臭氧氧化在废水中的应用

臭氧氧化在废水中的应用

    工业废水处理---臭氧系统,能够处理几乎所有类型的废水。废水臭氧氧化的运行条件取决于行业种类和废水种类。这些运行过程可以按下列方式分类： 

　　GB 8978-1996 

　　批准日期　1996-10-04 实施日期　1998-01-01 

　　中华人民共和国国家标准

　　GB 8978-1996

　　代替 GB 8978-88 污水综合排放标准

　　Integrated wastewater discharge standard

　　为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国海洋环境保护法》，控制水污染，保护江河、湖泊、运河、渠道、水库和海洋等地面水以及地下水水质的良好状态，保障人体健康，维护生态平衡，促进国民经济和城乡建设的发展，特制定本标准。　

　　1 主题内容与适用范围　

　　1.1 主题内容

　　本标准按照污水排放去向，分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量。

　　1.2 适用范围

　　本标准适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。

　　按照国家综合排放标准与国家行业排放标准不交叉执行的原则，造纸工业执行《造纸工业水污染物排放标准(GB3544-92)》，船舶执行《船舶污染物排放标准(GB3552-83)》，船舶工业执行《船舶工业污染物排放标准(GB4286-84）》，海洋石油开发工业执行《海洋石油开发工业含油污水排放标准(GB4914-85)》，纺织染整工业执行《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)》，肉类加工工业执行《肉类加工工业水污染物排放标准(GB13457-92)》，合成氨工业执行《合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-92)》，钢铁工业执行《钢铁工业水污染物排放标准(GB13456-92)》，航天推进剂使用执行《航天推进剂水污染物排放标准(GB14374-93)》，兵器工业执行《兵器工业水污染物排放标准(GB14470.1～14470.3-93和GB4274～4279-84)》，磷肥工业执行《磷肥工业水污染物排放标准(GB15580-95)》，烧碱、聚氯乙烯工业执行《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准(GB15581-95)》，其他水污染物排放均执行本标准。

　　1.3 本标准颁布后，新增加国家行业水污染物排放标准的行业，按其适用范围执行相应的国家水污染物行业标准，不再执行本标准。

　　2 引用标准　

　　下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

　　GB3097-82 海水水质标准

　　GB3838-88 地面水环境质量标准

　　GB8703-88 地面水环境质量标准

　　GB8703-88 辐射防护规定　

　　3 定义

　　3.1 污水：指在生产与生活活动中排放的水的总称。

　　3.2 排水量：指在生产过程中直接用于工艺生产的水的排放量。不包括间接冷却水、厂区锅炉、电站排水。

　　3.3 一切排污单位：指本标准适用范围所包括的一切排污单位。

　　3.4 其他排污单位：指在某一控制项目中，除所列行业外的一切排污单位。　

　　4 技术内容

　　4.1 标准分级

　　4.1.1 排入GB3838Ⅲ类水域（划定的保护区和游泳区除外）和排入GB3097中二类海域的污水，执行一级标准。

　　4.1.2 排入GB 3838中Ⅳ、Ⅴ类水域和排入GB3097中三类海域的污水，执行二级标准。

　　4.1.3 排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。

　　4.1.4 排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求，分别执行４．１．１和４．１．２的规定。

　　4.1.5 GB3838中Ⅰ、Ⅱ类水域和Ⅲ类水域中划定的保护区，GB3097中一类海域，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。

　　4.2 标准值

　　4.2.1 本标准将排放的污染物按其性质及控制方式分为二类。

　　4.2.1.1 第一类污染物，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求（采矿行业的尾矿坝出水口不得视为车间排放口）。

　　4.2.1.2 第二类污染物，在排污单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求。

　　4.2.2 本标准按年限规定了第一类污染物和第二类污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量，分别为：

　　4.2.2.1 １９９７年１２月３１日之前建设（包括改、扩建）的单位，水污染物的排放必须同时执行表１、表２、表３的规定。

　　4.2.2.2 １９９８年１月１日起建设（包括改、扩建）的单位，水污染物的排放必须同时执行表１、表4、表5的规定。

　　4.2.2.3 建设（包括改、扩建）单位的建设时间，以环境影响评价报告书（表）批准日期为准划分。

　　4.3 其他规定

　　4.3.1 同一排放口排放两种或两种以上不同类别的污水，且每种污水的排放标准又不同时，其混合污水的排放标准按附录Ａ计算。

　　4.3.2 工业污水污染物的最高允许排放负荷量按附录Ｂ计算。

　　4.3.3 污染物最高允许年排放总量按附录Ｃ计算。4.3.4 对于排放含有放射性物质的污水，除执行本标准外，还须符合GB8703-88《辐射防护规定》。　

整个处理流程（单纯化学工艺，化学/生物和化学/生物/物理的组合工艺） 

应用（用于水循环使用的室内预处理，或用于间接排放到公共水设施的水及用于直接排放至河流和海湾的管网末端的水处理） 

去除化合物（有毒或有色物质的氧化转化，降低综合参数（DOC或COD），，消毒或去除颗粒物） 

通常采用臭氧氧化可生物降解过程相组合工艺，可降低臭氧用量和运行费用。（即O3-生物处理-O3系统）。 

一、消毒 

    在废水排入受纳水体之前，需要对废水进行消毒以达到一定的水质标准，如希望将处理过的水直接作为灌溉用水或工艺用水时更应进行消毒,而且要比饮用水的臭氧 投加量更多。最常用的消毒剂是用氯和二氧化氯用于消毒，而氯可形成众所周知的卤化消毒副产物(尤其是三卤甲烷,THMS),由于生成潜在的消毒副产物，因 此人们对臭氧的用途越来越感兴趣。 

    在进行化学消毒的设计时，经常使用Chick-Watson定律中的ct值的概念（游离消毒剂浓度c乘以有效接触时间t）。大量过去和最近的研究证实，分子态的臭氧是一种十分有效而且很有前途的消毒剂，效果优于游离氯、二氧化氯。 

二、无机化合物的氧化 

    为了破坏废水中的有毒物质而对无机化合物进行臭氧氧化，主要局限于氰化物的去除。在金属加工和电子工业的电解处理工艺中，氰化物使用频繁，它可以以游离态 CN-的形成存在，但是更多的情况下是与铁或铜结合，以硌合物形态存在。在氰离子浓度高于5mg/L时，臭氧与游离氰离子反应速度很快，表明反应可能由传 质过程控制，而络合的氰化物对于分子态臭氧的攻击作用非常稳定。通过臭氧氧化可以去除亚硝酸盐（NO2-）和硫化物（H2S/2-）。这两类物质与臭氧反 应速度都很快。 

三、有机化合物的氧化 

    工业废水中带来问题的物质大部分是有机物。通常，要处理所含物质不同、浓度各异的混合液（浓度可以从mg/L到g/L）。废水臭氧处理的主要任务是： 

    *转化有毒化合物 

    *对溶解有机碳（DOC）中生物难降解的成分进行部分氧化，目的在于提高后续的生物降解性能. 

    *去除色度 

    与饮用水处理相似，很难用经济的方法将DOC完全矿化，建议采用臭氧氧化与其他工艺组合的方法。处理过程的成功与否是用总体DOC去除来衡量。臭氧氧化系 统已经用于处理废水，如垃圾渗滤液、纺织、制药和化学工业的废水。这些水中的主要污染物是难降解有机物，可分类如下： 

    *垃圾渗滤液中的腐殖质（褐色或黄色）和可吸附的有机卤化物（AOX） 

    *纺织废水中的有色（聚）芳香簇化合物（这类物质常常与大量金属离子Cu，Ni，Zn，Cr）混合在一起） 

    *制药和化学工业产生的有毒或杀生性物质（例如农药） 

    *化妆品和其他工业产生的表面活性剂 

    *纸浆和造纸废液中的COD及有色物质在废水臭氧氧化系统中，最常见的运行问题是产生泡沫，形成草酸钙、碳酸和氢氧化铁（Fe（OH）3）淀物，他们很容易阻塞反应器、管道或阀门，和会对泵造成损坏。 

四、污水氧化水质、水量分析 

    根据居民生活小区所排放的污水，重点超标项目是COD、BOD、悬浮物、各类胶体、各种细菌进行取样分析，做出报告。 

    1 设计标准 

    污水处理后，COD、BOD、悬浮物SS、各类细菌溶解性总固体的浓度与含量符合中华 
人民共和国建设部生活杂 用水标准CJ25.1-89，中水回用水质标准如下：

    2 设计依据 

    (1)、 国家环境保护"九五"计划和2010年远景目标规划。 

    (2)、 污水取样报告本。 

    (3)、 <室外排水设计规范>（GBJ14-87）。 

    (4)、 中华人民共和国建设部生活杂用水标准CJ25.1-89。 

    3 设计原则 

    (1)、 认真执行国家有关法规、标准及规定，根据小区污水的实际情况，采取切实可行的治理方案，符合处理效果好、建设投资少、运行费用低、管理操作简便的要求。 

    (2)、 废水处理后应符合中华人民共和国建设部生活杂用水标准CJ25.1-89。 

    4.技术工艺流程简述: 

    (1)、密闭安全型膜，生物反应垃圾渗滤液处理工艺   关键：膜生物反应技术+O3 

    (2)、密闭安全型生物接氧化法垃圾渗滤液处理工艺   关键：生物接触氧化技术与高效斜板沉淀相结合+O3   

    (3)、SBR垃圾渗滤液处理工艺     关键：SBR氧化工艺+O3

印染脱色臭氧机

一、臭氧脱色

臭氧发生器除去除废水中难以生物去除的色度外，同时还可以除去表面活性剂和部分氧化COD以提高生物利用率。简单的色度去除只需要少量的臭氧就够了，而且费用很低。但色度大的废水COD含量较高（比如大于美国80%）的话，臭氧的消耗量就很高。

例如：印染废水COD值高达1056mg/L，呈黑棕色，色度160倍，有刺激性异味，PH值为12呈碱性。使用氧气源臭氧发生器，经臭氧处理后印染废水COD值由1056mg/L降至240mg/L,色度由160倍降至18.0倍，臭氧总消耗量为32g/L。相当于每降低1mgCOD值和0.17倍色度需要臭氧3.92mg，COD去除率达到77.3%；脱色率88.8%；变为无味，PH值为7呈中性。

本公司承接江西隆源化工股份有限公司有机颜料脱色处理，脱色结果如下：臭氧发生器

二．臭氧去除废水中的酚

臭氧处理含酚废水时消耗量波动很大（理论值1mg酚需2-2.5mg臭氧）；它的脱酚效率，在含酚废水pH值高时时有效的，脱酚的效率随含酚浓度降低而降低，而需要臭氧就越多。例如：废水含酚量为300-1200mg/L时，需要臭氧的量为理论值的2倍，酚含量降至50mg/L时，臭氧的消耗量为理论值的3倍；含酚值为5mg/L时臭氧需要10倍。

三、水与废水臭氧化技术应用

1、臭氧处理技术可从两方面来看：一是臭氧作为预处理或后处理与其他处理方法的联合使用，如絮凝、气浮、生化等；二是臭氧处理单元，如光催化、金属催化氧化等。臭氧与其他处理方法联合的工艺流程有很多形式，如：①O3+生化（活性污泥、生物活性炭法）；②O3+絮凝+膜处理；③O3+膜处理；④O3+气浮（吹脱）；⑤O3+活性炭吸附；⑥O3+絮凝+O3。臭氧处理单元自身有以下几种形式：①O3；②O3/H2O2；③O3/H2O2/UV；④O3/UV；⑤O3/固体催化剂（固体催化剂如活性炭、金属及其氧化物）。

2、臭氧/活性炭技术 活性炭在反应中，可能如同碱性溶液中OH-作用一样，加速臭氧分解生成如·OH等自由基。作为催化剂，活性炭与臭氧共同作用降解微量有机污染物的反应同其他涉及臭氧生成·OH的反应（如提高PH值、投加H2O2、UV辐射）一样，属于高级氧化技术。臭氧发生器

3、臭氧生物活性炭对有机物的去除包括三个过程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在对有机物的去除上，先发挥臭氧的强氧化能力，将有机物氧化成可被生物降解的小分子有机物，接着利用活性炭良好的吸附性能将其吸附，再由吸附在活性炭上的生物对吸附的有机物进行生物降解，而臭氧分解后产生的氧，提高水中的溶解氧，使水中溶解氧常呈饱和状态或接近饱和状态，又为活性炭处理中的生物降解除提供必要条件。这一臭氧与颗粒活性炭滤池相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺（BAC法），一般置于净水常规处去除水中的有机物，且由于应用了生物技术，大大延长了活性炭的运行同期。 

工业废水的臭氧氧化处理臭氧发生器