工程设计臭氧深度处理焦化废水注意事项
发布者:LUCKY EP  发布时间:2018-12-13

    臭氧氧化处理焦化废水有着非常独到的作用,可是做好臭氧相关的设计工作应该注意哪些问题?我们将一一解答。


1、 提高臭氧和废水直接或间接反应的效率

臭氧(O3)和羟基自由基(•OH)是两种最强的氧化剂。臭氧分子直接与化合物反应称为直接反应;臭氧分子转变为羟基自由基后和化合物的反应称为间接反应。羟基自由基的标准氧化还原电位   (2.8V)要高于臭氧(2.07V),换言之,•OH的氧化能力要强于臭氧。

在实际焦化废水应用中,臭氧氧化工艺遇到的难题来源于两方面,废水中存在大量高浓度的能与臭氧快速反应的化合物(如酚)和其它高浓度物质(如盐类和碳酸盐 等)。一方面,因为这些能与臭氧快速反应的化合物浓度高,所以传质是臭氧氧化的限速步骤;另一方面,因为水中存在大量的臭氧分解的抑制剂以及羟基自由基的 捕获剂,终止了以间接反应过程为主要途径去除污染物的臭氧氧化反应,使得那些难以被臭氧直接氧化的污染物不能通过臭氧间接氧化的方法去除(当与臭氧快速反 应的化合物的浓度不断降低,以致臭氧氧化反应体系变成了慢速体系,这时就属于这种情况)。因此,如果把臭氧氧化作为主要处理单元,就要投加大量的臭氧,这 样臭氧氧化工艺就不是经济有效的技术。所以,废水处理工程中,把臭氧氧化作为其它工艺的辅助工艺其目的是降低难降解化合物的毒性或提高废水的可生化性。

在臭氧氧化过程中,焦化废水的组成及各组分的浓度决定了臭氧氧化的难易程度。研究发现,具有某些特定官能团的化合物(如芳香环、不饱和碳氢化合物等)非常容易与臭氧反应,而其它的一些化合物(如饱和碳氢化合物、醇类、  醛 类等)与臭氧较难反应(或反应活性较差)。若废水中含有的物质变为不易与臭氧反应的物质,那么臭氧间接反应将起主要作用,当然,这一切也取决于易与臭氧反应的化合物的浓度、羟基自由基的浓度、羟基自由基的生成方式、水中的反应剂以及水中的PH等 条件。因此,当臭氧用于焦化废水处理时,根据废水组成的复杂程度,在水中会发生许多的并行和竞争臭氧氧化反应。废水中存在的引发剂、促进剂、抑制剂对臭氧 氧化过程具有重要影响,正是这些化合物和其它能与臭氧直接反应的物质的性质和浓度的不确定性(随时发生化学变化)给反应动力学研究和处理效率的设计和预测 带来困难。所以随时掌握废水组分的变化是设计其与臭氧反应活性以及应用情况如何的基础,同时,PH和废水中化合物的组分浓度也是决定废水臭氧反应效率的主要因素,有些污染物会因为PH升高而在水中解离,解离后的物质与臭氧的反应速率更高,臭氧氧化效率也会增加,此时,传质步骤就成了整个过程的限速步骤,臭氧布气装置是影响臭氧氧化速率的主要因素。

研究发现,在任何情况下,臭氧氧化有一定的规律性:高浓度的污染物是和臭氧直接氧化反应快速动力学体系去除的,而低浓度污染物则是通过处在慢速度动力学体系的臭氧间接反应来去除的,这种情况,可解释为什么废水COD值高浓度值时用臭氧氧化反应初期骤降而随着时间延长,COD值下降趋缓且变化不大,去除率降低,这是因为在污染物低浓度时,臭氧分解生成羟基自由基参与间接反应,去除污染物,但受有机物的部分矿化生成大量的碳酸盐或重碳酸盐离子,抑制了•OH自由基的无选择性间接反应进行,转变到有选择性的臭氧直接反应较难的慢过程。

2、 把握PH在臭氧氧化废水过程中的重要作用

PH在臭氧氧化过程中的重要性:在臭氧氧化焦化废水过程中,PH值升高通常可以提高COD去除率,原因在于PH值升高时,水中存在可以解离的有机物更容易发生解离,而臭氧和解离的有机物的反应要快于原来的物质(如苯酚),同时PH的升高会促进臭氧分解产生羟基自由基分解污染物(在可以解离的有机物浓度不高时)。

当水中存在能和臭氧快速直接反应的化合物时,PH的升高会提高羟基自由基数量,从而提高废水中的有机物间接反应的去除率,在此情况下,臭氧的分解成为•OH是臭氧消耗的因素;当PH低于12且废水中和臭氧快速反应的浓度很高时,臭氧的直接氧化反应是臭氧消耗及有机物去除的因素。

3、 臭氧氧化废水的经济问题

大型臭氧设备属于高新技术范畴,特别是近10年内国内外臭氧研究和生产取得了很大进步,臭氧系统生产的成本有了快速改变,主要表现在中高频功率电子技术用于臭氧发生器,单位面积电极可以产生更多臭氧,现代臭氧发生器能将臭氧在氧气中的质量浓度有6%提高到14%,整体设备臭氧生产能力提高了2~3倍;单位能耗减少了40%, 设备系统的可靠性进一步提高。考虑到投资和运行成本,臭氧氧化仍然不是一种低廉的技术装备工艺。虽然设备系统安全运行已不再是问题,臭氧氧化系统仍然需要 采取相当严密的安全防范措施,相应提高了投资费用和基建成本是不可忽视的,会导致用户明显延长投资回报期,臭氧工程技术人员应换位思考,从用户观点来看, 什么样的臭氧设备(装备)更受欢迎?必须满足技术和经济这两个前提:内容包括要达到处理目的 ,将污染物降低到国家标准值,使用最少量的臭氧(空气或氧气),相对低的能耗,设备系统能安全可靠运行,臭氧设备系统投资要尽量少。


  臭氧应用如有需要我们配合,请直接电话联系13864207825,我们将竭诚为您服务!