大型臭氧发生器的水处理工艺

一、臭氧发生器概述

臭氧是世界公认的***杀菌消毒剂，臭氧比氧分子多了一活泼的氧原子臭氧，化学性质特别活泼，是一种强氧化剂，在***浓度下可迅速杀灭空气中的细菌。没有任何有毒残留，不会形成二次污染，被誉为“***清洁的氧化剂和消毒剂”。

通电其反应的化学方程式为3O2====2O3

臭氧发生器是用于制取臭氧的设备装置。臭氧易于分解无法储存需现场制取现场使用（但是在特殊的情况下是可以进行短暂时间的储存），凡是能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。臭氧发生器在自来水，污水，工业氧化，空间灭菌等领域广泛应用。

1、臭氧发生器工作原理

氧气（或空气）通过高频高压电场，使氧转化为臭氧，并及时与水混合，利用臭氧的强氧化作用，杀灭水中的细菌。

2、臭氧发生器的构成

3、主要控制参数与基本要求

臭氧发生器选用主要控制参数为臭氧发生量，臭氧浓度，公斤臭氧电耗等；应符合《臭氧发生器》HJ/T264－2006以及《臭氧发生器》CJ/T 3028.1-1994的规定，并按照规定程序批准的图样及技术文件制造。

4、主要技术参数

1）、不同等级的臭氧发生器的气源，无论用空气还是氧气，其露点温度都应≤-50℃。

2）、不同等级的臭氧发生器产生臭氧的浓度见表1

表1 不同等级臭氧发生器产生臭氧浓度

3）、不同等级的臭氧发生器产生公斤臭氧的电耗见表2                

表2 不同等级臭氧发生器产生公斤臭氧电耗

4）、不同等级的臭氧发生器冷却方式见表3

表3 不同等级臭氧发生器冷却方式

5、施工、安装要点5）、以空气为气源，臭氧发生器产生的氮氧化物（NOX）浓度不得大于臭氧浓度的2.5%。

（1）、臭氧发生器***安装在制水车间和灌装车间之外(尤其严禁安装在狭小、潮湿的制水或灌装车间),保持发生器工作环境通风及空气干燥，该空间***安装排风扇。

（2）、臭氧发生器安装位置应高于地面1.2m以上,有条件时可高于贮水罐1～2m。臭氧输送管路和单向阀***高于贮水罐1～2m。

（3）、具体产品的施工安装要点需详见企业样本。　

6、操作规范

（1）在任何情况下打开臭氧发生器机盖或进行维修作业***拨出电源插头。

（2）不允许使用湿润的抹布清理臭氧机表面灰尘，以免发生触电事故。

（3）不允许长时间在臭含氧量比较高的环境下工作，以免臭氧中毒。

（4）如发生臭氧泄漏的情况需要及时关闭臭氧发生器，并在开启通风设备进行通风处理后，即时退出臭氧发生器使用空间，等空间残余臭氧降至对应范围再进入。

（5）臭氧发生器不允许频繁开关，关机后应至少间隔离5分钟再开机，以免损坏机器。

（6）突然停电后应立即关闭臭氧发生器各个机组的电源,来电后按空气输送的流向依次打开各个机组。

（7）要注意冷却水管的进出水量是否够用，不够了记得及时添加；冷却水管的出水口水温不要高于常温太多。

二、应用部分

（一）在自来水厂的应用及工艺路线

1、活性炭滤层结构

活性炭滤层厚度不低于 1. 2 m ,根据要去除的不同污染物 ,接触时间在 6 ～30 m in之间 ,但在一些应用中可高于或低于这个范围。

以去除嗅味为主时 , 接触时间一般为 8 ～10 m in;

以去除CODM n为主时 ,接触时间一般为 12～15 m in。

砂垫层对浊度有去除效果 ,但是去除率不高 ,当砂垫层进水浊度为 0. 10 NTU 时 ,浊度的平均去除率为 6. 5% ; 石英砂垫层对高锰酸盐指数和氨氮基本没有去除作用。然而砂垫层对微生物有较好的截留作用。活性炭柱在反冲洗后的运行初期 ,石英砂垫层能够有效地截留活性炭出水中的部分细菌 ,而运行一段时间后 (一般为数周 ) ,石英砂垫层就失去了对水中细菌的截留作用。但是 ,活性炭柱经过再次反冲洗后 ,石英砂垫层将恢复对水中细菌的部分截留作用。因此 ,为了保障出水水质 ,砂垫层的设计考虑采用滤料级配为 0. 8～1. 2 mm 的石英砂 ,砂垫层厚度为 300 mm。从长期生产运行情况看 ,砂垫层起到了预期效果。

2、活性炭滤池池型

活性炭滤池可以分为重力式和压力式。重力式活性炭滤池可以采用钢筋混凝土结构 ,因此在大中型水厂中应用通常是经济的。重力式活性炭滤池的构造与普通砂滤池相似 ,只是把滤料层换成了活性炭炭层 ,但活性炭炭层厚度较砂滤池中的砂层厚。重力式活性炭滤池虽然有利于悬浮物的去除 ,但为了避免悬浮物和微生物产生的粘液堵塞活性炭滤层 ,***重视反冲洗，国内已建成水厂中的活性炭池型多采用普通快滤池、虹吸滤池、V 型滤池、翻板滤池 ,且在技术上都是可行的 ,其中以 V 型滤池和翻板滤池相对更具吸引力和代表性。 

3、 臭氧系统选择 

臭氧系统由气源、发生系统、接触池、尾气破坏系统和控制系统五部分组成  。

① 气源主要有三种 ,即使用成品纯液态氧、现场用空气制备纯气态氧和直接利用空气。为了提高臭氧浓度 ,同时节省能耗 ,降低设备及管道尺寸 ,目前较***的臭氧发生器多采用前两种方式制备臭氧,第三种方式适用于臭氧产量较小的场合。

 气源处理工艺流程图

②臭氧发生系统

臭氧发生是由臭氧发生器来完成的 ,目前使用***广的臭氧发生器一般分为玻璃管和陶瓷管两类。臭氧发生器的备用率一般应大于 30% ,备用的方式有设备台数备用 (硬备用 )与设备发生能力备用 (软备用 )两种。每台臭氧发生器臭氧发生量的调节范围不应小于 10% ～。

③ 接触池

预臭氧接触池一般设 1 个臭氧投加点 ,较多采用水射器投加方式 ,臭氧投量通常为 0. 5 ～1. 5 mg /L ,反应时间为 3 ～5 m in,水中余臭氧一般为零或很少。

主臭氧接触池一般设多个臭氧投加点 (通常为2～3个 ) ,采用微孔曝气投加方式 ,臭氧投加量通常为1. 5～3. 0 mg /L (水中余臭氧为 0. 2～0. 4 mg /L ) ,反应时间一般不小于 10 m in。为了保证对隐孢子虫和贾第虫的杀灭效果 , CT值一般要大于 4。

④ 尾气破坏系统

尾气破坏系统是收集臭氧接触池排出的剩余臭氧并将其分解成对环境***的氧  ,主要有催化氧化法和加热分解法 ,目前两种方法均得到广泛应用。

⑤ 控制系统预臭氧投加控制一般根据水量进行比例投加 ,投加浓度根据铁锰等还原物质含量确定。主臭氧投加控制一般根据水量和水中余臭氧进行双因子复合环投加控制 (水量是前馈条件 , 余臭氧是后馈条件 ) 。

生活污水的提标或再生处理的应用

（二）

1 臭氧对剩余污泥的减量化

经臭氧处理后的污泥作为污水的一部分和目标废水一起进入曝气池，被微生物利用消化，部分转化为二氧化碳，经过这样一个臭氧对污泥的预处理过程，剩余污泥得到大幅度减量。

2 臭氧对水体的除异臭

在污水处理过程中产生气味的物质只有少数是无机化合物，如氨 气、磷；大多数

是有机化合物，如低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类等。这些物质都带有活性基团，容易被氧化，利用臭氧具有强氧化性这一特点，氧化活性基团，气味消失，从而达到除臭的原理。在氧化除臭的同时，形成富氧环境，可阻止臭味的再产生。对于城市生活污水厂污水处理环境的改善作用很大。

3 臭氧对水体的脱色

至于腐殖质引起的色和味，水质色度平均为10度。***达20度。这样的色度靠一般凝聚沉淀与砂滤工序是达不到充分去除的水质标准，甚至还有超过***坏标准的可能。采用臭氧处理后，色度即可降到1度以下。 

（三）工业废水处理的应用 

1、臭氧脱销工艺

烟气脱硝脱硫：窑炉、动力锅炉、火电厂，石油炼化厂，冶炼厂等场合烟气中含大量氮氧化物（硝），高浓度臭氧可以氧化氮氧化物为可溶于水的高价态氮氧化物，通过喷淋碱液（氢氧化钠溶液等）吸收，达到脱硝的目的。

2、医药废水的处理

大多医药废水COD 较高、可生化性差，单纯靠物理化学方法处理成本高不经济，普通的

生化处理又根本行不通，所以可以先用臭氧预处理，主要是为了提高废水的可生化性，为后续生物处理降低难度，同时降低COD。

3、养殖业

4、对印染废水的处理

印染废水对环境的污染很严重，其水量大、水质波动大、污染物成分复杂且含量高，色

度、化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）均较高，臭氧氧化技术是利用臭氧分子反应选择性强，能与含双键的染料直接发生加成反应，使染料开环脱色，并提高废水的可生化性。

5、对含酚废水的处理

含酚废水是比较普遍且危害性很严重的工业废水之一，酚是一种公认的致癌、致畸、致变

的“三致” 物质，处理工业含酚废水已是工业废水方面急待解决的问题之一。研究表明，对于含酚量为227mg/L，pH值为7.3-7.6，水温为13-40C的焦化厂废水，经过臭氧氧化处理后，水中的含酚量降低了98%。

6、对垃圾渗滤液的处理

垃圾渗滤液是一种污染性强的高污染物含量有机废水，其中有机污染物高达77种，经臭氧氧化后，可以有效降低垃圾渗滤液生物处理出水的CODOF值；垃圾渗滤液生物处理出水臭氧氧化后，其生物降解性随氧化时间的增加存在极值，结合处理的经济性可以采用生物- 臭氧- 生物的联合技术处理垃圾渗滤液。