大型臭氧發生器的水處理工藝

一、臭氧發生器概述

臭氧是世界公認的***殺菌消毒劑，臭氧比氧分子多了一活潑的氧原子臭氧，化學性質特別活潑，是一種強氧化劑，在***濃度下可迅速殺滅空氣中的細菌。沒有任何有毒殘留，不會形成二次污染，被譽為“***清潔的氧化劑和消毒劑”。

通電其反應的化學方程式為3O2====2O3

臭氧發生器是用于制取臭氧的設備裝置。臭氧易于分解無法儲存需現場制取現場使用（但是在特殊的情況下是可以進行短暫時間的儲存），凡是能用到臭氧的場所均需使用臭氧發生器。臭氧發生器在自來水，污水，工業氧化，空間滅菌等領域廣泛應用。

1、臭氧發生器工作原理

氧氣（或空氣）通過高頻高壓電場，使氧轉化為臭氧，并及時與水混合，利用臭氧的強氧化作用，殺滅水中的細菌。

2、臭氧發生器的構成

3、主要控制參數與基本要求

臭氧發生器選用主要控制參數為臭氧發生量，臭氧濃度，公斤臭氧電耗等；應符合《臭氧發生器》HJ/T264－2006以及《臭氧發生器》CJ/T 3028.1-1994的規定，并按照規定程序批準的圖樣及技術文件制造。

4、主要技術參數

1）、不同等級的臭氧發生器的氣源，無論用空氣還是氧氣，其露點溫度都應≤-50℃。

2）、不同等級的臭氧發生器產生臭氧的濃度見表1

表1 不同等級臭氧發生器產生臭氧濃度

3）、不同等級的臭氧發生器產生公斤臭氧的電耗見表2                

表2 不同等級臭氧發生器產生公斤臭氧電耗

4）、不同等級的臭氧發生器冷卻方式見表3

表3 不同等級臭氧發生器冷卻方式

5、施工、安裝要點5）、以空氣為氣源，臭氧發生器產生的氮氧化物（NOX）濃度不得大于臭氧濃度的2.5%。

（1）、臭氧發生器***安裝在制水車間和灌裝車間之外(尤其嚴禁安裝在狹小、潮濕的制水或灌裝車間),保持發生器工作環境通風及空氣干燥，該空間***安裝排風扇。

（2）、臭氧發生器安裝位置應高于地面1.2m以上,有條件時可高于貯水罐1～2m。臭氧輸送管路和單向閥***高于貯水罐1～2m。

（3）、具體產品的施工安裝要點需詳見企業樣本?！?/p>

6、操作規范

（1）在任何情況下打開臭氧發生器機蓋或進行維修作業***撥出電源插頭。

（2）不允許使用濕潤的抹布清理臭氧機表面灰塵，以免發生觸電事故。

（3）不允許長時間在臭含氧量比較高的環境下工作，以免臭氧中毒。

（4）如發生臭氧泄漏的情況需要及時關閉臭氧發生器，并在開啟通風設備進行通風處理后，即時退出臭氧發生器使用空間，等空間殘余臭氧降至對應范圍再進入。

（5）臭氧發生器不允許頻繁開關，關機后應至少間隔離5分鐘再開機，以免損壞機器。

（6）突然停電后應立即關閉臭氧發生器各個機組的電源,來電后按空氣輸送的流向依次打開各個機組。

（7）要注意冷卻水管的進出水量是否夠用，不夠了記得及時添加；冷卻水管的出水口水溫不要高于常溫太多。

二、應用部分

（一）在自來水廠的應用及工藝路線

1、活性炭濾層結構

活性炭濾層厚度不低于 1. 2 m ,根據要去除的不同污染物 ,接觸時間在 6 ～30 m in之間 ,但在一些應用中可高于或低于這個范圍。

以去除嗅味為主時 , 接觸時間一般為 8 ～10 m in;

以去除CODM n為主時 ,接觸時間一般為 12～15 m in。

砂墊層對濁度有去除效果 ,但是去除率不高 ,當砂墊層進水濁度為 0. 10 NTU 時 ,濁度的平均去除率為 6. 5% ; 石英砂墊層對高錳酸鹽指數和氨氮基本沒有去除作用。然而砂墊層對微生物有較好的截留作用。活性炭柱在反沖洗后的運行初期 ,石英砂墊層能夠有效地截留活性炭出水中的部分細菌 ,而運行一段時間后 (一般為數周 ) ,石英砂墊層就失去了對水中細菌的截留作用。但是 ,活性炭柱經過再次反沖洗后 ,石英砂墊層將恢復對水中細菌的部分截留作用。因此 ,為了保障出水水質 ,砂墊層的設計考慮采用濾料級配為 0. 8～1. 2 mm 的石英砂 ,砂墊層厚度為 300 mm。從長期生產運行情況看 ,砂墊層起到了預期效果。

2、活性炭濾池池型

活性炭濾池可以分為重力式和壓力式。重力式活性炭濾池可以采用鋼筋混凝土結構 ,因此在大中型水廠中應用通常是經濟的。重力式活性炭濾池的構造與普通砂濾池相似 ,只是把濾料層換成了活性炭炭層 ,但活性炭炭層厚度較砂濾池中的砂層厚。重力式活性炭濾池雖然有利于懸浮物的去除 ,但為了避免懸浮物和微生物產生的粘液堵塞活性炭濾層 ,***重視反沖洗，國內已建成水廠中的活性炭池型多采用普通快濾池、虹吸濾池、V 型濾池、翻板濾池 ,且在技術上都是可行的 ,其中以 V 型濾池和翻板濾池相對更具吸引力和代表性。 

3、 臭氧系統選擇 

臭氧系統由氣源、發生系統、接觸池、尾氣破壞系統和控制系統五部分組成  。

① 氣源主要有三種 ,即使用成品純液態氧、現場用空氣制備純氣態氧和直接利用空氣。為了提高臭氧濃度 ,同時節省能耗 ,降低設備及管道尺寸 ,目前較***的臭氧發生器多采用前兩種方式制備臭氧,第三種方式適用于臭氧產量較小的場合。

 氣源處理工藝流程圖

②臭氧發生系統

臭氧發生是由臭氧發生器來完成的 ,目前使用***廣的臭氧發生器一般分為玻璃管和陶瓷管兩類。臭氧發生器的備用率一般應大于 30% ,備用的方式有設備臺數備用 (硬備用 )與設備發生能力備用 (軟備用 )兩種。每臺臭氧發生器臭氧發生量的調節范圍不應小于 10% ～。

③ 接觸池

預臭氧接觸池一般設 1 個臭氧投加點 ,較多采用水射器投加方式 ,臭氧投量通常為 0. 5 ～1. 5 mg /L ,反應時間為 3 ～5 m in,水中余臭氧一般為零或很少。

主臭氧接觸池一般設多個臭氧投加點 (通常為2～3個 ) ,采用微孔曝氣投加方式 ,臭氧投加量通常為1. 5～3. 0 mg /L (水中余臭氧為 0. 2～0. 4 mg /L ) ,反應時間一般不小于 10 m in。為了保證對隱孢子蟲和賈第蟲的殺滅效果 , CT值一般要大于 4。

④ 尾氣破壞系統

尾氣破壞系統是收集臭氧接觸池排出的剩余臭氧并將其分解成對環境***的氧  ,主要有催化氧化法和加熱分解法 ,目前兩種方法均得到廣泛應用。

⑤ 控制系統預臭氧投加控制一般根據水量進行比例投加 ,投加濃度根據鐵錳等還原物質含量確定。主臭氧投加控制一般根據水量和水中余臭氧進行雙因子復合環投加控制 (水量是前饋條件 , 余臭氧是后饋條件 ) 。

生活污水的提標或再生處理的應用

（二）

1 臭氧對剩余污泥的減量化

經臭氧處理后的污泥作為污水的一部分和目標廢水一起進入曝氣池，被微生物利用消化，部分轉化為二氧化碳，經過這樣一個臭氧對污泥的預處理過程，剩余污泥得到大幅度減量。

2 臭氧對水體的除異臭

在污水處理過程中產生氣味的物質只有少數是無機化合物，如氨 氣、磷；大多數

是有機化合物，如低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類等。這些物質都帶有活性基團，容易被氧化，利用臭氧具有強氧化性這一特點，氧化活性基團，氣味消失，從而達到除臭的原理。在氧化除臭的同時，形成富氧環境，可阻止臭味的再產生。對于城市生活污水廠污水處理環境的改善作用很大。

3 臭氧對水體的脫色

至于腐殖質引起的色和味，水質色度平均為10度。***達20度。這樣的色度靠一般凝聚沉淀與砂濾工序是達不到充分去除的水質標準，甚至還有超過***壞標準的可能。采用臭氧處理后，色度即可降到1度以下。 

（三）工業廢水處理的應用 

1、臭氧脫銷工藝

煙氣脫硝脫硫：窯爐、動力鍋爐、火電廠，石油煉化廠，冶煉廠等場合煙氣中含大量氮氧化物（硝），高濃度臭氧可以氧化氮氧化物為可溶于水的高價態氮氧化物，通過噴淋堿液（氫氧化鈉溶液等）吸收，達到脫硝的目的。

2、醫藥廢水的處理

大多醫藥廢水COD 較高、可生化性差，單純靠物理化學方法處理成本高不經濟，普通的

生化處理又根本行不通，所以可以先用臭氧預處理，主要是為了提高廢水的可生化性，為后續生物處理降低難度，同時降低COD。

3、養殖業

4、對印染廢水的處理

印染廢水對環境的污染很嚴重，其水量大、水質波動大、污染物成分復雜且含量高，色

度、化學需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）均較高，臭氧氧化技術是利用臭氧分子反應選擇性強，能與含雙鍵的染料直接發生加成反應，使染料開環脫色，并提高廢水的可生化性。

5、對含酚廢水的處理

含酚廢水是比較普遍且危害性很嚴重的工業廢水之一，酚是一種公認的致癌、致畸、致變

的“三致” 物質，處理工業含酚廢水已是工業廢水方面急待解決的問題之一。研究表明，對于含酚量為227mg/L，pH值為7.3-7.6，水溫為13-40C的焦化廠廢水，經過臭氧氧化處理后，水中的含酚量降低了98%。

6、對垃圾滲濾液的處理

垃圾滲濾液是一種污染性強的高污染物含量有機廢水，其中有機污染物高達77種，經臭氧氧化后，可以有效降低垃圾滲濾液生物處理出水的CODOF值；垃圾滲濾液生物處理出水臭氧氧化后，其生物降解性隨氧化時間的增加存在極值，結合處理的經濟性可以采用生物- 臭氧- 生物的聯合技術處理垃圾滲濾液。