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。     

垃圾渗滤液生物处理出水臭氧氧化的研究

对垃圾渗滤液生物处理出水进行了臭氧氧化的研究。研究表明,随着氧化时间的延长,CODCr去除率增大;在碱性条件下进行臭氧氧化。pH越高,CODCr去除效率越高。采用BOD5／CODCr来表征垃圾渗滤液的生物降解性,研究了臭氧氧化前后垃圾渗滤液生物处理出水的生物降解性变化规律,表明臭氧氧化可以提高垃圾渗滤液生物处理出水的生物降解性,但提高的幅度不大。通过色谱-质谱法（GC—MC）对臭氧氧化前后垃圾渗滤液的成分进行分析,结果表明,臭氧氧化前后废水中的主要成分没有发生变化,仍然为难降解物质;臭氧氧化使废水中的部分物质发生了结构上的变化,减少、消失和生成的物质多为可降解物质。     

臭氧催化氧化处理活性蓝染料废水及催化剂的研究

进行了臭氧化学氧化体系和臭氧催化氧化体系对活性蓝处理效果的比较。提出了常温常压下臭氧催化氧化预处理活性蓝染料废水的新方法。实验结果表明,臭氧催化氧化处理COD为13 800 mg/L的活性蓝染料废水时,最佳反应pH值为5～6,臭氧用量为80 mg/L时,反应时间约40 min,COD去除率大于80%,色度去除率大于90%,达到了预处理要求。     

pH对微气泡臭氧氧化处理染料废水影响

微气泡技术有助于改善废水臭氧氧化处理效果,p H值是影响微气泡臭氧氧化处理性能的重要因素。考察了不同初始p H值条件下,微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R废水性能。结果表明,p H值对微气泡曝气中臭氧分解速率具有显著影响,强酸性和碱性条件下,微气泡曝气中臭氧分解速率均明显高于中性条件。同时,酸性和碱性条件下,微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R的脱色速率和TOC去除速率明显高于中性条件。酸性条件下臭氧微气泡氧化能力最强,TOC去除速率约为中性条件的2倍,TOC去除率可达83.1%。酸性、碱性和中性条件下TOC去除量与臭氧消耗量的比值(R)分别为0.0372、0.0298和0.0180 mg/mg。不同初始p H值下微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R过程中,臭氧利用率均高于99%。     

逆流萃取+臭氧氧化联合工艺处理油基岩屑的效果

为解决页岩气开采过程中产生的油基岩屑的资源化、无害化处理问题,采用逆流萃取+臭氧氧化联合的方法对其进行处理,并分别对逆流萃取、臭氧氧化环节的工艺参数进行了优化。结果表明,在最优条件下,经过处理后的油基岩屑的含油率可由原始的39.42%降低到0.18%,达到了GB 4284-2018中规定的处置要求,处理过程中回收的油分可重新用于配制钻井液。通过对油基岩屑固相的表征,发现其具备臭氧催化氧化催化剂的明显特征,是一种天然的臭氧催化氧化催化剂,并从反应动力学角度对臭氧氧化环节的反应特性进行了定量分析。结果表明,其满足一级反应动力学特征,反应活化能为6.194 kJ·mol~(-1)。以逆流萃取+臭氧氧化为核心的联合工艺为油基岩屑的资源化、无害化处理提供了参考。     

臭氧氧化降解给水系统中诺氟沙星的实验研究

采用臭氧氧化技术处理给水系统中难降解的诺氟沙星(NOR),考察了NOR臭氧氧化的影响因素,得出最佳的处理条件:初始pH为8,臭氧投加量为5 mg/L,反应90 min后去除效率达31.02%,较常规处理大大提高,同时还对反应机理进行了初步探索,研究表明,NOR经臭氧氧化后生成多种小分子物质。     

臭氧气泡大小对分散染料废水氧化处理效果的影响

采用臭氧氧化法处理实际分散染料废水,研究了初始pH、臭氧投加量、反应时间、臭氧气泡大小(气体洗瓶和自制的砂芯鼓泡反应柱分别作反应器)对处理效果的影响,采用动态显微高速摄影仪对反应器内的臭氧气泡进行了表征.结果表明,反应体系的初始pH、臭氧投加量越高,反应速率越快,染料废水的脱色及矿化效果越好;染料废水的臭氧氧化处理过程符合拟二级动力学方程;自制的砂芯鼓泡反应柱改善了臭氧分散效果,缩小了气泡直径,提高了臭氧传质速率和效率,强化了臭氧氧化能力.     

臭氧氧化法深度处理纤维板生产废水的研究

采用臭氧氧化法深度处理纤维板生产废水,探讨了臭氧投加量以及反应时间对COD和色度去除的影响,得到了最佳的工艺参数,并分析了这种处理方法的经济性。结果表明,当臭氧投加量为180mg/L、反应时间为30min时,纤维板生产废水的COD、色度去除率分别为58.3%、98.3%。采用臭氧氧化法深度处理纤维素废水的投资成本为600～700元/t,运行成本为0.8～1.2元/t,较Fenton氧化处理方法而言,在处理效率和经济成本上具有较大优势。     

非均相催化臭氧氧化法深度处理染料废水

分别采用单独臭氧氧化法和非均相催化臭氧氧化法处理染料废水,研究了催化剂种类、焙烧温度和投加量对处理效果的影响,探索最适宜的工艺参数。结果表明:控制臭氧发生量为10g/h,接触时间30min时,分别加入一定量的MnO/沸石、CuO/沸石和Fe_2O_3/沸石,对染料废水的臭氧氧化反应均有催化作用,处理效果优于单独臭氧氧化法。以沸石作为载体,采用浸渍法制备催化剂,在600℃下焙烧10h、催化剂投加量为3.0g时,MnO/沸石催化臭氧氧化处理染料废水的效果最好,COD、苯胺和色度的去除率在30min时分别为76.56%、95.93%和96.87%。     

磁强化臭氧氧化生化处理二级出水的试验研究

在外加磁场作用下,采用臭氧氧化对青岛某污水处理厂生化处理二级出水进行了处理.考察了臭氧投加量、反应时间、磁场强度对处理效果的影响.经过多次试验得到的最佳运行参数为:臭氧投加量3.5 mg/L;反应时间10 min;磁场强度3 000Gs.外加磁场提高了臭氧氧化的效率,缩短了反应时间.     

臭氧氧化降解烷基多苷的试验研究

分析了碱性介质臭氧降解烷基多苷(APG)的机制,进行了臭氧氧化降解APG的试验研究。结果表明,臭氧对APG有较强的氧化能力;有机质初始浓度高有利于其氧化降解;初始阶段降解速率较快,当COD降解率达80%时,再增加臭氧的通入量,降解变慢;臭氧氧化处理APG过程中泡沫的产生、存在的时间及消除与APG的浓度、氧化降解程度密切相关。     

双频超声/臭氧联用处理硝基苯类制药废水研究

采用臭氧单独氧化、单频超声协同臭氧、双频超声协同臭氧氧化处理硝基苯类制药废水,考察了废水初始pH值、臭氧通入量、超声波频率及功率等因素对处理效果的影响。优化出双频超声协同臭氧处理硝基苯制药废水的最佳处理条件,经处理后的水质能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准.     

2种组合工艺处理靛蓝废水的中试实验研究

分别采用水解酸化/好氧MBBR/BAF和水解酸化/好氧MBBR/臭氧氧化/BAF 2种组合工艺对实际靛蓝废水进行处理规模为24 m3/d的中试研究。实验结果表明,当进水COD平均初始浓度为2 100 mg/L、平均色度为90倍、系统总水力停留时间为40 h时,前一种组合工艺对COD和色度的去除率分别达93.27%和89.87%;而后一种组合工艺对COD和色度的去除率分别达97.96%和100%,工艺中臭氧氧化单元可使处理后出水中有机物的数量大大降低。表明水解酸化/好氧MBBR/臭氧氧化/BAF组合工艺处理靛蓝废水更为有效,但增加臭氧氧化单元会使每吨废水处理成本增加0.55元。     

催化臭氧氧化处理对氯苯酚的研究

采用臭氧氧化法处理对氯苯酚溶液,研究了pH、温度、气体流量和对氯苯酚初始浓度等因素对处理效果的影响.反应体系pH越高,越有利于氧化反应.用自制的载有Fe,Co,Mn氧化物的活性炭纤维(ACF)催化剂进行催化臭氧氧化对氯苯酚的实验.结果表明,Fe/ACF显示了较好的催化性能和活性.通过在反应体系中加入一定量的羟基自由基猝灭剂,初步探讨了其催化机理,即催化剂和臭氧反应生成了氧化性极强的羟基自由基.     

催化臭氧氧化降解糖蜜酒精废水的研究

以SnO2为催化剂,研究糖蜜酒精废水在臭氧条件下的氧化降解反应,为糖蜜酒精废水的治理提供一种新的处理方法.研究表明,SnO2加速了臭氧氧化反应,使糖蜜酒精废水的氧化降解加快.影响糖蜜酒精废水氧化降解的主要因素有臭氧流量、废水的初始pH和催化剂用量等.加大臭氧流量及增加催化剂用量,均有利于糖蜜酒精废水的降解.适宜的反应条件是:糖蜜酒精废水的稀释倍数为10倍,臭氧流量为130 mg/h,催化剂用量为2.500 g/L,废水的初始pH为4.25,温度为30 ℃.在该条件下反应60 min,废水的脱色率为60.2%,COD去除率为44.5%.动力学分析表明,单独臭氧氧化降解糖蜜酒精废水和SnO2催化臭氧氧化降解糖蜜酒精废水均为拟一级反应.     

臭氧氧化降解含染料废水的研究

探讨了臭氧氧化技术处理染料 (酸性、直接、活性、分散和还原颜料 )模拟废水的影响因素———pH值、初始浓度和臭氧含量等对其的影响 ;臭氧氧化能提高染料废水的可生化性 ,可用来作为高浓度染料废水的预处理手段     

臭氧氧化处理养猪场厌氧沼液

实验在MAP沉淀处理的基础上,采用臭氧氧化技术对养猪场厌氧沼液进行处理。研究了氧化过程中臭氧的投加量、反应时间对沼液pH、COD和UV254的去除效果、沼液可生化性、氮形态转化的影响。结果表明,在臭氧氧化过程中,随着反应时间的延长,沼液pH呈逐渐下降的趋势。在臭氧投加量为6 mg/L、反应时间为40 min时,COD和UV254去除率达到最大,分别为21.7%和60%。此外,臭氧氧化能把BOD5/COD的比值从0.24提高为0.41,有效提高了沼液的可生化性。在臭氧投加量为6 mg/L、反应时间为2 h时,TN的浓度基本维持在370~410 mg/L之间,氨氮浓度随时间呈现先升高后降低的变化趋势,且最终维持在132.7 mg/L,然而,硝态氮浓度反而升高了近一倍,由此可见,臭氧氧化不能完全脱氮,只能使氮从一种形态转化为另一种形态。     

安全饮用水保障处理中试平台的开发和建设

安全饮用水保障处理中试平台，除具有常规处理工艺外，还引入臭氧接触氧化／催化臭氧氧化、纳滤和反渗透过滤技术、动态膜树脂吸附、光催化氧化、管网生物膜控制等新技术。作者介绍了中试平台建设的设计思路、处理流程及控制系统，并对平台建设的作用进行了阐述。     

臭氧氧化降解含染料废水的研究

探讨了臭氧氧化技术处理染料(酸性、直接、活性、分散和还原颜料)模拟废水的影响因素——pH值、初始浓度和臭氧含量等对其的影响；臭氧氧化能提高染料废水的可生化性，可用来作为高浓度染料废水的预处理手段。     

介质阻挡等离子放电臭氧氧化乙醛废水

对介质阻挡等离子体放电产生臭氧以及臭氧氧化乙醛模拟废水(乙醛水)的过程特性进行了研究。纯氧的介质阻挡等离子放电产生含有一定臭氧浓度的氧气流,含臭氧的氧气流通入模拟乙醛废水中对乙醛进行臭氧氧化。研究发现,乙醛可以被臭氧深度氧化成CO和CO2,CO2的选择性为66%~80%。乙醛去除反应是臭氧浓度的一级反应和乙醛浓度的一级反应。臭氧氧化乙醛的能量效率随能量密度的增加而降低。研究还表明,如能循环使用未能和废水中的乙醛发生反应的臭氧有望降低臭氧处理废水的成本。