该工艺具有占地面积小、净化度高、无二次污染、浮渣、污泥少等优点。而我国尚处于起步阶段,各种相关技术、配套工艺、设备甚至标准都不完善,是今后发展的重点。文章对它在市政污水应用中的特性、作用、工艺进行分析探讨。
二是臭氧在市政污水处理中的应用特点。
臭氧层具有较强的氧化能力,可通过破坏有机污染物的分子结构,在一定条件下可改善传统工艺对常量有机物的去除,从而达到改变污染物性质的目的。极强的灭菌消毒作用,能有效去除异味、脱色、除铁除锰,对有机物质的氧化分解,缩短了接触时间,不受温度、pH值的影响。建议使用YT型的臭氧发生器进行市政污水。
臭氧层对城市污水处理的影响。
(1)灭菌。
城镇污水经过二次处理后,水质得到改善,细菌含量大幅下降,但细菌的绝对数量仍然很大,而且可能有病菌存在,要除去这些微生物之后,废水必须安全排放或者再循环使用。伴随着人们对生活质量要求的不断提高,污水处理厂二次处理出水对城市水体的影响已引起人们越来越多的关注。灭菌是灭菌这类病原菌最基本的灭菌方法之一,污水处理厂尾水消毒已成为污水处理的重要环节,水处理专业人士也在不断探索如何最好地消毒污水。
(二)除味、脱色。
城市污水处理工艺中,其基本单元处理工艺除对水进行消毒外,是水的脱色。臭氧法无需在水中加入其他化学试剂,无需添加。臭氧层的强氧化性能可以进行深层脱色处理。水色主要由溶解性有机化合物、悬浮胶体、铁锰及微粒组成。其中,光吸、散射造成的色散现象比较容易用传统方法去除,而溶解性有机化合物的色度难以去除。所形成的有机化合物具有双键结构和芳香环。臭氧脱色过程大致可以解释为酚的羟基被氧化成相应的醌。此外,臭养化反应还可使其分子在芳香核连接处断裂,形成一种不太显色的白腐酸。当臭氧投加量大时,通过产生草酸的作用,会破坏芳香环。
臭氧层对气味的去除效果很好,一般投加l-3mg/L就能达到指定阈值。臭氧层主要通过羟基自由基清除异臭物质,催化生成较多的自由基,可以增强臭氧层的除臭作用。水资源中的硫化氢主要来自污水的污染,用臭氧处理含36mg/l硫化氢的水,当反应时间为20min时,水中的硫化氢可以降到0.17mg/l/l,并且可以完全消除水中嗅味。臭氧量2mg/mg/kg。水的pH值因为生成硫酸而降低。
㈢去除有机物。
由COD含量及其去除率变化曲线可知:实验水体CODCr含量随臭氧接触时间的延长而呈递减趋势,CODCr含量由575.3mg/L降至413.15mg/L,去除率达30%。
由于臭氧的强氧化作用,部分有机物被氧化成H2O和CO2。此外,CODCr去除率为0.5mg/L·min,在臭氧接触45min时,CODCr去除率为0.5mg/L·min;在15min内,对CODCr的去除率由15%提高到24%,45~120min提高了近3倍,CODCr去除率由24%提高到29%;增长5%。结果表明,臭氧对CODCr的去除率与接触臭氧的时间无关。也就是说,在一定范围内(30-45min)臭氧处理CODCr是比较经济、合理的。
二是臭氧在污水处理中的应用特性。
臭氧层具有较强的氧化能力,可通过破坏有机污染物的分子结构,在一定条件下可改善传统工艺对常量有机物的去除,从而达到改变污染物性质的目的。极强的灭菌消毒作用,能有效去除异味、脱色、除铁除锰,并能有效地氧化分解有机物,缩短接触时间,不受温度、pH值的影响。在污水处理中使用臭氧发生器有如下优点:
(1)臭氧可有效去除污水中的COD、阴离子清洁剂和氨氮,而且在常温下,臭氧通过30min左右就可还原成氧气,因此无残留、无二次污染;
(2)臭氧可在生产现场制造,与液氯、次氯酸钠相比,无需储存和运输,降低操作风险;
(3)臭氧层有很强的氧化和快速的反应。臭氧层对微生物、细菌、病毒均有较好的杀灭效果,其杀灭微生物效果优于氯、氯胺、二氧化氯等。并能氧化降解水体中的其它污染物;
(4)臭氧消毒的副产物基本上不含THMs,而以醛、芳香族羧酸等为主。在水中含溴离子的情况下会产生溴化物;
(5)水中残留的臭氧层能够迅速自然地分解为氧气,出水含有较高的溶氧量,排入被纳水体后不会增加水体的负担,并且可以改善水体的水质,是最干净的消毒产品。
臭氧层应用技术。
水中臭氧发生的应用技术主要分为发生、冷却、干燥、气-水混合四个基本部分和电气控制系统,结构系统六大方面技术水处理臭氧的发生多采用气隙放电法,由于浓度要求,其电耗增大,器件温升也不可避免地存在,温升是影响臭氧产生和设备寿命的主要因素,因此通常需要冷却,主风冷,水冷却两种。使用相同的臭氧发生部分,电源条件下,臭氧产生量与气源干燥程度成正比,目前的气源干燥方法主要有冷冻、露凝、化学法等。
气-水混合器是臭氧水处理不可缺少的辅助设备,其溶解度比氧气高出十几倍,但必须通过一些技术措施,才能使臭氧与水充分接触,包括接触面积、时间、臭氧浓度、压力等等。现在,臭氧层和水的混合物主要有以下几种:
(1)空气法:这是一种传统的简单方法,带有一定压力的臭氧使用某种泡沫,让它形成一个缩小气泡,与水充分接触,不难看出,气泡越小,深度越大,接触时间越长,效果越好。
(2)射流法:又称文丘里法,是利用水在管道流动时,通过装置变径来加速流速,形成负压吸气,通向臭氧层和水中混合。安装时,首先要使射流器与管道相配合(以管径为准),其次,射流器内水流向不存在反向压力,避免水进入臭氧发生罐,第三,射流延流管道必须大于2.5m,效率越高;第四,流速要达到一定量,保证负吸的形成;五是器件和管道必须采用不锈钢或塑料材料,禁止使用钢铁、铁质以免消耗臭氧层和氧化皮。射流方法效率高,但安装设计和要求要比较严格。
(3)涡轮负吸的方法:它通过泵的吸程增加气道,在给水时形成负吸,将臭氧引入水中,效率更高。
(4)反应塔法:该方法是通过一座高塔,将水从高处喷出,形成雾状;微孔扩散设备将安装于塔底的臭氧层中的微孔扩散设备扩散为微小气泡上升,与水流形成逆行,使臭气与水充分接触形成臭氧水。