广西华泰同益环保技术有限公司 广西南宁 530001
摘要：近年来，随着国家及地方对生活污水、工业废水等排放标准的不断提高，大部分污水处理厂的常规处理工艺已经不能满足排放要求，因此积极探索新的处理技术，提高出水水质变得极为重要，臭氧工艺逐渐成为污水提标改造的焦点。我国从20世纪70年代初开始将臭氧技术应用在医院污水处理中，主要以消毒为主。随着臭氧技术的不断发展，臭氧已经开始应用于水体氧化。如今臭氧氧化技术已经在市政自来水厂的深度处理中得到广泛应用，并且获得了良好的应用效果，但是在生活污水、工业废水等比较复杂的污水处理中，臭氧氧化技术的实践应用还较少。随着各地排放标准的进一步提高，臭氧氧化技术会在污水处理领域得到更为广泛的应用。
关键词：臭氧；污水处理；应用发展
引言
在污水处理厂实际运行过程中，通常采用2种方式强化去除溶解性难降解有机物：1）在预处理单元采用水解酸化池进行处理，从而改善废水的可生化性；2）在深度处理单元利用臭氧氧化或活性焦吸附工艺对难降解有机物进行强化去除。其中，臭氧氧化或臭氧催化氧化工艺具有绿色、高效和无二次污染等优势，目前已广泛应用于废水中难降解有机物的去除。但臭氧对不同的难降解有机物去除效果差异较大；此外，臭氧氧化过程去除COD时生成BOD5的量随着进水水质、臭氧投加量和臭氧接触时间的不同存在较大差异。因此针对臭氧氧化工艺后是否需要增设曝气生物滤池或接触氧化池还存在争议。本文对出水COD中存在溶解性难降解有机物而无法稳定达标的污水处理厂二级出水进行臭氧氧化和臭氧催化氧化试验研究，考察臭氧氧化对COD的去除效果及二级出水可生化性的影响，探究臭氧催化氧化工艺去除COD的长期稳定性，为城镇污水处理厂深度处理工艺设计和稳定运行提供参考。臭氧是一种具有刺激性特殊气味的不稳定气体。常温下，臭氧呈现出并不太明显的淡蓝色，在标准状态下，其溶解度比氧大13倍，比空气大25倍，微溶于水。臭氧浓度较小，因此在水中的溶解度也较小，并且温度越高溶解度越小。
1臭氧尾气的市政污水处理厂除臭中的资源化利用研究
利用臭氧尾气处理污水处理厂恶臭污染物的研究还未见报道。生物除臭因其运行维护成本低、适用于处理市政污水处理厂中的恶臭污染物有机组分的特点被广泛应用，可以利用臭氧尾气与生物除臭相结合的除臭工艺对污水处理厂进行系统除臭。为避免臭氧对生物除臭生物床的毒害，将臭氧尾气除臭工艺置于生物除臭段后，利用臭氧的强氧化能力去除未被微生物降解的恶臭污染物，既可以减少生物段停留时间也可以作为恶臭污染物深度处理单元，为以后恶臭污染物治理的提标改造提供一种可行的解决方案。另外臭氧除臭结合化学吸收法也是一种可行的工艺组合。污水处理厂恶臭气体污染物经收集后输送至除臭设备，先经化学吸收法去除恶臭污染物中的Ｈ２Ｓ和ＮＨ３等易被酸碱吸收的组分，再经臭氧除臭装置净化恶臭污染物中的有机组分，以达到恶臭污染物的排放要求。
2臭氧工艺及其在污水处理中的应用发展
2.1臭氧发生系统
臭氧发生系统主要包含臭氧发生器、PSU电源、冷却水循环系统等，主要原理是气源进入臭氧发生器后，经过高压发电使空气或者氧气变成臭氧。目前国内外的臭氧发生器产量从几十克到几百千克的都有。臭氧发生器在放电产臭氧的过程中，受到的影响因素较多，在污水处理的实际运用中，尤其要注意循环冷却水的影响。首先是循环冷却水的洁净程度，内循环水多数采用纯净水，有时还会利用离子交换器对冷却水做进一步处理。其次是内部冷却水的温度，水温最佳为15℃～25℃，发生器在高压放电工作过程中，会产生大量的热，内循环冷却水温度会不断升高，如果不降热，会导致发生器停机，因此多数情况下会使用换热器，最后再通过外循环水将热量带走。但是在夏季高温或者温度较高的南方地区，污水处理的臭氧量较大，使用换热器效果不好，会增加冷却塔来进行换热，确保循环冷却水处于最佳温度。
2.2催化剂法
利用催化剃对臭氧尾气进行分解破坏，目前使用的催化剂多与钯有关，氧化锰和氧化镍也是常用的催化剂。催化剂法的优点是设备投资和运行能耗比高温加热法低（5~10h/m3）；缺点是处理效果受水质（如硫化物、卤素）、环境质量、尾气的含水率、催化剂的使用年限等因素影响，安全稳定性比高温加热法差，且催化剂需要定期更换。目前国外及国内主要臭氧厂商尾破装置均采用催化法。
2.3臭氧尾气收集及输送系统
原有臭氧高级氧化反应池为密闭结构，臭氧尾气经收集至臭氧尾气破坏装置，池体设置呼吸器平衡池体内外压力，保证臭氧高级氧化工艺稳定运行。臭氧尾气深度利用收集系统最佳引气点为管道除雾器后和尾气破坏装置前。为保证系统进气要求必须设置管道除雾器。臭氧尾气破坏装置能在尾气深度利用单元故障及检修时将臭氧尾气净化后达标排放。收集管道采用３１６Ｌ不锈钢管道收集，管道上设置压力阀以实时检测系统进气压力。由于除臭系统配套负压风机，故臭氧尾气收集系统无需增加尾气增压设备。
2.4 含氰、含酚废水处理
电镀废水是含氰废水的主要源头之一，电镀废水中含有大量的氰化物，氰化物有剧毒，如果直接排放到受纳水体会对水体周围的环境、农作物及人类的生活造成严重危害，因此含氰废水必须经过处理达标后才能排放。臭氧因其氧化性强、反应快以及无二次污染物等特点已经逐步被研究应用在含氰废水处理中，其主要原理是在碱性条件下，臭氧与废水中的CN-发生反应，将CN-氧化成氰酸根离子，最终转化为无毒无污染的氮气，使废水达标排放。通过试验研究发现，含氰废水经过臭氧氧化处理后，废水中总的CN-浓度明显降低，去除率可达92.3%左右。煤焦化、石油及天然气裂解过程会产生酚类有机物废水，且随着工业的迅猛发展，含酚废水产量与日俱增。苯酚及其衍生物多为难降解、有毒物质，对水体可造成严重的污染，同时它们也是致癌物质，对人体也有很大的危害，因此含酚废水的处理已经成为炼焦、炼油等行业亟待解决的问题。过去处理含酚废水主要是采用萃取回收法，但是后来经研究发现，这种回收方式存在较多缺陷，在实际应用中已逐渐被放弃。实践证明，而臭氧可以很好地将含酚废水中难降解的有机化合物降解，降低废水中的含酚量和COD浓度，明显提高出水水质。研究发现当废水pH值为11～12时，利用臭氧工艺处理含酚废水，COD去除率可达90%以上。
结语
臭氧由于具有强氧化性、助燃、有毒性，在工程设计、施工及管理维护中应格外重视，必须严格按照国家的相关标准规范执行。在日常的运行管理维护中，应严格按照相关工艺流程开展工作。除了加强员工技能、知识培训，熟练掌握操作流程外，还应制定相关应急处理手则，将安全生产贯彻到生产中的每一个细节。
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