臭氧氧化技术发展前瞻

臭氧具有很强的氧化能力,在给水和废水处理中有一定的应用。分析臭氧氧化技术的特点和局限性,介绍目前发展较快的催化臭氧氧化技术和臭氧联用技术,展望臭氧氧化技术未来的发展趋势。     

烟气脱硝装置臭氧腐蚀性安全评估

根据烟气脱硝装置工艺特点,利用臭氧腐蚀性测试装置,开展了金属材质的腐蚀性研究。通过扫面电镜对不同材质腐蚀前后的表面形貌进行表征,确定了臭氧对不同材质的腐蚀特性,通过理论计算确定了臭氧分解的绝热温升。结合脱硝装置工艺特点对氧气管道流速控制方面进行了分析和总结,根据分析结果给出了建议。     

基于臭氧氧化的喷淋散射塔氨法脱硝的模拟研究

采用数值方法对基于臭氧氧化的喷淋散射塔氨法脱硝过程进行了模拟研究,考证了其内部气液两相流动、热质传递和脱硝过程,并用示范装置结果进行了验证。考察了不同O3/NO摩尔比对NO氧化率的影响,研究了不同液气比,O3/NO摩尔比,烟气流量和浸没深度对脱硝效果的影响。结果表明:液气比,O3/NO摩尔比,浸没深度增大有利于脱硝,烟气流量越大则脱硝率降低。     

气相臭氧氧化协同湿法吸收脱硝技术的性能和氮转化

气相臭氧氧化协同湿法吸收脱硝技术具有脱除效率高、设备简单、投资低、运行易控等优点,适用于钢铁烧结、焦炉和陶瓷等较低温度（<150℃）和较低NO_x浓度（<400 mg/m3）烟气的深度净化。从理论上分析了臭氧氧化协同湿法吸收脱硝反应过程物理化学行为,并采用傅里叶红外光谱和离子色谱等方法,分别考察了气相臭氧氧化NO和气相臭氧氧化协同湿法吸收脱硝的氮产物分布,计算氮转化率。结果表明:n（O₃）:n（NO）和水溶性是影响NO氧化程度和氧化产物吸收脱除效率的关键因素。当n（O₃）:n（NO）>1.5时,NO的氧化产物是与SO₂水溶性相当的N₂O₅和HNO₃,均可实现在传统脱硫吸收塔中同步高效脱除,而且产物为稳定性良好的NO₃-。氮平衡分析结果表明,氮转化率接近99%,而不可检测的氮组分可以忽略不计或者不存在。     

臭氧氧化工艺对污水处理厂二级出水的处理特性

城镇污水处理厂深度处理单元采用臭氧氧化和臭氧催化氧化工艺可对溶解性难降解有机物进行强化去除。针对臭氧氧化的选择性和臭氧催化氧化去除COD的稳定性,以污水处理厂二级出水为研究对象进行臭氧氧化小试和中试试验,考察不同进水水质情况下臭氧氧化的效果,臭氧氧化后污水可生化性和NH₃-N的变化情况以及臭氧催化氧化去除COD的稳定性。研究结果表明:臭氧氧化对不同水质进水COD的去除效果差异较大,对含有较多饱和有机酸的污水处理效果有限,且臭氧氧化处理后污水BOD₅和NH₃-N均未升高。臭氧催化氧化去除COD的效果与催化剂的吸附饱和程度相关。因此,建议设计城镇污水处理厂臭氧氧化和臭氧催化氧化工艺前需进行小试实验明确对COD的去除效果,臭氧催化氧化小试实验需进行90 d以上或试验至臭氧催化剂达到吸附饱和,不建议在臭氧氧化工艺后增设生物滤池和曝气生物滤池。     

污水再生处理臭氧氧化系统运行费用分析

系统掌握污水再生处理臭氧氧化系统的运行费用构成及其影响因素对降低运行费用具有重要意义。文章对污水再生处理臭氧氧化系统的运行费用进行了系统分析,结果表明,其运行费用主要由臭氧发生系统运行费用和臭氧尾气破坏系统运行费用构成,其中前者比重高达95%~99%,后者约为1%~5%。影响污水再生处理臭氧氧化系统运行费用的主要因素是臭氧投加量、臭氧气体浓度等工艺参数。在保证处理效果的前提下,提高臭氧利用率,减少臭氧投加量,以及提高臭氧气体浓度,是有效降低污水处理臭氧氧化系统运行费用的关键。     

臭氧氧化技术在有机废水处理中的应用

臭氧氧化作为一种有效的有机废水处理技术,对难生物降解的有机废水具有良好的降解效果。臭氧一般不能氧化彻底有机物,由此衍生了一系列的臭氧组合工艺,本文介绍了臭氧的性质及氧化机理,分析了臭氧氧化和衍生技术在处理农药废水、焦化废水、垃圾渗滤液、纺织印染废水等难降解有机废水中的应用,并指出了臭氧氧化技术存在的问题。     

污水深度处理臭氧氧化系统工程造价分析

系统掌握污水深度处理臭氧氧化系统的工程造价构成及其影响因素对降低其工程造价具有重要意义。详细分析了臭氧发生、臭氧投加、臭氧接触反应及臭氧尾气处理等污水深度处理臭氧氧化系统4个子系统的工程造价构成及其影响因素,结果表明:臭氧发生单元的造价所占比重最大,高达60%~70%,其次是臭氧尾气破坏设备(16%~18%)和臭氧投加单元(12%~15%),臭氧接触反应设备的造价所占比重最小,约为3%~5%。影响臭氧氧化系统工程造价的主要因素除处理规模外,还有臭氧投加量、臭氧气体浓度及水力停留时间等工艺参数,其中臭氧投加量和臭氧气体浓度的影响较大。在达到处理要求的情况下,提高臭氧利用率、降低臭氧投加量以及升高臭氧气体浓度,是有效降低臭氧氧化系统工程造价的关键。     

臭氧液相氧化同时脱硫脱硝实验研究

在自制的鼓泡反应器上对臭氧(O_3)液相氧化分别脱硫脱硝技术进行了实验研究.结果表明,液相中O_3对NO能够有效氧化,SO_2的存在对NO的脱除具有一定的负面影响,而pH值对NO的脱除率影响较小.[O_3]/[NO]=1.1时,NO脱除率可达到89.6%.pH在3～11范围内,NO脱除率达80%以上.温度在20～65℃范围内,NO脱除率不发生明显变化.结合尾部洗涤装置后,可有效脱除SO_2和NOx,脱硫效率几乎达到100%,在[O_3]/[NO]=1.1时,可获得84.2%的脱硝效率.     

微气泡-臭氧和微孔-臭氧工艺深度处理腈纶废水的对比研究

石化行业产生的腈纶废水是难降解难处理的有机废水之一,经生化工艺处理后均不满足排放要求。比较了微气泡-臭氧工艺和微孔-臭氧工艺对该废水进行深度处理的效果,并对其降解机理进行了分析。结果表明:在COD、UV254、NH3-N的去除及废水可生化性提高方面,微气泡-臭氧工艺优于微孔-臭氧工艺。微气泡-臭氧体系的气含率、臭氧传质系数和臭氧平均利用率分别是微孔-臭氧体系的11倍、3倍和1.5倍,特别是微气泡-臭氧体系的羟基自由基数量和溶解性臭氧浓度均高于微孔-臭氧体系,即前者的氧化能力更强,使含双键和苯环类物质更多地氧化成烯酸、羧酸等小分子有机物,从而改善废水的可生化性。     

污水处理厂尾水臭氧氧化工艺影响因素研究进展

为探究影响臭氧氧化工艺运行效果的因素并优化其运行参数,介绍了臭氧氧化工艺的处理机制,基于文献分析了环境条件、臭氧投加量、臭氧接触时间对臭氧氧化效果的影响,明确了最佳臭氧投加量与最佳接触时间。分析表明:温度的上升能够提高臭氧消耗率和反应速率,但对有机物去除效果的影响较小;最理想的反应pH为7;臭氧最佳投加量的范围约为O3/COD=0.13～0.25或O3/TOC=0.5～1.2;当二级出水TOC12 mg/L时,最佳臭氧接触时间为4～5 min;当二级出水TOC12 mg/L时,最佳臭氧接触时间为10～15 min。     

不同臭氧化工艺降解水中腐植酸

腐植酸作为水体中天然有机物的代表性物质的危害大,传统的处理工艺对其处理效果不理想。臭氧具有很强的氧化性,可以通过直接反应氧化水中有机物,也可以通过离解产生的·OH自由基氧化降解有机物。通过静态试验,对比了四种不同臭氧化工艺对腐殖酸的去除效果,分析了臭氧化降解原理、紫外光降解及催化臭氧化原理、活性炭吸附及催化臭氧化原理,探讨了臭氧、紫外线、活性炭三者之间的协同作用。     

活性炭臭氧氧化处理水中聚乙二醇的研究

采用活性炭悬浮式光化学反应仪进行了光催化臭氧氧化不同分子量的聚乙二醇(200-20000)水溶液的研究,考察了臭氧氧化、UV、活性炭吸附和活性炭催化臭氧氧化等不同条件下COD去除率效率,证明活性炭不仅具有对有机物的吸附作用而且同时也具有对臭氧氧化的催化作用。聚乙二醇在活性炭上的吸附特性对其降解具有重要的作用,但是在此系统中不能够完全降解聚乙二醇。     

臭氧水处理技术的进展

臭氧氧化技术是高级氧化技术的一种，在水处理中已有百年的历史。近年来由于对微污染物和难降解有机废水的关注，臭氧处理技术有了新的发展。本文总结了臭氧的应用和三种臭氧氧化技术，指出了臭氧技术发展的方向。     

Hp-β-环糊精包络臭氧氧化去除水中PPCPs研究

为提高臭氧的稳定性,采用臭氧化Hp-β-环糊精溶液的方法对臭氧进行包络。考察了臭氧/Hp-β-环糊精包络物的氧化特性,臭氧化量和Hp-β-环糊精浓度对臭氧/Hp-β-环糊精包络物氧化能力的影响,并研究了臭氧/Hp-β-环糊精包络物对二级出水中添加的10种药品和个人护理用品(PPCPs)的去除效果。结果表明:臭氧/Hp-β-环糊精包络物具有持续的氧化能力,增加臭氧化量或Hp-β-环糊精浓度可显著提升臭氧/Hp-β-环糊精包络物的氧化能力。臭氧/Hp-β-环糊精包络物有较强的氧化性;向0.7 g/L的Hp-β-环糊精溶液中通入6 mg臭氧后,PPCPs的去除率为50%~70%,去除率受PPCPs分子结构影响。臭氧/Hp-β-环糊精包络物氧化可与其他氧化技术联合应用于污染物去除或用作臭氧化后的持续氧化。     

气相臭氧深度氧化协同湿法吸收脱硝工艺的氮平衡研究:以某钢铁公司300 m2烧结烟气脱硫脱硝系统为例

目前,气相臭氧深度氧化协同湿法吸收脱硝技术已成功应用于多套大型烧结烟气超低排放治理工程。然而,有关氧化产物通过吸收系统时能否从气相高效传递至液相,能否实现氮平衡等问题尚未形成共识。为此,针对某钢铁公司300 m2烧结烟气气相臭氧深度氧化协同湿法吸收脱硫脱硝系统,建立了具有清晰的氮平衡边界和明确的氮输入、输出和累积项,并且尽可能减少动态变化参数的氮平衡研究方法。在此基础上开展了氮平衡研究,结果表明:脱硫脱硝系统的氮转化率为96.4%,表明烟气中的NO_x经臭氧深度氧化后可高效吸收。随着烟气进入和排出脱硫脱硝系统的气态NO_x,随着冲洗水进入和随着石膏排出脱硫脱硝系统的NO₃-,以及吸收塔、缓冲池中累积的NO₃-是最主要的氮输入、输出和累积项,也是针对实际工程开展氮平衡研究应重点考虑的氮组分项。     

TiO_2/AC催化臭氧氧化处理水中的苯酚

研究了单独臭氧氧化及以活性炭(AC)和负载二氧化钛的活性碳(TiO2/AC)为催化剂催化臭氧氧化处理水中苯酚的效果。考察了AC、TiO2/AC对苯酚的吸附特性及三种方法对苯酚的转化率及矿化率效果及其臭氧利用效率,并对氧化过程进行了动力学分析。实验结果表明:AC、TiO2/AC对苯酚的吸附均较好地符合Freundlich方程;催化臭氧氧化转化苯酚的效果高于单独臭氧氧化;TiO2/AC作催化剂有利于苯酚的最终矿化,同时提高了臭氧的利用效率;3种氧化反应均较好的符合二级动力学方程,TiO2/AC催化臭氧氧化苯酚的二级动力学常数为0.0001L/(mg.min),高于单独臭氧氧化0.00004L/(mg.min)和AC催化臭氧氧化0.00006L/(mg.min)。     

臭氧氧化降解除草剂草甘膦的实验研究

以有机磷农药草甘膦作为目标污染物,进行了臭氧氧化试验.研究了不同臭氧投量、草甘膦初始浓度、初始pH对臭氧氧化去除草甘膦的影响,并对降解途径进行了探究.实验结果表明：臭氧投量越大,草甘膦初始浓度越低,臭氧氧化草甘膦的反应速率越快;不同pH条件下,碱性体系中草甘膦的去除速率最快,中性次之,酸性体系中草甘膦的去除速率最慢;臭...     

菲的臭氧不完全氧化及其影响

为了考察生化法代替部分臭氧氧化的可能,对菲进行了臭氧不完全氧化研究采用液相色谱和紫外光谱观察了氧化过程和中间产物的变化,并且测定了中间产物水溶液的总有机碳浓度(TOC)和中间产物对活性污泥氧吸收速率(OUR)的影响.结果表明,菲被臭氧氧化的同时,有中间产物生成;臭氧可以与中间产物反应,但是难以使之矿化;臭氧氧化改善了菲的可生化性臭氧氧化结合生物降解,有望成为兼顾经济性与效率的处理废水中菲的方法.     

臭氧氧化水中壬基酚的反应机理研究

采用臭氧氧化浓度为20 mg/L的壬基酚溶液,研究了臭氧氧化去除壬基酚的效果及氧化过程中中间产物的变化情况,探讨了臭氧氧化壬基酚的反应机理.结果表明,臭氧氧化涉及2种氧化方式,臭氧分子的单独反应和臭氧/羟基自由基的联合氧化.2种氧化方式在18 min内均能完全去除壬基酚,联合氧化方式在4 min内即能达到96％的去除率,而单独臭氧分子氧化需要12 min.氧化过程中检测到甲醛的产生,单独臭氧氧化下甲醛产生量在8 min左右达到稳定,而混合氧化方式下甲醛量逐步增加.