發(fā)布時(shí)間:2021-10-18 10:34:12人氣:次
臭氧發(fā)生器在污水處理中的應(yīng)用
1.概述
臭氧具有極強(qiáng)的氧化性,且反應(yīng)速度快,低濃度中可瞬時(shí)反應(yīng),殺菌能力為氯的數(shù)百倍;不產(chǎn)生污泥和酚臭味,無二次污染。臭氧是極強(qiáng)的氧化劑,可以和許多物質(zhì)進(jìn)行作用,比如能與許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng),可有效殺滅水中的各種細(xì)菌和病毒。臭氧通過和多種有機(jī)化合物反應(yīng),可氧化降解有機(jī)物,達(dá)到去除水中色、臭味的作用。臭氧消毒效率高,對各種病毒、細(xì)菌均有很強(qiáng)的殺滅能力,還能除味、脫色、改善水質(zhì)。臭氧處理技術(shù)是治理環(huán)境和水質(zhì)污染的關(guān)鍵技術(shù), 下面主要介紹臭氧在污水處理中的應(yīng)用。
2.臭氧在污水處理中的應(yīng)用
2.1 臭氧發(fā)生器氧化用消毒
O3屬于溶菌劑,用于殺菌消毒可以達(dá)到徹底、所有微生物。臭氧消毒原理是利用O3能破壞或溶解微生物的細(xì)胞壁,迅速地?cái)U(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)部,氧化破壞細(xì)胞內(nèi)酶,使細(xì)胞發(fā)生通透性畸變導(dǎo)致其溶解死亡。O3的消毒作用是瞬時(shí)徹底的。與傳統(tǒng)的二氧化氯相比,O3殺菌能力是其600~3000倍。臭氧是加藥消毒法中最有效的消毒劑。在二級水處理中,臭氧的殺菌作用比氯快15~30倍,可替代氯當(dāng)消毒劑,以防止處理出水中形成致癌性的嗅二氯烷等,避免因原水水質(zhì)惡化而需加大氯量造成的二次污染如氯酚味問題。而在滅活病毒方面,由于臭氧的高氧化電位和容易通過微生物細(xì)胞膜擴(kuò)散,所以臭氧能氧化微生物細(xì)胞的有機(jī)物或破壞有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡,因此臭氧對病毒、芽孢等具有強(qiáng)大的殺傷力,臭氧消毒時(shí)對細(xì)菌的滅活率都在95%以上。
2.2 臭氧發(fā)生器氧化用去除水中雜質(zhì)
利用O3去除水中有機(jī)物時(shí),用作預(yù)氧化劑,它能部分氧化有機(jī)物中分子量小的中間產(chǎn)物。O3氧化使分子量大于105的有機(jī)物減少,但卻增加分子量在1000~3000的有機(jī)物的量,提高了后續(xù)裝置中的生物活性,有利于有機(jī)物質(zhì)的去除。國內(nèi)泛應(yīng)用的臭氧工藝為:O3(預(yù)處理)+生物活性濾池。此工藝比普通的活性炭工藝的去除COD(去除率高達(dá)68%)更有效。O3也能去除水中氨氮:在高pH(9~10)下誘發(fā)臭氧產(chǎn)生強(qiáng)氧化能力的OH·來氧化廢水中的氨氮,此種方法可運(yùn)用于高氨氮廢水(垃圾滲濾液)處理,也可用于污水的深度處理中。
2.3 臭氧發(fā)生器氧化去除水中的一般化學(xué)物質(zhì)
臭氧的強(qiáng)氧化性能將水中的Fe2+和Mn2+氧化成Fe3+和Mn4+,除鐵錳效果穩(wěn)定。臭氧可氧化去除污水中的硫化物,其氧化產(chǎn)物是一系列含氧酸根,最終為硫酸根臭氧與氰化物反應(yīng),產(chǎn)生氰酸根,最終水解生成二氧化碳和二氧化氮。臭氧對硫化物和氰化物的去除率在條件適當(dāng)時(shí)可達(dá)98%以上。
2.4 臭氧發(fā)生器氧化處理剩余污泥
在污水處理廠的剩余污泥中投加O3,使其與泥中生物接觸,從而破壞微生物的細(xì)胞膜,使污泥成為容易分解的生物污泥。Yasui H和Nakamura K等研究了向剩余污泥中投加O3,此技術(shù)提高污泥的可生物降解性,幾乎能夠完全去除剩余污泥,而且并不影響整個(gè)工藝中處理水的水質(zhì)。除此之外,他們的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),非連續(xù)臭氧氧化比連續(xù)的投加能得到更好的效果,而且大量節(jié)省了臭氧的投加量。在獲得同樣的處理效果前提下,非連續(xù)投加量只是連續(xù)投加量的30%左右。利用臭氧進(jìn)行剩余污泥處理是一種行之有效而且節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的新工藝,有著良好的前景。
2.5臭氧發(fā)生器用于脫色除臭
污水中有色、臭味是含有雙鍵和單鍵交替排列的有色基團(tuán)化合物,一般由含有C=C或苯環(huán)的物質(zhì)及金屬離子等引起的。臭氧可以與C=C作用,使雙建斷裂,形成酮、醛和酸,從而去除水中顏色,同時(shí)可以氧化鐵、錳等無機(jī)成色離子。有報(bào)道表明,臭氧投加量為1mg/L時(shí),可以將水中色度由20-50度降到10度左右。臭氧通過破壞藻類的代謝過程可去除因藻類的代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的臭味。
4.結(jié)語
臭氧不僅有很好的快速殺菌、消毒性質(zhì),而且具有很高的氧化有機(jī)和無機(jī)化合物的氧化力,它發(fā)生的反應(yīng)完全、速度快,可去除其他水處理工藝難以去除的物質(zhì)且不會造成二次污染。但目前使用臭氧處理污水也存在一些問題:
一是臭氧的利用效率不高,加上臭氧的生產(chǎn)成本高,導(dǎo)致臭氧處理的費(fèi)用較高;
二是臭氧與有機(jī)物的反應(yīng)具有較強(qiáng)的選擇性,對微污染飲用水的礦化度很低,并且在處理一些難降解有機(jī)物時(shí)也有一定的限制。
三是臭氧氧化很難將水中的有機(jī)污染物徹底無機(jī)化, 主要以中間產(chǎn)物的形式存在于水中。
因此現(xiàn)在,水處理一般采用臭氧與其它處理方法聯(lián)合的工藝來去除難以生物降解的有機(jī)物。
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