臭氧結(jié)合其他技術(shù)在污水處理方面的應(yīng)用

摘要

近年來(lái)，臭氧氧化技術(shù)處理廢水作為一種新型環(huán)保的方法得到了社會(huì)各界乃至國(guó)際的關(guān)注。臭氧因其不穩(wěn)定性，所以是一種比氧更具有氧化性的強(qiáng)氧化劑，具有氧化多種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的能力。臭氧能有效深度地處理各類廢水并且不引起二次污染，產(chǎn)生二次危險(xiǎn)固廢，所以這項(xiàng)技術(shù)在污水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際的污水處理實(shí)踐中被發(fā)現(xiàn)存在許多問題，論文圍繞如何提高臭氧技術(shù)在污水深度處理中的利用率進(jìn)行研討，例舉了目前存在的幾種比較經(jīng)濟(jì)高效的方法。

1.臭氧技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

臭氧氧化技術(shù)在處理各類化工廢水方面有著很大作用，如醫(yī)藥廢水、印染廢水、含酚廢水、垃圾濾滲液等。

1.1醫(yī)藥廢水的處理

醫(yī)藥廢水不僅有害物質(zhì)含量較高，同時(shí)還存在大量微生物、病原菌等，所以僅靠物理化學(xué)方法處理成本較高除污效果不理想。因此，可以先進(jìn)行預(yù)處理，然后臭氧氧化技術(shù)消毒，更后再進(jìn)行生物處理，這樣能提高醫(yī)藥廢水的處理效率。

1.2對(duì)垃圾濾滲液的處理

垃圾濾滲液是一種污染性極強(qiáng)，污染物含量極高的有機(jī)廢水，其中污染物高達(dá)77余種，包括促癌物、致癌物、重金屬等。垃圾濾滲液若不處理直接排放會(huì)對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境、地下水以及生物都有極大的污染。目前，較受歡迎的一種處理方法就是氧化還原法，此法利用臭氧等強(qiáng)氧化劑在氧化還原反應(yīng)中將有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。

1.3對(duì)含酚廢水的處理

含酚廢水含有酚基化合物，有很強(qiáng)毒性，對(duì)水環(huán)境的保護(hù)有著嚴(yán)重的阻礙作用。有研究表明，臭氧- -活性炭法能比較有效地除酚。

1.4印染廢水的處理

常見的印染廢水色度大體積大污染物復(fù)雜且量大，是國(guó)內(nèi)外仍待解決的難題之- - 。臭氧氧化技術(shù)借助臭氧分子的氧化還原作用，破壞染料共軛體系，從而提高廢水的可生化性甲。此外，除了臭氧氧化法以外，其他國(guó)家還重點(diǎn)研究了光氧化方面。利用紫外線和臭氧氧化法結(jié)合，能夠更高效地除污除色。

2.臭氧技術(shù)在污水處理方面的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)

對(duì)比傳統(tǒng)的污水處理方法，臭氧氧化技術(shù)在處理污水方面的優(yōu)勢(shì)數(shù)不勝數(shù)。首先，臭氧不僅具有很強(qiáng)的殺菌、消毒性質(zhì)，而且具有極高的氧化有機(jī)物、無(wú)機(jī)物的能力，能夠去除其他污水處理工藝難以去除的物質(zhì)，如臭氧氧化法大大減少了污水處理后所產(chǎn)生的污泥。其次,臭氧的反應(yīng)完全、速度快，從而可以減小建筑物體積，有效解決傳統(tǒng)污水處理廠占地面積大的缺點(diǎn)減少成本。更后，臭氧氧化工藝設(shè)備自動(dòng)化程度高，且反應(yīng)中不產(chǎn)生二次危險(xiǎn)固廢，多余的臭氧還能迅速轉(zhuǎn)換成氧氣溶于水，增加水中含氧量，實(shí)現(xiàn)廢水向肥水的有效轉(zhuǎn)變。更后在提高凈化效果、殺菌、消毒的同時(shí),可以除臭除味，并且制備臭氧用的電和空氣不必儲(chǔ)存和運(yùn)輸，適合有水廠的地區(qū)提高水質(zhì)和水量。

然而，傳統(tǒng)污水處理廠存在的缺點(diǎn)臭氧氧化技術(shù)也同樣存在，對(duì)比傳統(tǒng)污水處理廠大面積鋪設(shè)管道，維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于收益、污水處理效率不高來(lái)說(shuō)，臭氧氧化技術(shù)也存在臭氧發(fā)生器的運(yùn)行維護(hù)成本較高，臭氧利用率低并且臭氧氧化的反應(yīng)具有- -定的選擇性氧化反應(yīng)不徹底等一系列問題。因此，如何在臭氧技術(shù)處理污水中提高利用率和降低成本便成為了改進(jìn)臭氧氧化技術(shù)的核心問題。目前，在提高臭氧在污水深度處理中利用率方面一.般將臭氧技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，如當(dāng)前應(yīng)用廣泛的臭氧超聲法、臭氧活性污泥法、臭氧活性炭吸附法、光催化臭氧法等。

3.臭氧結(jié)合其他技術(shù)在污水處理方面的應(yīng)用.

3.1臭氧超聲法

超聲法降解作為現(xiàn)代工業(yè)廢水降解處理的方法之一，已然成為-種新型降解手段，其空化降解環(huán)境條件相對(duì)溫和，降解反應(yīng)速率快，適用范圍廣，可有效地降解工業(yè)廢水過程中的難溶和難降解有機(jī)物和污染物，但是使用成本也同樣高昂。其與臭氧氧化法相互結(jié)合，借助臭氧超聲空化化學(xué)效應(yīng)以及其作用產(chǎn)生的有機(jī)物化作物可用來(lái)有效強(qiáng)化廢水的化學(xué)分解，能減少50%臭氧的投放增，節(jié)能高效，降低生產(chǎn)成本，運(yùn)行穩(wěn)定，操作方便。

3.2臭氧活性污泥法
臭氧活性污泥方法一般來(lái)說(shuō)是指首先用活性污泥法來(lái)去除大部分有機(jī)酚、氰等多種污染物，然后用- -種臭氧活性氧化污泥法進(jìn)行分解去除污水土壤中的有機(jī)胺、木質(zhì)素、腐殖質(zhì)、烷基、蛋白質(zhì)、氨基酸、雜質(zhì)和環(huán)狀有機(jī)化合物以及其他不飽和有機(jī)化合物等多種污染物。此法也可降低臭氧用量降低耗能，比較經(jīng)濟(jì)(見圖1 )。

3.3臭氧活性炭吸附法

臭氧活性炭吸附工藝是將臭氧氧化與顆?；钚蕴课锢砦郊吧镅趸到饧夹g(shù)三位一-體結(jié)合的工藝。由于活性炭孔隙較多、表面積大、價(jià)格低廉，因此常常被用于污水凈化，由活性炭為主要成分發(fā)展而來(lái)的生物活性炭法雖然能比較有效地治理污水，但是某些小分子物質(zhì)不能有效深層凈化，因此將臭氧氧化法和活性炭相結(jié)合發(fā)展而來(lái)的臭氧活性炭吸附法是能夠結(jié)合兩種方法所長(zhǎng)的。污水經(jīng)由臭氧預(yù)氧化，可以先將大分子有機(jī)物分解成分子量小極性強(qiáng)的小分子有機(jī)物，使其具備更好的可生化性，同時(shí)也利于活性炭生物的降解，增加活性炭使用壽命。這種方法能更好地有效吸收COD、酚、氰等有害物質(zhì)，達(dá)到性價(jià)比更高的污水處理效果(見圖2).

3.4光催化臭氧法

光催化臭氧法，也稱臭氧紫外線法，是一-種在臭氧氧化法中加以紫外線照射的方法。通過吸收紫外線將臭氧分解而成為活潑的次生有機(jī)氧化劑并用來(lái)迅速氧化其他有機(jī)物、無(wú)機(jī)物B。這種臭氧工藝工作機(jī)理目前主要有兩種說(shuō)法解釋:一種說(shuō)法是當(dāng)臭氧被較強(qiáng)紫外線照射時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)游離氧自由基然后與臭氧水合物發(fā)生氧化反應(yīng);而另- -種說(shuō)法則是臭氧一紫外線過程中先產(chǎn)生過氧化氫，然后在紫外線的照射下進(jìn)一步生成羥基。這兩種理論的真實(shí)性仍有待確認(rèn)，但是毫無(wú)疑問的是臭氧紫外線法可以顯著加快有機(jī)物的降解。有研究表明，光催化臭氧技術(shù)反應(yīng)3h后，廢水中COD去除率達(dá)到95%，氨氮去除率70%;在停留2h后，COD值明顯低于30mg/L，此時(shí)- -噸水處理成本為2.56元。

紫外線照射起著促進(jìn)污染物的臭氧分解，加快臭氧對(duì)過氧化反應(yīng)速度的控制作用，從而大大縮短臭氧反應(yīng)時(shí)間，臭氧的利用率大幅度提升，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

4.結(jié)語(yǔ)

總而言之，臭氧技術(shù)的研究也有百年之久，在污水治理方面也被廣泛研究。目前，在歐洲部分國(guó)家已經(jīng)在排水、治水中投人使用，而在中國(guó)并沒有大面積全面使用，歸根結(jié)底還是運(yùn)行費(fèi)用過高，臭氧利用率過低造成的。但是隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)科技的不斷發(fā)展，總有-天能夠廣泛使用臭氧氧化技術(shù)治理污水，為我們帶來(lái)更加健康清潔的環(huán)境。“綠水青山就是金山銀山”,環(huán)境保護(hù)也不僅僅靠治理污水，同時(shí)也要我們從源頭，上減少污染，發(fā)展新型清潔能源，提高生產(chǎn)效率和環(huán)保意識(shí)，這樣才能為我們自己提供更好的生存環(huán)境和為我們]的子孫后代留下一個(gè)健康美麗的家園。