臭氧氧化在廢水中的應(yīng)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(yīng)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?！?/span>

　　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(yīng)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(yīng)用（用于水循環(huán)使用的室內(nèi)預(yù)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(yīng)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(yīng)速度很快，表明反應(yīng)可能由傳 質(zhì)過程控制，而絡(luò)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(yīng)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(wù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)垃圾滲濾液處理工藝   關(guān)鍵：膜生物反應(yīng)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(yīng)用

1、臭氧處理技術(shù)可從兩方面來看：一是臭氧作為預(yù)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+氣浮（吹脫）；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(yīng)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(yīng)同其他涉及臭氧生成·OH的反應(yīng)（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(yīng)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