臭氧氧化技術處理工業(yè)廢水的應用研究

劉立剛

【摘? 要】作為一種廢水處理技術，臭氧氧化技術在印染廢水處理、制藥廢水處理中的應用廣泛。在我國逐漸提高了對工業(yè)廢水污染物排放量及回用率要求的形勢下，臭氧氧化技術有著非常廣闊的應用前景?；诖?，論文重點針對臭氧氧化技術處理工業(yè)廢水的應用進行了詳細的分析，以供參考。

【Abstract】As a wastewater treatment technology， ozone oxidation technology is widely used in printing and dyeing wastewater treatment and pharmaceutical wastewater treatment. Under the situation that China has gradually raised the requirement for the discharge rate and reuse rate of industrial wastewater， ozone oxidation technology has a very broad application prospect. Based on this， this paper focuses on the application of ozone oxidation technology in the treatment of industrial wastewater， for reference.

【關鍵詞】臭氧氧化技術;工業(yè)廢水;應用

【Keywords】ozone oxidation technology; industrial wastewater; application

【中圖分類號】X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）03-0152-02

1 引言

在我國工業(yè)發(fā)展速度逐漸加快的過程中，每年產(chǎn)生的工業(yè)廢水排放量也越來越多。工業(yè)廢水的不合理排放，對生態(tài)環(huán)境平衡產(chǎn)生了嚴重的破壞。如何對這些工業(yè)廢水進行妥善的處理，成為水處理研究領域的難點。臭氧氧化技術是一種非常有效的工業(yè)廢水處理技術，有著工藝簡單、效率高、不會造成二次污染等方面的優(yōu)勢，其在工業(yè)廢水處理中，有著廣泛的發(fā)展前景。

2 應用臭氧氧化技術處理工業(yè)廢水的優(yōu)勢

近年來，根據(jù)國家環(huán)境保護總局公布的歷年中國環(huán)境公報數(shù)據(jù)顯示，雖然我國的水體環(huán)境污染問題已經(jīng)得到了明顯的遏制，但是其治理形勢依然不容樂觀。在對各種廢水處理技術進行詳細的分析之后，發(fā)現(xiàn)加強廢水排放依然是最有效的方法?，F(xiàn)階段，傳統(tǒng)的工業(yè)廢水處理方法較多，但是均暴露出了不同的缺陷與弊端。首先，生化處理法的應用，需要在嚴格控制條件下保證微生物的生長與繁殖，如果工業(yè)廢水的pH變化較大，或者含有毒害物質(zhì)以及難降解物質(zhì)，那么將無法達到理想的處理效果。其次，混凝沉淀法、萃取法、吸附法以及離子交換法等方法的應用，不僅需要消耗大量的化學藥品與原材料，產(chǎn)生較高的處理成本，還無法避免二次污染問題，所以無法在工業(yè)廢水處理中進行廣泛的推廣。而臭氧氧化法的應用，則具有自動化程度高、占地面積小、不會造成二次污染且處理效果有保證等優(yōu)勢。與此同時，還具有較強的殺菌、脫色以及防垢等作用。與傳統(tǒng)的工業(yè)廢水處理方法相比，有著突出的優(yōu)勢。

3 臭氧氧化技術處理工業(yè)廢水的原理

將臭氧氧化技術應用到工業(yè)廢水中，主要存在兩種作用機理：首先，直接臭氧氧化機理，即臭氧會與工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)直接發(fā)生反應。但是，整個反應速度較慢，選擇性較高。其次，間接臭氧氧化機理，即臭氧在工業(yè)廢水中會分解成具有強氧化性特點的OH自由基，然后對工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)產(chǎn)生間接的氧化反應。整個反應速度非?？?，且不具有選擇性。與直接氧化反應相比，間接氧化反應的反應現(xiàn)象更加強烈，還會引發(fā)鏈反應，形成很多有機物極性，實現(xiàn)可生化性的提高[1]。

4 臭氧氧化技術處理工業(yè)廢水的具體應用

4.1 臭氧氧化技術處理印染廢水的應用

印染廢水，其實就是在紡織工業(yè)印染整階段所排放的廢水。在我國工業(yè)廢水排量中，7%都是印染廢水。如果不對印染廢水進行妥善的處理，其環(huán)境治理壓力將會越來越大。與其他工業(yè)廢水相比，印染廢水中的有機物含量更高，可生化性更差，成分更加復雜，水質(zhì)波動也較差。所以，印染廢水屬于具有一定色度，且?guī)в须y降解有機物的一類廢水，整體而言，處理難度偏大?；钚蕴课椒ㄊ潜容^常規(guī)的物理分離方法，但是這種處理方法的應用，需要投入較高的原材料成本和工程費用成本。如果使用化學混凝技術，又會產(chǎn)生大量的化學污泥，會導致環(huán)境的二次污染。與這兩種處理方法相比，臭氧氧化技術的應用更具優(yōu)勢[2]。

史振宇等人，針對印染廢水的深度處理，使用了臭氧催化-生物曝氣濾池耦合工藝。其中，臭氧濃度在71～90mg/L，反應時間控制在30～40min，臭氧投加量控制在70.65mg/L，催化劑量控制到了335mg/L。在這樣的氧化條件下，COD的去除率已經(jīng)達到最佳。所以，與單一的臭氧氧化工藝相比，臭氧催化-生物曝氣濾池耦合工藝的應用，印染廢水處理效果更好。

馮偉銘等人對臭氧氧化的內(nèi)涵與作用機理進行了深入的分析，他們認為臭氧具有較強的氧化性作用，與廢水中的有機污染物相接觸，就可以破壞水中的不飽和有機分子鍵，使其變?yōu)?個羧基類分子，直至形成性能相對穩(wěn)定的、結構相對簡單的有機物或者無機物。將臭氧氧化技術應用到廣東省內(nèi)的某一家印染廢水處理中，并對處理系統(tǒng)進行了改造與調(diào)試，發(fā)現(xiàn)改造后的系統(tǒng)運行質(zhì)量較高。經(jīng)過處理的水質(zhì)也符合相關污水排放標準，色度在40倍以下，SS在30mg/L以下，CODcr在80mg/L以下。在分析臭氧氧化廢水系統(tǒng)時，又對成本進行了估算，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改造后的系統(tǒng)，雖然提高了直接運行成本費用，但是其長遠效益較好，所以臭氧深度處理的成本也呈逐年降低趨勢[3]。

4.2 臭氧氧化技術處理冶金選礦廢水的應用

針對冶金選礦廢水的處理，面臨最大的問題就是廢水中存在著大量的浮選劑及其分解物，COD超標問題十分嚴重，對于周邊生態(tài)環(huán)境的潛在污染問題較大。如果使用傳統(tǒng)的氧化技術，受到各種因素的影響，最終的氧化效果并不理想，出水口的水質(zhì)穩(wěn)定性得不到保證。為了解決這一問題，姜智超等人以湖南彬州的金屬選礦廠鎢鉬廢水處理為研究對象，開始對臭氧氧化技術的應用進行研究。該選礦廠的廢水pH值為10，水質(zhì)成堿性，重金屬含量較少。發(fā)現(xiàn)將初始pH值設置到10，臭氧流量控制到3.0L/min，循環(huán)頻次控制為4.0次/min，反應時間控制為120min時，COD的去除率在90%以上。經(jīng)過處理的污水滿足《污水綜合排放標準》中的一級標準。而且，與傳統(tǒng)的氧氣、次氯酸鈉氧化工藝處理想法相比，氧化-循環(huán)噴淋法的應用，在COD去除效果方面，分別提高了79.5%和22.2%。

4.3 臭氧氧化技術處理煤化工廢水的應用

所謂煤化工，其實就是對煤炭進行清潔高效利用的一種現(xiàn)代化工技術。在實際的煤化工運行過程中，會產(chǎn)生大量的廢水。這種廢水的成分相對復雜，且含有降解難度較高的有機物，對于周圍環(huán)境的負面影響也比較嚴重。絮凝法和吸附法是專門針對煤化工廢水中難降解有機物的處理技術。絮凝法的應用，需要將混凝劑添加到廢水當中，使其與有機物發(fā)生反應，進行絮凝沉淀分離。而吸附法的應用，則是借助活性炭的多孔結構吸附去除廢水中的有機物。但是，無論是絮凝法，還是吸附法，在處理廢水中難降解有機物方面，均存在一定的局限性。

楊智勇等人開始研究使用臭氧氧化技術降解處理煤氣化廢水和聚合母液廢水。其中，煤氣化廢水中的成分比較復雜，COD與NH3-N超標十分嚴重，色度高，可生化性較差。而聚合母液也有著濁度高、降解難度大等問題。利用臭氧氧化技術降解處理煤氣化廢水，pH值、臭氧濃度越高，反應時間越長，COD的去除效果越顯著。當初始pH值為11時，將臭氧濃度控制在50mg/L，將氧化降解時間控制為60min，煤氣化廢水中的COD可以至少降低65%，且廢水可以從原本的棕色渾濁狀態(tài)，逐漸恢復到無色透明狀。另外，在處理聚合母液廢水時，可以確定的是串聯(lián)反應器的使用可以明顯提升臭氧的利用率，如果臭氧濃度為60mg/L，串聯(lián)3、5級，將降解時間控制在150min左右，聚合母液中的COD去除率可以高達66.4%。由此可見，利用臭氧濃度對這兩種廢水進行降解處理，COD具有飽和性。當?shù)竭_臨界濃度時，臭氧濃度再高，COD的去除率也不會增加[4]。

4.4 臭氧氧化技術處理城鎮(zhèn)污水的應用

在《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中，明確提出一級A類標準的COD排放限值為50mg/L。但是，如果城鎮(zhèn)進水中不慎摻雜了工業(yè)廢水，或者存在降解難度較大的藥品、個人護理品或者保健品，那么城鎮(zhèn)污水出水水質(zhì)將會明顯降低。

高俊賢等人以太湖流域污水處理廠的二級出水為研究對象，對臭氧氧化技術的應用進行了小試和中試試驗研究。最終發(fā)現(xiàn)，針對不同的水質(zhì)COD去除，臭氧氧化技術的應用效果存在著較大的差異。

之后，劉士誠等人開始研究利用臭氧氧化技術降解處理地表水中藥品吉非羅齊的情況，發(fā)現(xiàn)降解效果非常顯著。尤其臭氧濃度為0.5mg/L、吉非羅齊濃度為0.3mg/L，pH值在7～9時，降解效果可以高達99%。

5 結語

綜上所述，臭氧氧化技術是一種有著廣闊應用前景的工業(yè)廢水處理技術。其在印染廢水、冶金選礦廢水、煤化工廢水以及城鎮(zhèn)污水等處理中的應用，效果非常顯著。但是，臭氧氧化技術的應用還有很多不足之處。所以，我們還需要加強臭氧氧化技術的升級與改造，從而將其更加廣泛地應用到其他工業(yè)廢水的處理當中。

【參考文獻】

【1】松麗濤.臭氧氧化技術在工業(yè)廢水處理中的應用[J].化工管理，2020（30）：104-105.

【2】王若男.催化臭氧氧化技術處理工業(yè)廢水的研究進展[J].建筑與預算，2020（08）：51-54.

【3】賀陽.2種深度氧化技術在工業(yè)廢水處理中的應用實例比較[J].工業(yè)水處理，2020，40（01）：108-111.

【4】王時燦.臭氧氧化技術處理工業(yè)廢水[J].科學技術創(chuàng)新，2020（02）：12-13.