臭氧工藝在再生水處理中的應(yīng)用研究

□文/李晉

臭氧工藝在再生水處理中的應(yīng)用研究

□文/李晉

在當(dāng)前的再生水處理過程中，臭氧處理工藝由于具有一系列明顯的優(yōu)勢(shì)而獲得了非常廣泛的應(yīng)用。文章在分析再生水處理中臭氧工藝的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，探討了天津再生水處理工藝中臭氧的作用以及臭氧工藝的實(shí)際應(yīng)用效果。

臭氧工藝；再生水；處理

臭氧是一種極強(qiáng)的氧化劑，有著很強(qiáng)的殺毒和殺菌功效，其在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用最早開始于飲用水的凈化處理領(lǐng)域。本文在分析再生水處理中臭氧工藝的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，探討了天津再生水處理工藝中臭氧的作用以及臭氧工藝的實(shí)際應(yīng)用效果。

1　再生水處理中臭氧工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

在再生水的處理過程中，臭氧處理工藝有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。首先，臭氧處理工藝的設(shè)備不需要占用過大的面積，而且自動(dòng)化程度也較高，有著較快的降解速度，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，繼而不會(huì)產(chǎn)生大量的浮渣或者污泥，甚至對(duì)于生物很難降解的物質(zhì)處理也有著非常明顯的處理效果。和氯化一樣，在再生水的處理過程中，臭氧能夠起著氧化和消毒的雙重作用，不僅可以對(duì)含有有機(jī)物和無機(jī)物的廢水進(jìn)行預(yù)處理，又可以對(duì)其他工藝處理后的廢水進(jìn)行深度處理，從而進(jìn)一步降解廢水中的污染物，而處理的方法也從以前的單一直接氧化，發(fā)展成為不同的臭氧高級(jí)氧化工藝。

2　天津再生水工藝

2.1天津再生水處理工藝

天津市再生水工程處理工藝為污水處理廠出水+絮凝+沉淀+膜過濾+消毒，見圖1。

圖1　再生水廠工藝流程

2.2臭氧工藝選擇

臭氧（O3）作為高效的無二次污染的氧化劑，是常用氧化劑中氧化能力最強(qiáng)的（O3＞ClO2＞Cl2＞NH2Cl），殺菌能力很強(qiáng)，能夠氧化分解水中的有機(jī)物，氧化去除無機(jī)還原物質(zhì)，能極迅速地殺滅水中的細(xì)菌、藻類、病原體等。臭氧具有比氯更強(qiáng)的氧化消毒能力，不但可以較徹底地殺菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金屬離子以及多種有機(jī)物等雜質(zhì)，如鐵、錳、硫化物、苯、酚、有機(jī)磷、有機(jī)氯、氰化物等，還可以使水除臭脫色，從而達(dá)到凈化水的目的。臭氧適應(yīng)能力強(qiáng)，受水溫、pH值影響較小。臭氧適應(yīng)范圍廣，不受菌種限制，殺菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。與氯不同的是殘余臭氧可以自行分解為氧氣，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。臭氧處理后的水無色無臭，能改善飲用水品質(zhì)。

因此，再生水處理中采用臭氧作為氧化脫色劑。

2.3再生水處理過程中臭氧工藝的作用

再生水處理中，臭氧工藝主要的作用是脫色除味。O3是高效的氧化消毒劑，具有較強(qiáng)的脫色、去味的效果。在咸陽路再生水廠工程中，采用O3的主要目的是在混凝、沉淀、膜過濾的基礎(chǔ)上進(jìn)一步脫除水中的色度，改善再生水的感官效果，使再生水滿足用水要求。

3　臭氧工藝實(shí)際運(yùn)行效果研究

以某再生水廠為研究對(duì)象，分析臭氧工藝的實(shí)際運(yùn)行效果。該工程處理規(guī)模為5萬m3/d，其主要將處理后的水作為城市景觀環(huán)境用水和電廠循環(huán)冷卻水。其采用的臭氧工藝見圖2。

圖2　再生水臭氧工藝處理流程

由圖2可知，污水廠的出水經(jīng)過超濾膜后，到達(dá)了臭氧接觸池，通過在臭氧接觸池內(nèi)投加臭氧脫色消毒后到達(dá)清水池，然后自流至送水泵房的集水井，然后經(jīng)過送水泵的加壓之后，送至外部管網(wǎng)系統(tǒng)供給景觀以及市政雜用水的用戶。通過分析臭氧投加前后水質(zhì)，針對(duì)脫色率、TOC、UV254、UV410去除率分析實(shí)際應(yīng)用效果。由于臭氧主要是去除有機(jī)物以及脫色處理，因此選取以上指標(biāo)作為考察指標(biāo)。

充分利用生產(chǎn)中的臭氧發(fā)生系統(tǒng)和臭氧接觸池進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，見表1。

表1　再生水臭氧工藝工況及化驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)表1進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)分析見圖3-圖6。

圖3　脫色率效應(yīng)曲線

由圖3可知，臭氧投加量與曝氣時(shí)間對(duì)脫色率有一定的影響，越高的曝氣量和越長(zhǎng)的曝氣時(shí)間，脫色越好，而曝氣比對(duì)脫色率的影響較小。

圖4　TOC去除率效應(yīng)曲線

由圖4可知，臭氧投加量對(duì)TOC去除率有顯著的影響，曝氣時(shí)間對(duì)TOC去除率有一定的影響，曝氣比對(duì)其幾乎無影響。

圖5　UV254效應(yīng)曲線

由圖5可知，臭氧投加量與曝氣時(shí)間對(duì)UV254有非常顯著的影響，曝氣比對(duì)其幾乎無影響。

圖6　UV410效應(yīng)曲線

由圖6可知，臭氧投加量與曝氣時(shí)間對(duì)UV410有一定的影響，而曝氣比對(duì)UV410的影響較小。

從再生水臭氧工藝處理前后的水質(zhì)處理結(jié)果看來，臭氧不僅是一種良好的氧化劑，而且還有著明顯的消毒作用，能夠有效去除水中的臭味、色、鐵錳等一般的化學(xué)物質(zhì)，而且用量少、接觸時(shí)間短，能夠有效克服氯處理水中殘留致癌鹵代物的問題。產(chǎn)水經(jīng)臭氧處理后UV254去除率可達(dá)到39.17%，脫色率可達(dá)67.59%。實(shí)踐證明，將臭氧技術(shù)應(yīng)用到再生水處理中有著良好的處理效果，值得在同類的實(shí)踐中推廣應(yīng)用。

4　結(jié)語

臭氧工藝由于其具有的一系列突出優(yōu)勢(shì)使得其在再生水處理過程中獲得了廣泛的應(yīng)用，而且對(duì)水質(zhì)的處理效果也非常好，值得在實(shí)踐中推廣應(yīng)用。不過，我國(guó)該種工藝在再生水處理中的應(yīng)用研究還處于起步階段，而且各項(xiàng)相關(guān)的配套工藝以及技術(shù)還有待完善，這些都需要在未來進(jìn)一步加強(qiáng)，以促進(jìn)臭氧工藝在再生水處理中發(fā)揮出更大的作用。

TU991.2

C

1008-3197（2016）04-71-02

2016-05-30

李晉/男，1982年出生，工程師，天津中水有限公司運(yùn)行分公司，從事運(yùn)行管理工作。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.04.028