臭氧氧化在廢水中的應用

    工業(yè)廢水處理---臭氧系統(tǒng),能夠處理幾乎所有類型的廢水。廢水臭氧氧化的運行條件取決于行業(yè)種類和廢水種類。這些運行過程可以按下列方式分類： 

　　GB 8978-1996 

　　批準日期　1996-10-04 實施日期　1998-01-01 

　　中華人民共和國國家標準

　　GB 8978-1996

　　代替 GB 8978-88 污水綜合排放標準

　　Integrated wastewater discharge standard

　　為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國水污染防治法》和《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》，控制水污染，保護江河、湖泊、運河、渠道、水庫和海洋等地面水以及地下水水質(zhì)的良好狀態(tài)，保障人體健康，維護生態(tài)平衡，促進國民經(jīng)濟和城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展，特制定本標準?！?/span>

　　1 主題內(nèi)容與適用范圍　

　　1.1 主題內(nèi)容

　　本標準按照污水排放去向，分年限規(guī)定了69種水污染物最高允許排放濃度及部分行業(yè)最高允許排水量。

　　1.2 適用范圍

　　本標準適用于現(xiàn)有單位水污染物的排放管理，以及建設(shè)項目的環(huán)境影響評價、建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)施設(shè)計、竣工驗收及其投產(chǎn)后的排放管理。

　　按照國家綜合排放標準與國家行業(yè)排放標準不交叉執(zhí)行的原則，造紙工業(yè)執(zhí)行《造紙工業(yè)水污染物排放標準(GB3544-92)》，船舶執(zhí)行《船舶污染物排放標準(GB3552-83)》，船舶工業(yè)執(zhí)行《船舶工業(yè)污染物排放標準(GB4286-84）》，海洋石油開發(fā)工業(yè)執(zhí)行《海洋石油開發(fā)工業(yè)含油污水排放標準(GB4914-85)》，紡織染整工業(yè)執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準(GB4287-92)》，肉類加工工業(yè)執(zhí)行《肉類加工工業(yè)水污染物排放標準(GB13457-92)》，合成氨工業(yè)執(zhí)行《合成氨工業(yè)水污染物排放標準(GB13458-92)》，鋼鐵工業(yè)執(zhí)行《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準(GB13456-92)》，航天推進劑使用執(zhí)行《航天推進劑水污染物排放標準(GB14374-93)》，兵器工業(yè)執(zhí)行《兵器工業(yè)水污染物排放標準(GB14470.1～14470.3-93和GB4274～4279-84)》，磷肥工業(yè)執(zhí)行《磷肥工業(yè)水污染物排放標準(GB15580-95)》，燒堿、聚氯乙烯工業(yè)執(zhí)行《燒堿、聚氯乙烯工業(yè)水污染物排放標準(GB15581-95)》，其他水污染物排放均執(zhí)行本標準。

　　1.3 本標準頒布后，新增加國家行業(yè)水污染物排放標準的行業(yè)，按其適用范圍執(zhí)行相應的國家水污染物行業(yè)標準，不再執(zhí)行本標準。

　　2 引用標準　

　　下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構(gòu)成為本標準的條文。

　　GB3097-82 海水水質(zhì)標準

　　GB3838-88 地面水環(huán)境質(zhì)量標準

　　GB8703-88 地面水環(huán)境質(zhì)量標準

　　GB8703-88 輻射防護規(guī)定　

　　3 定義

　　3.1 污水：指在生產(chǎn)與生活活動中排放的水的總稱。

　　3.2 排水量：指在生產(chǎn)過程中直接用于工藝生產(chǎn)的水的排放量。不包括間接冷卻水、廠區(qū)鍋爐、電站排水。

　　3.3 一切排污單位：指本標準適用范圍所包括的一切排污單位。

　　3.4 其他排污單位：指在某一控制項目中，除所列行業(yè)外的一切排污單位。　

　　4 技術(shù)內(nèi)容

　　4.1 標準分級

　　4.1.1 排入GB3838Ⅲ類水域（劃定的保護區(qū)和游泳區(qū)除外）和排入GB3097中二類海域的污水，執(zhí)行一級標準。

　　4.1.2 排入GB 3838中Ⅳ、Ⅴ類水域和排入GB3097中三類海域的污水，執(zhí)行二級標準。

　　4.1.3 排入設(shè)置二級污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的污水，執(zhí)行三級標準。

　　4.1.4 排入未設(shè)置二級污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的污水，必須根據(jù)排水系統(tǒng)出水受納水域的功能要求，分別執(zhí)行４．１．１和４．１．２的規(guī)定。

　　4.1.5 GB3838中Ⅰ、Ⅱ類水域和Ⅲ類水域中劃定的保護區(qū)，GB3097中一類海域，禁止新建排污口，現(xiàn)有排污口應按水體功能要求，實行污染物總量控制，以保證受納水體水質(zhì)符合規(guī)定用途的水質(zhì)標準。

　　4.2 標準值

　　4.2.1 本標準將排放的污染物按其性質(zhì)及控制方式分為二類。

　　4.2.1.1 第一類污染物，不分行業(yè)和污水排放方式，也不分受納水體的功能類別，一律在車間或車間處理設(shè)施排放口采樣，其最高允許排放濃度必須達到本標準要求（采礦行業(yè)的尾礦壩出水口不得視為車間排放口）。

　　4.2.1.2 第二類污染物，在排污單位排放口采樣，其最高允許排放濃度必須達到本標準要求。

　　4.2.2 本標準按年限規(guī)定了第一類污染物和第二類污染物最高允許排放濃度及部分行業(yè)最高允許排水量，分別為：

　　4.2.2.1 １９９７年１２月３１日之前建設(shè)（包括改、擴建）的單位，水污染物的排放必須同時執(zhí)行表１、表２、表３的規(guī)定。

　　4.2.2.2 １９９８年１月１日起建設(shè)（包括改、擴建）的單位，水污染物的排放必須同時執(zhí)行表１、表4、表5的規(guī)定。

　　4.2.2.3 建設(shè)（包括改、擴建）單位的建設(shè)時間，以環(huán)境影響評價報告書（表）批準日期為準劃分。

　　4.3 其他規(guī)定

　　4.3.1 同一排放口排放兩種或兩種以上不同類別的污水，且每種污水的排放標準又不同時，其混合污水的排放標準按附錄Ａ計算。

　　4.3.2 工業(yè)污水污染物的最高允許排放負荷量按附錄Ｂ計算。

　　4.3.3 污染物最高允許年排放總量按附錄Ｃ計算。4.3.4 對于排放含有放射性物質(zhì)的污水，除執(zhí)行本標準外，還須符合GB8703-88《輻射防護規(guī)定》。　

整個處理流程（單純化學工藝，化學/生物和化學/生物/物理的組合工藝） 

應用（用于水循環(huán)使用的室內(nèi)預處理，或用于間接排放到公共水設(shè)施的水及用于直接排放至河流和海灣的管網(wǎng)末端的水處理） 

去除化合物（有毒或有色物質(zhì)的氧化轉(zhuǎn)化，降低綜合參數(shù)（DOC或COD），，消毒或去除顆粒物） 

通常采用臭氧氧化可生物降解過程相組合工藝，可降低臭氧用量和運行費用。（即O3-生物處理-O3系統(tǒng)）。 

一、消毒 

    在廢水排入受納水體之前，需要對廢水進行消毒以達到一定的水質(zhì)標準，如希望將處理過的水直接作為灌溉用水或工藝用水時更應進行消毒,而且要比飲用水的臭氧 投加量更多。最常用的消毒劑是用氯和二氧化氯用于消毒，而氯可形成眾所周知的鹵化消毒副產(chǎn)物(尤其是三鹵甲烷,THMS),由于生成潛在的消毒副產(chǎn)物，因 此人們對臭氧的用途越來越感興趣。 

    在進行化學消毒的設(shè)計時，經(jīng)常使用Chick-Watson定律中的ct值的概念（游離消毒劑濃度c乘以有效接觸時間t）。大量過去和最近的研究證實，分子態(tài)的臭氧是一種十分有效而且很有前途的消毒劑，效果優(yōu)于游離氯、二氧化氯。 

二、無機化合物的氧化 

    為了破壞廢水中的有毒物質(zhì)而對無機化合物進行臭氧氧化，主要局限于氰化物的去除。在金屬加工和電子工業(yè)的電解處理工藝中，氰化物使用頻繁，它可以以游離態(tài) CN-的形成存在，但是更多的情況下是與鐵或銅結(jié)合，以硌合物形態(tài)存在。在氰離子濃度高于5mg/L時，臭氧與游離氰離子反應速度很快，表明反應可能由傳 質(zhì)過程控制，而絡合的氰化物對于分子態(tài)臭氧的攻擊作用非常穩(wěn)定。通過臭氧氧化可以去除亞硝酸鹽（NO2-）和硫化物（H2S/2-）。這兩類物質(zhì)與臭氧反 應速度都很快。 

三、有機化合物的氧化 

    工業(yè)廢水中帶來問題的物質(zhì)大部分是有機物。通常，要處理所含物質(zhì)不同、濃度各異的混合液（濃度可以從mg/L到g/L）。廢水臭氧處理的主要任務是： 

    *轉(zhuǎn)化有毒化合物 

    *對溶解有機碳（DOC）中生物難降解的成分進行部分氧化，目的在于提高后續(xù)的生物降解性能. 

    *去除色度 

    與飲用水處理相似，很難用經(jīng)濟的方法將DOC完全礦化，建議采用臭氧氧化與其他工藝組合的方法。處理過程的成功與否是用總體DOC去除來衡量。臭氧氧化系 統(tǒng)已經(jīng)用于處理廢水，如垃圾滲濾液、紡織、制藥和化學工業(yè)的廢水。這些水中的主要污染物是難降解有機物，可分類如下： 

    *垃圾滲濾液中的腐殖質(zhì)（褐色或黃色）和可吸附的有機鹵化物（AOX） 

    *紡織廢水中的有色（聚）芳香簇化合物（這類物質(zhì)常常與大量金屬離子Cu，Ni，Zn，Cr）混合在一起） 

    *制藥和化學工業(yè)產(chǎn)生的有毒或殺生性物質(zhì)（例如農(nóng)藥） 

    *化妝品和其他工業(yè)產(chǎn)生的表面活性劑 

    *紙漿和造紙廢液中的COD及有色物質(zhì)在廢水臭氧氧化系統(tǒng)中，最常見的運行問題是產(chǎn)生泡沫，形成草酸鈣、碳酸和氫氧化鐵（Fe（OH）3）淀物，他們很容易阻塞反應器、管道或閥門，和會對泵造成損壞。 

四、污水氧化水質(zhì)、水量分析 

    根據(jù)居民生活小區(qū)所排放的污水，重點超標項目是COD、BOD、懸浮物、各類膠體、各種細菌進行取樣分析，做出報告。 

    1 設(shè)計標準 

    污水處理后，COD、BOD、懸浮物SS、各類細菌溶解性總固體的濃度與含量符合中華 
人民共和國建設(shè)部生活雜 用水標準CJ25.1-89，中水回用水質(zhì)標準如下：

    2 設(shè)計依據(jù) 

    (1)、 國家環(huán)境保護"九五"計劃和2010年遠景目標規(guī)劃。 

    (2)、 污水取樣報告本。 

    (3)、 <室外排水設(shè)計規(guī)范>（GBJ14-87）。 

    (4)、 中華人民共和國建設(shè)部生活雜用水標準CJ25.1-89。 

    3 設(shè)計原則 

    (1)、 認真執(zhí)行國家有關(guān)法規(guī)、標準及規(guī)定，根據(jù)小區(qū)污水的實際情況，采取切實可行的治理方案，符合處理效果好、建設(shè)投資少、運行費用低、管理操作簡便的要求。 

    (2)、 廢水處理后應符合中華人民共和國建設(shè)部生活雜用水標準CJ25.1-89。 

    4.技術(shù)工藝流程簡述: 

    (1)、密閉安全型膜，生物反應垃圾滲濾液處理工藝   關(guān)鍵：膜生物反應技術(shù)+O3 

    (2)、密閉安全型生物接氧化法垃圾滲濾液處理工藝   關(guān)鍵：生物接觸氧化技術(shù)與高效斜板沉淀相結(jié)合+O3   

    (3)、SBR垃圾滲濾液處理工藝     關(guān)鍵：SBR氧化工藝+O3

印染脫色臭氧機

一、臭氧脫色

臭氧發(fā)生器除去除廢水中難以生物去除的色度外，同時還可以除去表面活性劑和部分氧化COD以提高生物利用率。簡單的色度去除只需要少量的臭氧就夠了，而且費用很低。但色度大的廢水COD含量較高（比如大于美國80%）的話，臭氧的消耗量就很高。

例如：印染廢水COD值高達1056mg/L，呈黑棕色，色度160倍，有刺激性異味，PH值為12呈堿性。使用氧氣源臭氧發(fā)生器，經(jīng)臭氧處理后印染廢水COD值由1056mg/L降至240mg/L,色度由160倍降至18.0倍，臭氧總消耗量為32g/L。相當于每降低1mgCOD值和0.17倍色度需要臭氧3.92mg，COD去除率達到77.3%；脫色率88.8%；變?yōu)闊o味，PH值為7呈中性。

本公司承接江西隆源化工股份有限公司有機顏料脫色處理，脫色結(jié)果如下：臭氧發(fā)生器

二．臭氧去除廢水中的酚

臭氧處理含酚廢水時消耗量波動很大（理論值1mg酚需2-2.5mg臭氧）；它的脫酚效率，在含酚廢水pH值高時時有效的，脫酚的效率隨含酚濃度降低而降低，而需要臭氧就越多。例如：廢水含酚量為300-1200mg/L時，需要臭氧的量為理論值的2倍，酚含量降至50mg/L時，臭氧的消耗量為理論值的3倍；含酚值為5mg/L時臭氧需要10倍。

三、水與廢水臭氧化技術(shù)應用

1、臭氧處理技術(shù)可從兩方面來看：一是臭氧作為預處理或后處理與其他處理方法的聯(lián)合使用，如絮凝、氣浮、生化等；二是臭氧處理單元，如光催化、金屬催化氧化等。臭氧與其他處理方法聯(lián)合的工藝流程有很多形式，如：①O3+生化（活性污泥、生物活性炭法）；②O3+絮凝+膜處理；③O3+膜處理；④O3+氣?。ù得摚?；⑤O3+活性炭吸附；⑥O3+絮凝+O3。臭氧處理單元自身有以下幾種形式：①O3；②O3/H2O2；③O3/H2O2/UV；④O3/UV；⑤O3/固體催化劑（固體催化劑如活性炭、金屬及其氧化物）。

2、臭氧/活性炭技術(shù) 活性炭在反應中，可能如同堿性溶液中OH-作用一樣，加速臭氧分解生成如·OH等自由基。作為催化劑，活性炭與臭氧共同作用降解微量有機污染物的反應同其他涉及臭氧生成·OH的反應（如提高PH值、投加H2O2、UV輻射）一樣，屬于高級氧化技術(shù)。臭氧發(fā)生器

3、臭氧生物活性炭對有機物的去除包括三個過程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在對有機物的去除上，先發(fā)揮臭氧的強氧化能力，將有機物氧化成可被生物降解的小分子有機物，接著利用活性炭良好的吸附性能將其吸附，再由吸附在活性炭上的生物對吸附的有機物進行生物降解，而臭氧分解后產(chǎn)生的氧，提高水中的溶解氧，使水中溶解氧常呈飽和狀態(tài)或接近飽和狀態(tài)，又為活性炭處理中的生物降解除提供必要條件。這一臭氧與顆?；钚蕴繛V池相結(jié)合的臭氧生物活性炭凈水處理工藝（BAC法），一般置于凈水常規(guī)處去除水中的有機物，且由于應用了生物技術(shù)，大大延長了活性炭的運行同期。 

工業(yè)廢水的臭氧氧化處理臭氧發(fā)生器