制药废水、印染废水、石油化工废水等工业废水具有生物毒性大,可生化性低,传统的生物处理方法难以实现污染物的降解。
臭氧是一种强氧化剂,氧化性仅次于氟和OH,臭氧氧化具有反应速度快、无二次污染、占用空间小、无额外运输费用及管理安全问题等优点,臭氧在催化剂的作用下能够形成OH,加快反应速率,对有机物的分解更加彻底。结合臭氧催化氧化技术原理,讨论了臭氧催化氧化技术在不同类型污水处理领域的应用与特点。
1、臭氧催化氧化技术原理
臭氧催化氧化技术分为均相臭氧催化氧化技术与非均相臭氧催化氧化技术。均相臭氧催化氧化技术通过引入紫外光或加入溶液状态的催化剂形成催化氧化体系。均相臭氧催化氧化的一种反应机理是臭氧在催化剂的作用下分解生成自由基,这是一种类Fenton反应机理;另一种是过渡金属离子与有机物之间发生复杂的配位反应,形成金属络合物,发生氧化还原反应的能力增强,更容易被臭氧降解,达到催化的作用。非均相催化臭氧化技术中的催化剂以固态形态存在,易与水分离,能够避免催化剂的流失,减少后续处理成本。常见的催化剂类型有活性炭催化剂、金属氧化物催化剂、负载型催化剂。非均相催化氧化的催化剂反应机理一般是自由基反应机理、表面配位络合机理及协同作用机理。
2、臭氧催化氧化技术在制药废水处理中的应用
制药废水成分复杂,具有有机污染物种类多、毒性大、COD及NH3-N浓度高、色度高、可生化性差等特点。非均相臭氧催化氧化技术工艺简单,二次污染小,能够降低污水色度、毒性,对于处理制药废水具有较好的处理效果。
通过臭氧催化氧化的小试与中试,探究了在一级好氧出水或总出水增加臭氧催化氧化装置对制药废水的处理效果,发现催化氧化装置无论是置于一级好氧池出水还是在总出水位置,都具有稳定的去除能力,能够保证废水达标排放,但在一级好氧池出水增加,臭氧催化氧化装置可以在较低臭氧浓度下将大分子难降解有机物降解为中间产物,提高可生化性,再通过二级好氧处理去除中间产物,相对于在总出水位置增加臭氧催化氧化装置,这种工艺臭氧使用量少,产泥量低,能够显著降低投资、运行成本。
3、臭氧催化氧化技术在印染废水处理中的应用
印染废水是工业废水排放大户,由于印染过程复杂,加入较多的染料与助剂,同时新型染料层出不穷,因此印染废水具有水量大、有机污染物浓度高、可生化性差和色度高等特点。臭氧催化技术在印染废水的处理中能够在低投资、低运行费用、不增加占地的情况下,使出水达到排放要求。
分别使用具有锰催化活性组分的陶粒和H2O2作为催化剂开展臭氧催化氧化深度处理印染废水试验,发现两种催化剂均能显著降低废水色度,保证达标排放,提升了臭氧催化的效果,降低臭氧投加量,节省了运行费用。
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