大型臭氧发生器的水处理(lǐ)工艺

一、臭氧发生器概述

臭氧是世界公认的***杀菌消毒剂，臭氧比氧分(fēn)子多(duō)了一活泼的氧原子臭氧，化學(xué)性质特别活泼，是一种强氧化剂，在***浓度下可(kě)迅速杀灭空气中的细菌。没有(yǒu)任何有(yǒu)毒残留，不会形成二次污染，被誉為(wèi)“***清洁的氧化剂和消毒剂”。

通電(diàn)其反应的化學(xué)方程式為(wèi)3O2====2O3

臭氧发生器是用(yòng)于制取臭氧的设备装置。臭氧易于分(fēn)解无法储存需现场制取现场使用(yòng)（但是在特殊的情况下是可(kě)以进行短暂时间的储存），凡是能(néng)用(yòng)到臭氧的场所均需使用(yòng)臭氧发生器。臭氧发生器在自来水，污水，工业氧化，空间灭菌等领域广泛应用(yòng)。

1、臭氧发生器工作原理(lǐ)

氧气（或空气）通过高频高压電(diàn)场，使氧转化為(wèi)臭氧，并及时与水混合，利用(yòng)臭氧的强氧化作用(yòng)，杀灭水中的细菌。

2、臭氧发生器的构成

3、主要控制参数与基本要求

臭氧发生器选用(yòng)主要控制参数為(wèi)臭氧发生量，臭氧浓度，公斤臭氧電(diàn)耗等；应符合《臭氧发生器》HJ/T264－2006以及《臭氧发生器》CJ/T 3028.1-1994的规定，并按照规定程序批准的图样及技术文(wén)件制造。

4、主要技术参数

1）、不同等级的臭氧发生器的气源，无论用(yòng)空气还是氧气，其露点温度都应≤-50℃。

2）、不同等级的臭氧发生器产生臭氧的浓度见表1

表1 不同等级臭氧发生器产生臭氧浓度

3）、不同等级的臭氧发生器产生公斤臭氧的電(diàn)耗见表2                

表2 不同等级臭氧发生器产生公斤臭氧電(diàn)耗

4）、不同等级的臭氧发生器冷却方式见表3

表3 不同等级臭氧发生器冷却方式

5、施工、安装要点5）、以空气為(wèi)气源，臭氧发生器产生的氮氧化物(wù)（NOX）浓度不得大于臭氧浓度的2.5%。

（1）、臭氧发生器***安装在制水車(chē)间和灌装車(chē)间之外(尤其严禁安装在狭小(xiǎo)、潮湿的制水或灌装車(chē)间),保持发生器工作环境通风及空气干燥，该空间***安装排风扇。

（2）、臭氧发生器安装位置应高于地面1.2m以上,有(yǒu)条件时可(kě)高于贮水罐1～2m。臭氧输送管路和单向阀***高于贮水罐1～2m。

（3）、具體(tǐ)产品的施工安装要点需详见企业样本。　

6、操作规范

（1）在任何情况下打开臭氧发生器机盖或进行维修作业***拨出電(diàn)源插头。

（2）不允许使用(yòng)湿润的抹布清理(lǐ)臭氧机表面灰尘，以免发生触電(diàn)事故。

（3）不允许長(cháng)时间在臭含氧量比较高的环境下工作，以免臭氧中毒。

（4）如发生臭氧泄漏的情况需要及时关闭臭氧发生器，并在开启通风设备进行通风处理(lǐ)后，即时退出臭氧发生器使用(yòng)空间，等空间残余臭氧降至对应范围再进入。

（5）臭氧发生器不允许频繁开关，关机后应至少间隔离5分(fēn)钟再开机，以免损坏机器。

（6）突然停電(diàn)后应立即关闭臭氧发生器各个机组的電(diàn)源,来電(diàn)后按空气输送的流向依次打开各个机组。

（7）要注意冷却水管的进出水量是否够用(yòng)，不够了记得及时添加；冷却水管的出水口水温不要高于常温太多(duō)。

二、应用(yòng)部分(fēn)

（一）在自来水厂的应用(yòng)及工艺路線(xiàn)

1、活性炭滤层结构

活性炭滤层厚度不低于 1. 2 m ,根据要去除的不同污染物(wù) ,接触时间在 6 ～30 m in之间 ,但在一些应用(yòng)中可(kě)高于或低于这个范围。

以去除嗅味為(wèi)主时 , 接触时间一般為(wèi) 8 ～10 m in;

以去除CODM n為(wèi)主时 ,接触时间一般為(wèi) 12～15 m in。

砂垫层对浊度有(yǒu)去除效果 ,但是去除率不高 ,当砂垫层进水浊度為(wèi) 0. 10 NTU 时 ,浊度的平均去除率為(wèi) 6. 5% ; 石英砂垫层对高锰酸盐指数和氨氮基本没有(yǒu)去除作用(yòng)。然而砂垫层对微生物(wù)有(yǒu)较好的截留作用(yòng)。活性炭柱在反冲洗后的运行初期 ,石英砂垫层能(néng)够有(yǒu)效地截留活性炭出水中的部分(fēn)细菌 ,而运行一段时间后 (一般為(wèi)数周 ) ,石英砂垫层就失去了对水中细菌的截留作用(yòng)。但是 ,活性炭柱经过再次反冲洗后 ,石英砂垫层将恢复对水中细菌的部分(fēn)截留作用(yòng)。因此 ,為(wèi)了保障出水水质 ,砂垫层的设计考虑采用(yòng)滤料级配為(wèi) 0. 8～1. 2 mm 的石英砂 ,砂垫层厚度為(wèi) 300 mm。从長(cháng)期生产运行情况看 ,砂垫层起到了预期效果。

2、活性炭滤池池型

活性炭滤池可(kě)以分(fēn)為(wèi)重力式和压力式。重力式活性炭滤池可(kě)以采用(yòng)钢筋混凝土结构 ,因此在大中型水厂中应用(yòng)通常是经济的。重力式活性炭滤池的构造与普通砂滤池相似 ,只是把滤料层换成了活性炭炭层 ,但活性炭炭层厚度较砂滤池中的砂层厚。重力式活性炭滤池虽然有(yǒu)利于悬浮物(wù)的去除 ,但為(wèi)了避免悬浮物(wù)和微生物(wù)产生的粘液堵塞活性炭滤层 ,***重视反冲洗，國(guó)内已建成水厂中的活性炭池型多(duō)采用(yòng)普通快滤池、虹吸滤池、V 型滤池、翻板滤池 ,且在技术上都是可(kě)行的 ,其中以 V 型滤池和翻板滤池相对更具吸引力和代表性。 

3、 臭氧系统选择 

臭氧系统由气源、发生系统、接触池、尾气破坏系统和控制系统五部分(fēn)组成  。

① 气源主要有(yǒu)三种 ,即使用(yòng)成品纯液态氧、现场用(yòng)空气制备纯气态氧和直接利用(yòng)空气。為(wèi)了提高臭氧浓度 ,同时节省能(néng)耗 ,降低设备及管道尺寸 ,目前较***的臭氧发生器多(duō)采用(yòng)前两种方式制备臭氧,第三种方式适用(yòng)于臭氧产量较小(xiǎo)的场合。

 气源处理(lǐ)工艺流程图

②臭氧发生系统

臭氧发生是由臭氧发生器来完成的 ,目前使用(yòng)***广的臭氧发生器一般分(fēn)為(wèi)玻璃管和陶瓷管两类。臭氧发生器的备用(yòng)率一般应大于 30% ,备用(yòng)的方式有(yǒu)设备台数备用(yòng) (硬备用(yòng) )与设备发生能(néng)力备用(yòng) (软备用(yòng) )两种。每台臭氧发生器臭氧发生量的调节范围不应小(xiǎo)于 10% ～。

③ 接触池

预臭氧接触池一般设 1 个臭氧投加点 ,较多(duō)采用(yòng)水射器投加方式 ,臭氧投量通常為(wèi) 0. 5 ～1. 5 mg /L ,反应时间為(wèi) 3 ～5 m in,水中余臭氧一般為(wèi)零或很(hěn)少。

主臭氧接触池一般设多(duō)个臭氧投加点 (通常為(wèi)2～3个 ) ,采用(yòng)微孔曝气投加方式 ,臭氧投加量通常為(wèi)1. 5～3. 0 mg /L (水中余臭氧為(wèi) 0. 2～0. 4 mg /L ) ,反应时间一般不小(xiǎo)于 10 m in。為(wèi)了保证对隐孢子虫和贾第虫的杀灭效果 , CT值一般要大于 4。

④ 尾气破坏系统

尾气破坏系统是收集臭氧接触池排出的剩余臭氧并将其分(fēn)解成对环境***的氧  ,主要有(yǒu)催化氧化法和加热分(fēn)解法 ,目前两种方法均得到广泛应用(yòng)。

⑤ 控制系统预臭氧投加控制一般根据水量进行比例投加 ,投加浓度根据铁锰等还原物(wù)质含量确定。主臭氧投加控制一般根据水量和水中余臭氧进行双因子复合环投加控制 (水量是前馈条件 , 余臭氧是后馈条件 ) 。

生活污水的提标或再生处理(lǐ)的应用(yòng)

（二）

1 臭氧对剩余污泥的减量化

经臭氧处理(lǐ)后的污泥作為(wèi)污水的一部分(fēn)和目标废水一起进入曝气池，被微生物(wù)利用(yòng)消化，部分(fēn)转化為(wèi)二氧化碳，经过这样一个臭氧对污泥的预处理(lǐ)过程，剩余污泥得到大幅度减量。

2 臭氧对水體(tǐ)的除异臭

在污水处理(lǐ)过程中产生气味的物(wù)质只有(yǒu)少数是无机化合物(wù)，如氨 气、磷；大多(duō)数

是有(yǒu)机化合物(wù)，如低分(fēn)子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类等。这些物(wù)质都带有(yǒu)活性基团，容易被氧化，利用(yòng)臭氧具有(yǒu)强氧化性这一特点，氧化活性基团，气味消失，从而达到除臭的原理(lǐ)。在氧化除臭的同时，形成富氧环境，可(kě)阻止臭味的再产生。对于城市生活污水厂污水处理(lǐ)环境的改善作用(yòng)很(hěn)大。

3 臭氧对水體(tǐ)的脱色

至于腐殖质引起的色和味，水质色度平均為(wèi)10度。***达20度。这样的色度靠一般凝聚沉淀与砂滤工序是达不到充分(fēn)去除的水质标准，甚至还有(yǒu)超过***坏标准的可(kě)能(néng)。采用(yòng)臭氧处理(lǐ)后，色度即可(kě)降到1度以下。 

（三）工业废水处理(lǐ)的应用(yòng) 

1、臭氧脱销工艺

烟气脱硝脱硫：窑炉、动力锅炉、火電(diàn)厂，石油炼化厂，冶炼厂等场合烟气中含大量氮氧化物(wù)（硝），高浓度臭氧可(kě)以氧化氮氧化物(wù)為(wèi)可(kě)溶于水的高价态氮氧化物(wù)，通过喷淋碱液（氢氧化钠溶液等）吸收，达到脱硝的目的。

2、医药废水的处理(lǐ)

大多(duō)医药废水COD 较高、可(kě)生化性差，单纯靠物(wù)理(lǐ)化學(xué)方法处理(lǐ)成本高不经济，普通的

生化处理(lǐ)又(yòu)根本行不通，所以可(kě)以先用(yòng)臭氧预处理(lǐ)，主要是為(wèi)了提高废水的可(kě)生化性，為(wèi)后续生物(wù)处理(lǐ)降低难度，同时降低COD。

3、养殖业

4、对印染废水的处理(lǐ)

印染废水对环境的污染很(hěn)严重，其水量大、水质波动大、污染物(wù)成分(fēn)复杂且含量高，色

度、化學(xué)需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）均较高，臭氧氧化技术是利用(yòng)臭氧分(fēn)子反应选择性强，能(néng)与含双键的染料直接发生加成反应，使染料开环脱色，并提高废水的可(kě)生化性。

5、对含酚废水的处理(lǐ)

含酚废水是比较普遍且危害性很(hěn)严重的工业废水之一，酚是一种公认的致癌、致畸、致变

的“三致” 物(wù)质，处理(lǐ)工业含酚废水已是工业废水方面急待解决的问题之一。研究表明，对于含酚量為(wèi)227mg/L，pH值為(wèi)7.3-7.6，水温為(wèi)13-40C的焦化厂废水，经过臭氧氧化处理(lǐ)后，水中的含酚量降低了98%。

6、对垃圾渗滤液的处理(lǐ)

垃圾渗滤液是一种污染性强的高污染物(wù)含量有(yǒu)机废水，其中有(yǒu)机污染物(wù)高达77种，经臭氧氧化后，可(kě)以有(yǒu)效降低垃圾渗滤液生物(wù)处理(lǐ)出水的CODOF值；垃圾渗滤液生物(wù)处理(lǐ)出水臭氧氧化后，其生物(wù)降解性随氧化时间的增加存在极值，结合处理(lǐ)的经济性可(kě)以采用(yòng)生物(wù)- 臭氧- 生物(wù)的联合技术处理(lǐ)垃圾渗滤液。