臭氧氧化生化出水实验探讨

臭氧氧化生化出水的实验探讨
1、原理
臭氧是氧的同素异形体，它的分子由三个氧原子组成。

臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，比氧、氯及高锰酸钾盐等常用的氧化剂都高。

臭氧能把废水中一些难生化的有机物不饱和链打开，最后生成有机酸和醛类等甚至氧化成水和
二氧化碳等。

公司废水经生化化处理色度、COD
仍不能达到国家标准，使用臭氧氧化后可以将
色度完全去除，COD也能大大降低。

2、实验仪器设备
①臭氧设备：臭氧发生器一台，型号：QHW-200
型臭氧发生器，江苏省泰兴市环保机械厂生产，
臭氧产量200g/h。

其余配套设备：空压机
5.5kw/h，压缩空气流量0.67m3/min；油水分离
器。

②臭氧接触氧化反应塔：结构简图见图一
塔体尺寸：Φ0.7m×7.2m，塔体中部安放斜板
和包尔环填料，填料层高3m，有效容积：2.4m3，
所有进气进水管材均为聚丙烯，底部装有微孔
曝气头，水气逆流接触，气上行，水下行。

图一
③测定指标及方法
臭氧浓度：碘吸收法；COD Cr：
3、实验过程及数据分析
①实验时间及天气与臭氧产量关系
1月6号至1月20号，其中16、19、20号下雨，14号阴天，空气湿度较大。

从臭氧产生量与天气的关系来看：晴天臭氧产生量较多，浓度较高；雨天臭氧浓度低。

而且，雨天之后的初晴晴天产生量，没有持续晴天的产生量大，估计是由于油水分离器中由于雨天积聚的水分导致进入臭氧发生器的空气湿度仍较大。

②实验中流量和停留时间的确定
实验前半段，流量采用流量计测定，后半段因水量较大没有适合的流量计，采用六十升水桶记时测量流量。

而且两种方法经过测量，数据误差不大，说明流量测定可靠。

停留时间采用实测和理论计算，结果也基本吻合，确定塔体容积为2.4m3。

实验中，1月13号，阀门全开流量最大为1.4T/h，就把氧化塔顶部进水喷淋头拆除，把进水管的尺寸加大，最后流量加大到5.4T/h。

③实验中臭氧浓度的测定
实验中基本每组流量条件下至少测定了一次臭氧的浓度，臭氧取样口直接在臭氧发生器的出口处。

实验中，由于塔体设计存在缺陷，导致进气流量过小，曾经几次更换空压机。

按照厂方操作规程，臭氧发生器出口压力达到0.08Mpa时，在空塔无压力的条件下，流量能达到厂家标称的15~20m3/h，当水位达到设计水位以后，流量只能达到6.5m3/h。

臭氧的产量受影响，厂家标称臭氧产生量为200g/h，实际中测的最高一次为89g/h。

④COD去除率的变化
图二
COD去除率随进水流量变化见图二，在流量1.1（T/h）时达到最佳处理效果，达41.4%，此时停留时间为130分钟。

在流量5.4（T/h）时去除率仅为9.42%。

图二
从图二看出，臭氧氧的消耗量越大，COD去除率越高，处理效果越好，基本上呈正相关。

去除率41.4%时，每吨水需要臭氧81.52g。

图三
从图三中看出，单位臭氧去除的COD随着流量的加大，停留时间的变短而变大。

即流量越大，臭氧利用率越高，但是COD的去除率却降低，在流量5.4（T/h）时，每1g臭氧可以氧化1.47gCOD，在流量为1.09时最低为0.58gCOD/g臭氧。

并且进水的COD越高，很明显臭氧的利用率高，但去除率降低，
根据曲线的交叉点，从以上三个图中看出，要达到35%，每吨废水需要臭氧78g，废水与臭氧反应时间大约两小时。

如果要达到更高的处理效率，从图三中可以看出，处理成本会加大，同时提高臭氧的利用率，则导致COD去除率降低。

4、实验结果
从实验中得到，每吨水需要臭氧78g。

现在废水系统每天处理废水量1000吨，故需要臭氧为：1000（吨/天）÷24（小时/天）×78g/吨=3250g/小时
3250g/h÷1000×1.2=3.9kg/h 取4.0kg/h臭氧。

（1.2为设备效率损耗补偿系数）臭氧发生器选型：1.5g/h×2台；1.0kg/h 1台
臭氧接触氧化塔：Φ2.5m×10m V=49m32座
运行成本测算
实验中臭氧发生器功率：235V×22A≈5.2kw
空压机功率：5.5kw
设计选用臭氧发生器总功率：260kw
空压机功率：55kw
总功率：315kw
吨水耗电量：7.56kw·h
注：
1.聚丙烯材料的臭氧输送管道易被臭氧氧化腐蚀，造成臭氧泄露等损失，应选用更
好的耐臭氧腐蚀的材料，
2.臭氧曝气氧化过程中易产生泡沫，需要注意泡沫过多，喷淋进水或做消泡处理，
3.臭氧氧化塔出气口臭氧浓度虽然很低，但考虑到臭氧的强腐蚀性，尾气应进行除
臭氧处理，
4.阴雨天气不利于臭氧发生器的运行，需进行除湿且加强储气罐的排污频率。