%[8-10]。这是因为臭氧直接与有机物的反应选择性较强,在低浓度和短时间内,也不可能完全矿化污染物,且产生的中间产物会影响臭氧的进一步氧化,因此,为了提高臭氧利用效率,需要进行大量的改善或深入研究[11,12]。
 

  1.2 臭氧催化氧化技术
 

  臭氧催化剂氧化是目前研究最多的一种臭氧催化氧化技术,按照反应相态可以分为均相臭氧催化氧化和非均相臭氧催化氧化。非均相臭氧氧化技术是利用非均相催化剂,由于其易于回收且无二次污染等优点,是臭氧催化氧化技术的热门研究方向。由于臭氧催化氧化过程比较复杂,因此,如何针对性的选择合适的催化剂是臭氧催化氧化技术亟待解决的问题[13-15]。其催化臭氧氧化的主要作用有两种:一是利用催化剂的吸附作用先吸附有机物至催化剂表面区域,增加臭氧与有机物接触几率;二是催化活化臭氧分子,提高臭氧分解产生·OH的速率,取得更好的氧化效果[16-18]。
 

  1.3 多维度臭氧催化氧化技术
 

(来源:天地环保网)

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