臭氧在污水处理中的应用课件

12312311.臭氧概述臭氧分子的共振杂化模型臭氧分子的电子结构使得臭氧具有很高的反应活性，具有强氧化性氧化性。F2OHOO3H2O2HClOCl2ClO2O23.12.82.42.11.81.51.41.31.2各种氧化剂的氧化还原电位(eV)1.臭氧概述臭氧分子的共振杂化模型臭氧分子的电子结构使得臭22.臭氧反应水中臭氧反应包括直接反应和间接反应，随着pH的升高间接反应比例提高反应类型氧化剂反应机理直接反应O3（2.1eV）电子转移 O3+HO2-O3-+HO2氧原子转移 O3+Fe2+FeO2+O2环加成 臭氧和烯烃化合物的反应亲电取代 臭氧和芳香族化合物的反应间接反应OH（2.8eV）加成反应、抽氢反应、电子转移反应（a）亲电取代（b）环加成芳香族化合物亲电取代反应的活化和钝化基团2.臭氧反应水中臭氧反应包括直接反应和间接反应，随着pH的312312341.臭氧功效杀菌、灭菌、溶菌氧化分解水中有机物、还原性无机物等，削减水中污染物破坏有机物发色基团、实现水脱色分解臭味物质改变物质极性促进混凝、破乳；污泥减量等1.臭氧功效杀菌、灭菌、溶菌氧化分解水中有机物、还原性无机52.臭氧技术相关工艺p臭氧氧化工臭氧氧化工艺 体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基氧化，当pH小于11时，羟基自由基反应占比小，主要为分子臭氧反应，具有选择性氧化的特点。特点特点基元反应总反应适用情况适用情况主要污染物与分子臭氧反应速率常数高的废水，如含酚废水；高pH污水。原理原理2.臭氧技术相关工艺臭氧氧化工艺体系中含分子臭氧氧化和羟基62.臭氧技术相关工艺p催化臭氧氧化工催化臭氧氧化工艺体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基氧化；能在中性条件下产生较多的羟基自由基，可无选择的氧化水中大多数有机污染物。特点特点适用情况适用情况含有易臭氧氧化和不易臭氧氧化的有机污染物，含有较低浓度羟基自由基捕获剂（碳酸根等）的污水。O3RHOCO2+H2O原理原理2.臭氧技术相关工艺催化臭氧氧化工艺体系中含分子臭氧氧化和72.臭氧技术相关工艺pH2O2臭氧工臭氧工艺 体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基氧化；能在中性和碱性条件下产生较多的羟基自由基，可无选择的氧化水中大多数有机污染物。特点特点适用情况适用情况含有易臭氧氧化和不易臭氧氧化的有机污染物，含有较低浓度羟基自由基捕获剂（碳酸根等），含有较少可被H2O2选择性氧化的有机物的污水；低污染、高pH污水。原理原理2.臭氧技术相关工艺H2O2臭氧工艺体系中含分子臭氧氧化82.臭氧技术相关工艺pUV臭氧工臭氧工艺 体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基氧化、紫外光解；能在中性和碱性条件下产生较多的羟基自由基，可无选择的氧化水中大多数有机污染物。特点特点适用情况适用情况具有合适的紫外光透过率、含可被紫外激发的污染物，含有较低浓度羟基自由基捕获剂（碳酸根等），含有较少可被H2O2选择性氧化的有机物的污水；低浓度、高pH污水。原理原理2.臭氧技术相关工艺UV臭氧工艺体系中含分子臭氧氧化和羟92.臭氧技术相关工艺p臭氧工臭氧工艺臭氧光催化臭氧光催化超声超声强化臭氧氧化化臭氧氧化超声提高臭氧的溶解速度；超声促进臭氧分解产生羟基自由基；超声能将O2转化成H2O2，进而引发臭氧分解产生羟基自由基。光催化剂表面产生的光生电子促进臭氧分解产生羟基自由基；光催化剂表面产生的空穴与水或OH-反应生产羟基自由基；光催化剂表面产生的空穴直接氧化有机污染物。2.臭氧技术相关工艺臭氧工艺臭氧光催化超声强化臭氧氧化超声103.臭氧处理效果影响因素3.臭氧处理效果影响因素114.臭氧在污水处理中的应用p臭氧在臭氧在污水水预处理中的理中的应用用4.臭氧在污水处理中的应用臭氧在污水预处理中的应用124.臭氧在污水处理中的应用p臭氧在臭氧在污水深度水深度处理及回用中的理及回用中的应用用4.臭氧在污水处理中的应用臭氧在污水深度处理及回用中的应用13废水深度处理技术对比 混凝、吸附Fenton、电化学、光催化微波、超声臭氧（高级）氧化操作简单，费用较低；产生二次污染操作简单能耗低；COD去除效率低，不适合单独应用污染物降解彻底；设备、运行费用高，实验室研究阶段污染物降解彻底，不增加盐，无二次污染，操作简便，可实用性强；投资和运维费较高生物处理（BAF/MBR）膜技术方法特点NF、RO能除有机、无机物，优质出水；进水要求高，易膜污染，投资运行费用高高级氧化4.臭氧在污水处理中的应用p臭氧在臭氧在污水深度水深度处理及回用中的理及回用中的应用用废水深度处理技术对比 混凝、吸附 Fenton、电化学144.臭氧在污水处理中的应用p臭氧在零排放臭氧在零排放处理中的理中的应用用4.臭氧在污水处理中的应用臭氧在零排放处理中的应用154.臭氧在污水处理中的应用p臭氧在臭氧在污泥泥处理中的理中的应用用4.臭氧在污水处理中的应用臭氧在污泥处理中的应用164.臭氧在污水处理中的应用p其他其他应用用4.臭氧在污水处理中的应用其他应用1712312318北控水务集团臭氧应用项目p据不完全统计，截止2017年7月，北控水务建成项目中应用臭氧技术的有18个；项目遍布北京、河北、山东、云南、江苏、浙江、辽宁、陕西、甘肃、内蒙等10个省市自治区；p合作设计单位包括南京市政院、北京市政院、中国市政工程华北院、西北院、中南院、广东省环境保护工程研究设计院、江苏省环科院等13家；p臭氧设备供应商包括青岛国林、福建新大陆、江苏康尔等6家；p臭氧项目类型多为市政污水及工业园区污水深度处理及再生回用。北控水务集团臭氧应用项目据不完全统计，截止2017年7月，北19其他合作单其他合作单位位技术服务技术服务平台平台项项目概况目概况项项目目规规模：模：3 万吨万吨/天天 项项目目类类型：改造型：改造项项目目投投资资模式：模式：BOT 园区性园区性质质及主要及主要污污水：水：石化石化产业产业园区园区，处处理石化理石化废废水等。水等。来水主要来水主要为长为长春石化、春石化、联联成、和运等六家主要企成、和运等六家主要企业业。Typical Performance1.辽东湾石化产业园区污水处理项目深度处理工艺选择工艺名称优点缺点臭氧催化氧化处理效果好，运行管理简便投资较高，运行费用较高芬顿试剂氧化处理效果较好，投资较低运行费用较高、运管复杂、添加大量化学药剂、产生二次污染活性焦吸附处理效果好投资较高，系统复杂，安全要求高、产生二次污染其他合作单位技术服务平台项目概况项目规模：3 万吨/天 20 盘锦辽东湾石化产业园石化产业园污水处理厂臭氧催化氧化单元进水COD约100 mg/L，出水COD小于50 mg/L，达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002)“一级A”标准。臭氧处理单元投资5350万，运行费用1.286元/吨水。1.辽东湾石化产业园区污水处理项目 盘锦辽东湾石化产业园污水处理厂臭氧催化氧化单21运行数据1.辽东湾石化产业园区污水处理项目运行数据1.辽东湾石化产业园区污水处理项目22进水出水检测项目检测单位检测数值检测项目检测单位检测数值BODmg/l30BODmg/l6CODmg/l150CODmg/l40SSmg/l150SSmg/l10总氮mg/l35总氮mg/l15总磷mg/l5总磷mg/l0.5氨氮mg/l25氨氮mg/l5(8)PH6-9PH6-92.土右旗新型工业区（北区）污水处理项目 土右旗新型工业区（北区）是煤化工园区煤化工园区，主要污水为煤制甲醇及煤制乙二醇企业排放废水。其污水处理厂深度处理深度处理单元采用臭氧催化氧化工艺。处理规模1 万 m3/d，设计进出水水质如下表，运行结果达到设计要求。臭氧处理单元投资620万元，运行费用0.233元/吨水。粗格粗格栅及及进水提升水提升泵站站细格格栅及曝及曝气沉砂池气沉砂池水解酸化池水解酸化池生化池生化池二沉池二沉池二次提升二次提升泵站站高效沉高效沉淀池淀池纤维转盘滤池池臭氧催臭氧催化池化池接触消接触消毒池毒池臭臭氧氧CLO2PACPAM工艺流程进水出水检测项目检测单位检测数值检测项目检测单位检测数值BO233.河间再生水利用工程一级A出水送水泵至用户取水泵站臭氧接触池清水池活性炭滤池加氯项目概况工艺流程现场照片河间再生水厂日最大供水量为1.2万m/d，来水为河间市污水处理厂一级A出水，出水主要用于为瀛洲公园及城市景观水系补水。出水标准为城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2002)中观赏性景观环境用水湖泊类标准。臭氧处理单元投资360万元，运行费用0.255元/吨水，运行出水达到设计要求。市政市政污水回用水回用 脱色、除有机物脱色、除有机物3.河间再生水利用工程一级A出水送水泵至用户取水泵站臭氧接244.碎煤加压气化废水处理中试项目我司开展的碎煤加压气化废水处理中试，处理规模2m3/h，深度处理单元采用臭氧催化氧化工艺。项目概况工艺流程臭氧催化氧化现场照片臭氧发生器 臭氧反应器臭氧进水臭氧出水4.碎煤加压气化废水处理中试项目我司开展的碎煤加压气化废水25项目单独臭氧催化臭氧指标CODNH3-NTPhCODNH3-NTPh去除率（%）65.710.587.275.585.894.3实验结果4.碎煤加压气化废水处理中试项目项目单独臭氧催化臭氧指标CODNH3-NTPhCODNH3-26