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文档简介
石化污水回用技术讲座主讲:********公司研究院主要内容前言国内外现状石化工业污水回用污水回用单元技术原理及进展齐鲁石化污水回用的现状污水回用途径及水质指标技术经济评价结束语
☞水,作为人类所需的不可替代的一种资源,是社会持续发展的重要支柱之一。
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在某种涵义上水资源的质量比数量更重要,因为只有符合一定质量标准的水对于社会才有意义。
☞1973年3月,联合国召开的水资源会议就曾庄严地宣告“水不久将成为一个深刻的社会危机。世界上石油危机之后的下一个危机就是水的危机”。
☞广义上的水资源据联合国1977年统计约有138.6亿亿m3,其中淡水资源仅有3.5亿亿m3,仅占全球水的总储量的2.53%。
▓前言
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在淡水资源中,深层地下水、两极及高山冰川,永久积雪和永冻层底冰占淡水总储量的97.01%,而与人类生产生活密切且易开发利用的湖泊、河流、浅层地下水等淡水储量仅为104.6万亿m3,只占地球水总量的0.0091%和淡水总量的2.99%。
☞中国水资源总量约为2.81万亿m3,居世界第六位,但人均水资源2300m3,仅相当于世界人均占有量的1/4,排在世界的第121位。
☞到2050年,按16亿人口计,我国人均水资源量将比现在降低1/4,约为1700m3。
☞1993年调查显示,全国80.4%的水资源集中分布在长江及其以南地区,人均水资源量3490m3;长江以北地区,水资源仅占全国的14.7%;其中黄河、淮河、海河三流域,人均水资源约500m3,是我国水资源最短缺地区。
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一方面水资源严重短缺,一方面污染严重,优质淡水资源日益减少。
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人口增长、经济持续发展、人们对高质量生活的追求都离不开对优质水资源的需求。
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从一般商品供需关系的角度出发,将来的水资源必定成为国家垄断控制下的紧缺资源。
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长期以来,人们把用过一次的水称为“污水”、“下水”,“废弃水”,而且与“污垢的”、“肮脏的”形象相联系,难以相信它还能再用。
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人类使用过的水,污染杂质只占0.1%左右,比海水3.5%少得多。经过适当处理可以重复利用.
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将再生污水作为城市第二水源,比海水、雨水来得实际,比长距离引水花钱少得多。
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城市供水量的80%变为城市污水排入管网,收集起来再生处理后70%可以回用,因此,城市供水量的一半以上变成再生水(或称为回收水、中水、回用水),返回到城市水质要求较低的用户,替换出等量的自来水,相应增加了城市供水量。开发潜力巨大。
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2004年5月30日中石化集团公司在北京召开了第三次环保工作会议。在此次会议上,集团公司总经理陈同海、股份公司高级副总裁王天普、安全环保局局长李振杰都做了重要讲话。各位领导都在会上表达了一个强烈的信息,即中石化是国有特大型企业,在贯彻执行党和国家的方针政策、落实科学发展观、促进国民经济持续快速协调发展上,负有义不容辞的责任。中石化是一个重诚信、负责任的企业,环保工作的好坏不仅直接影响到我们的社会形象,而且在越来越重视环保的今天,很大程度上已成为关系企业自身生存发展的大问题。要把“开发先进适用的清洁生产技术、环保技术和环保产品”纳入集团公司“十一五”规划。王天普高级副总裁在谈到下一步环保工作时指出,“首先要解决水的问题。基本思路是‘节约用水,达标排放和污水回用’”。位于华北地区的企业在2006年完成污水回用,根据不同水质,采取相应的方法,尽可能多地回用污水。李振杰局长指出:“今明两年加大水问题的解决,落实节水、污水处理及利用等方面的措施”、“在缺水地区强制实施污水回用”、“地处缺水地区的炼化企业要立即制定污水回用方案,条件具备的可纳入今年追加的投资计划中,按有关程序开展工作”。因此,作为从事环保工作的专业人员,对领导的讲话深感鼓舞,同时也感到责任重大,我们会大有作为的。我们是在为子孙后代造福!▓
国内外现状
☞美国美国污水再利用范围很广,涉及了城市回用、农业回用、娱乐回用、环境回用、工业回用、回灌地下水等各方面。美国现有357个城市实现了污水回用,其中农业占55.3%,回用水量为2.9亿m3/a,回用工业占40.5%,回用水量2亿m3/a。
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日本水资源短缺,除了定量供应外,就是开发城市污水再利用资源,因此,污水回用起步比较早,1962年就开始回用实践,促进了20世纪60~70年代的工业复兴。处理后的污水用于城市给水、工业用水或生活卫生杂用。工业用途占41%、环境用水或增加流量占32%,农业灌溉占13%、非饮用市政用水如冲厕所等占8%,其它占4%。东京三岛河污水处理厂将处理后的出水送至科多瓦特地区的340家工厂,用水量为11万m3/d,其中50%用于冷却,30%用于清洗。三菱化成黑崎工厂引入城市污水1万m3/d做工业用水☞以色列以色列是严重缺水水国家,70%的的国土为沙漠,城城市如同沙漠之舟舟。由于水资源的紧缺缺,农业灌溉技术术高度发展,国民民人人都有良好的的节水意识,所以以,以色列可称为为水资源管理和利利用最科学的国家家。20世纪60年代,以色列便便把污水回用列为为一项国策,至1987年,以色色列全国已有210个市政污水回回用工程,城市污污水回用率达72%,回用最小规规模为27000m3/d,最大大为200000m3/d。回用目标:小型社区的就地地回用,中等规规模城镇和大城城市污水的区域域级回用工程。。农业灌溉,工业业利用,进入输输水干管满足饮饮用水需求。其工业布局也充充分考虑了环境境保护和污水再再利用。化学工业设置在在东部,废水则则排入死海。首首都特拉维夫一一带不设置重工工业和有污染的的行业,这样的的布局使城市污污水处理后的出出水能够轻而易易举地达到农业业和其它用途的的回用标准,而而且处理成本比比较低廉。☞南非年平均降降雨量不不到500mm,水资资源由政政府统一一控制。。污水回回用已达达半个世世纪之久久。约翰内斯斯堡市三三个发电电厂利用用城市污污水5万万m3/d作工工业冷却却水,每每天110000m3/d的自自来水中中,85%是加加入的城城市再生生水,开开创了使使用污水水回用到到饮用水水方面的的先例。。☞俄罗斯水资源比比较丰富富,但污污水回用用规模也也很大,,莫斯科科东南区区设有专专用的工工业水系系统,36家工工厂使用用处理后后的城市市污水,,用水量量达到55000m3/d,库库里杨诺诺夫污水水厂365000m3/d,处处理后的的污水回回用于工工业企业业。☞荷兰荷兰有““低地之之国”之之称,水水资源丰丰富,她她注重的的是水的的质量管管理,严严格对企企业废水水的达标标排放管管理。在在分散控控制和集集中处理理方面积积累了丰丰富的经经验,污污水处理理率接近近100%。处理后的的城市污污水输送送至农田田、森林林、园林林和二二级河道道,几乎乎没有未未经处理理的污水水直接排排放的情情况。出水指标标控制严严格:BOD小小于10mg/L,SS小于于15mg/L,TN小于10mg/L,,TP小小于1mg/L。☞中国我国近十十年来,,随着城城市水荒荒的加剧剧,人们们越来越越关注水水的问题题。国家“七七五”、、“八五五”期间间完成的的重大科科技攻关关项目““城市污污水资源源化研究究”,针针对北方方部分城城市急需需解决的的缺水问问题,研研究开发发出适用用于缺水水城市的的污水回回用成套套技术、、水质指指标及回回用途径径,完成成了规划划方法及及政策法法规等基基础性工工作,在在北京、、天津、、秦皇岛岛、大连连、太原原、泰安安、青岛岛、邯郸郸、大同同、沈阳阳、威海海、大庆庆、深圳圳等十余余个城市市开展城城市污水水回用事事业,并并相继建建设了回回用于市市政景观观、工业业冷却水水等示范范工程,,为我国国城市污污水回用用提供了了技术与与设计依依据,并并积累了了一定经经验。(1)集中中处理回用用二级处理出出水经深度度处理后再再供给工业业生产和城城市生活作作低质用水水是污水资资源化的另另一种形式式。大连春柳河河水质净化化厂是“八八五”期间间,我国第第一个污水水示范工程程。处理出出水供红星星化工厂用用于生产工工艺及循环环冷却水;;煤气二厂厂用于洗焦焦、循环冷冷却水;船船厂、热电电厂、橡胶胶厂做基建建消防、冷冷却用水。。深圳滨河水水质净化厂厂采用对二二级生化出出水进行过过滤处理,,出水回用用于厂内风风机冷却、、冲洗马路路与厕所、、浇洒绿地地、洗车等等。天津纪庄子子污水处理理厂1989年建成成1500m3/d的污水水回用示范范工程。污污水厂内使使用。泰安市污水水处理厂中中的2万m3/d污水经经深度处理理用于景观观、河流补补充水,以以及工业用用水。(2)中水水回用中水回用特特指办公楼楼、宾馆、、饭店和生生活小区等等较为集中中排放的污污水就地净净化后回用用于冲厕、、洗车、消消防、绿地地等杂用水水,以缓解解其面临的的淡水危机机。北京市目前前已有115个中水水回用设施施。据统计,当当小区的规规模人口达达到1万人人或中水用用量达到750m3/d时,设设立中水处处理系统就就比传统供供水经济。。山东田横岛岛将生活污污水处理后后,一部分分用于冲洗洗和浇洒,,另一部分分通过地下下渗滤作为为地下水补补充。经济济效益显著著。开采地地下水4.2元/m3,使用外调调水3.9元/m3,使用海水水淡化19.6元/m3,使用中水水0.7元元/m3。全国城市污污水年排放放量大约414亿m3,但城市污污水处理率率和二级污污水处理率率分别仅达达到30%和15%,污水回回用率的比比例更低。。根据“十五五”计划纲纲要,到2005年年,我国城城市污水集集中处理率率要达到45%。如如果污水回回用率平均均达到20%,“十十五”末年年污水回用用量可达到到40亿m3,可解决全全国城市缺缺水量的一一半以上。。由此可见见,我国污污水处理与与回用的潜潜力是巨大大的。☞石化企业耗耗水情况石化企业是是用水大户户,也是污污水排放大大户,而且且石化企业业多数处在在缺水或严严重缺水的的地区。1999年年对中石化化集团公司司9套炼油油装置耗水水情况的调调查结果表表明:加工吨油耗耗水量最高高达到5.41m3,最低为1.00mm3,平均为2.37m3,分别是国国际水平0.5m3的10.8倍、2倍倍和4.74倍,节节水潜力巨巨大。(据据中石化第第三次环保保工作会议议资料,镇镇海炼化2003年年加工1吨吨原油消耗耗新鲜水0.7吨,,排污0.3吨)耗水量大必必然导致排排污水量多多。对9套套炼油装置置污水排放放的调查结结果表明::吨油污水排排放最高达达到3.7m3,最低为0.52m3,平均是1.84m3,分别是国国际水平0.15m3的24.7倍、3.47倍和和12.27倍。所所以,石化化污水回用用潜力巨大大。据1998年相关数数据测算,,如果水质质能够保证证装置连续续运行周期期从目前的的2年提高高到3.5年,生产产装置每年年可以多运运行6.5天,石化化企业每年年可以多实实现65××108元的产值;;循环水浓缩缩倍数从目目前的2.5提高到到5.5,,每年可以以节新鲜水水超过6000万m3,并减少污污水排放,,如果将处处理过的污污水回用到到循环水系系统,每年年节水可超超过1亿m3,可大大节节约水费和和污水排放放费用,对对提高企业业的经济效效益有十分分明显的作作用。中石化在华华北、中原原等缺水地地区每年排排放污水5560万万吨,该地地区每年循循环水系统统需补的排排水3800万吨,,实行污水水回用后,,完全可以以满足循环环水补水需需要,既可可以解决该该地区的水水资源不足足问题,又又可以大大大减少污水水的排放量量。▓石化污水回回用按回收难度度由低到高高排列:☞冷凝液的回收与与利用☞循环冷却水系统统排污水回回用☞PVC母液的回用用☞炼油污水回回用☞化工污水回回用☞冷凝液的回回收与利用用属于节约约用水和清清洁生产范范畴,不属属于科研范范畴,因此此,不做过过多地介绍绍,只要根根据冷凝液液受污染的的程度,采采取不同的的处理工艺艺即可回用用。☞循环冷却水水排污水的的回收利用用循环冷却水水排污水中中主要含有有:粘泥、、高浓度无无机盐、处处于失效状状态的药剂剂、悬浮物物等;因此,循环环冷却水系系统排污水水的回用工工艺一般只只包括4个个单元:絮絮凝、过滤滤、杀菌和和脱盐单元元;公司烯烃厂厂进行了尝尝试,设计计处理规模模100m3/h,投资资约420万元,脱脱盐单元采采用电渗析析工艺,2003年年投产,目目前运行基基本正常。。个别参数没没有达到设设计要求。。循环水排污污水的回收收利用,必必须确保回回用水对原原有系统的的运行不会会造成影响响。脱盐成本高高也是回用用的主要障障碍。☞PVC母液液的回用PVC母液产生于于PVC聚聚合工艺,,聚合反应应是在液相相中进行,,反应完成成后采用离离心法将PVC粉料料从液体中中分离出来来,粉料送送产品储罐罐,滤液排排放成为母母液。由于于反应开始始时所用水水为脱盐水水,因此,,PVC母母液中盐的的含量比较较低,还含含有PVC粉末、各各种反应助助剂等,另另外,水温温比较高达达到60~70℃。因此,PVC母液液的回用必须解决决温度、COD、、浊度问题。☞炼油污水回用炼油污水主要包括括:含油污水,是炼油油厂中排放量最大大的一种废水,废废水中油主要有浮浮油、乳化油及溶溶解油等几种状态态。浮油采用重力力分离法;乳化油油采用混凝、浮选选、聚结过滤等方方法去除;溶解油油采用吸附及生化化法加以去除。含硫废水,主要成成分有硫化物、氨氨、油、挥发酚等等物质。含硫污水水的危害比较大,,一般在装置附近近对其预处理,如如双塔汽提,回收收H2S和氨,然后再与与其它污水混合处处理。含酚废水,主要来来自常减压、催化化裂化、延迟焦化化、电解精制及叠叠合等装置。含碱废水,废水来来自常减压、催化化裂化等装置中柴柴油、航空煤油、、汽油碱洗后的水水以及液态烃碱洗洗后的水洗排水。。含盐废水,主要来来自原油电脱盐脱脱水罐排水及生产产环烷酸盐类的排排水。废水含盐量量高,含油量大且且含有其它杂质,,油类污染物乳化化严重,不易处理理。生产废水,主要来来自循环冷却水的的排污水、锅炉水水排污、油罐喷淋淋冷却水及无污染染的地面水。该类类水污染程度低,,可直接排放。生活废水,厂区生生活设施排放的污污水,进入污水处处理厂处理。炼油污水处理对含油污水进行隔隔油预处理、含硫硫废水进行双塔汽汽提、含酚废水进进行汽提或萃取、、含碱废水湿式氧氧化去除恶臭(中中石化目前正在大大力推广的技术)),之后,污水进进行混合处理。混合处理一般采取取:隔油---气气浮---一级生生化---沉淀---二级生化---沉淀的工艺艺处理。处理后的污水一般般可以达到国家二二级排放标准。COD小于150mg/L,,油小于10mg/L,氨氮氮小于40mg/L,pH6~9,硫小于于1mg/L,,酚小于0.5mg/L。炼油污水的深度度处理及回用(1)简单处理理回用采用絮凝过滤、、杀菌的工艺处处理二级生化出出水,出水主要要回用于循环冷冷却水系统的补补水、动力站冲冲灰水、绿化、、厂区卫生间冲冲厕用水。抚顺石化分公司司,2000年年11月投资345万元,建建成处理规模150m3/h污水回用工工程,年节约资资金114万元元(当年价格))。主要技术指指标;序号项目标准序号项目标准1油<35氨氮<22COD<306pH6~93BOD5<107氯离子<1004浊度<58细菌<1×105南方某炼油厂将将简单处理的二二级生化出水回回用于循环冷却却水系统,由于于污水中仍然含含有COD、氨氨氮等营养物质质,容易引起循循环水系统细菌菌的大量繁殖,,导致粘泥增加加和腐蚀加重。。因此,需要投投加大量的杀菌菌剂和缓蚀剂。。由于炼油厂循环环水系统存在的的泄露问题,水水中的营养物本本来就不缺乏,,细菌和粘泥问问题原本就严重重,再通过补充充回用污水增加加其营养物,会会使问题更严重重。有的的厂家采取取回用污水与新新鲜水按一定比比例混合作为循循环水的补水。。(2)深度处理理回用如哈尔滨炼油厂厂,采用:二级生化出水---絮凝沉淀淀---一级过过滤----臭臭氧氧化---二级过滤---生物活性炭炭---清水池池----泵----精密过过滤---超滤滤---泵---工业管网循环冷却水1998年7月月投产,处理规规模4000m3/d。出水水质质指标如下:序号项目指标序号项目指标1油≤0.55氨氮≤--2COD≤206悬浮物≤53BOD5≤67挥发酚≤0.014浊度≤58硫化物≤0.01成本:1.05元/m3,年经济效益150万元。☞石化污水回用☻污水来源与组成石油化工是以石石油、天然气等等为原料,加工工成各种化工产产品的工业。由由于产品种类多多、规模大,因因此形成装置多多、设备多、用用水量大的特点点。生产工艺主要包包括:烯烃生产,催化化裂解,脱硫,,卤素加成和取取代,聚乙烯生生产,环氧乙烷烷生产,环氧氯氯丙烷生产,丙丙烯腈生产,聚聚苯乙烯,醇、、酸、酮的生产产,芳烃,丁烯烯、异丁烯的萃萃取和净化,丁丁苯橡胶生产,,公用工程等。。废水组成主要有有:无机盐、油、水水溶性烃类、醇醇类、醛类、酮酮类、有机酸、、无机酸、氰化化物、溶剂、有有机氯化物、重重金属、芳烃类类、聚合物等,,成分复杂。石化污水成分复复杂,视具体产产品种类不同、、装置规模复杂杂程度不同污水水组成有很大不不同,应根据具具体情况具体分分析。☻污水处理1、清洁生产减少排污,提高高物料的利用率率;加强污水预处理理,从源头减少少污染物的流失失;加强管理,防止止跑、冒、滴、、漏。2、污水处理石化污水属于有有机污染型污水水,在经过各种种预处理措施后后,生化处理仍仍然是其核心。。生化处理单元大大部分是分建式式鼓风曝气池,,也有分建式纯纯氧曝气池。为了确保达标排排放和系统稳定定运行,一般系系统的COD负负荷应小于0.3kgCODcr/(kgMLSS.d)☻污水回用1、天津石化污污水回用采用简单处理即即:二级生化出水----絮凝沉沉淀----过过滤-----消毒----回用于循环冷冷却水。此工艺要根据各各自污水处理系系统运行状况和和出水水质稳定定性来确定是否否采用上述流程程。2、燕山山石化污污水回用用二级生化出水---曝气生物滤池池---絮凝沉淀淀----消毒---回用2003年投用,,应用效果不明。。燕山石化回用水与与自来水水质的对对比及存在的问题题项目再生水(平均)自来水(平均)电导率1002275总溶固941180硬度176149碱度230137Ca2+11399Fe2+10.1Cl-111411SO4-213625pH6.6~8.27.8~8.5浊度3.81.6COD448TOC139油0.1~5.00.1~0.5总磷0.3~0.5氨氮5.6从水质指标看,再再生水与当地的地地下水水质指标有有较大的差别,对对回用会产生较大大的影响。即使回回用到水质要求相相对较低的循环水水系统也会造成许许多问题,如果再再生水质不稳定,,则问题会更严重重。需要向系统投投加更多、更高效效的阻垢、缓蚀、、杀菌药剂,来维维持系统的正常运运行。▓污水回用技术进展展及单元技术原理理石化污水回用必须须解决的问题:有机污染物(COD)石油类污染物氨氮无机盐(电导率、、Cl-1、SO42-)微生物回用去向及水质指指标☞以去除有机污染物物、氨氮为主的工工艺☻曝气生物滤池☻膜生物反应器☞以去除悬浮物、浊浊度为主要目的的的工艺☻絮凝☻微滤、超滤☻高效过滤器☞以去除无机盐为主主要目的的工艺☻反渗透☻离子交换☻电渗析☻电吸附☻纳滤☞以杀菌为主要目的的的工艺☻臭氧氧化☻CIO2杀菌下面仅对石化污水水回用更具有实际际应用价值污水深深度处理单元技术术进行个别介绍☻曝气生物滤池¶发展历程是近十年来在欧洲洲发展起来的新一一代的生物膜污水水处理技术,现在在世界上已有50个国家设计、建建成、运行着3500多个同类型型的污水处理厂,,规模最大的达到到41万t/d。。适用于城市污水二二级处理和污水回回用的三级处理工工艺。¶工艺特点随着研究的深入,,曝气生物滤池从从单一的工艺逐渐渐发展成系列综合合工艺,具有去除除SS、COD、、BOD、硝化、、脱氮除磷、除去去AOX(有害物物质)的作用,其其最大特点是集生生物氧化和截留悬悬浮物固体于一体体,节省了后续二二次沉淀池,在保保证处理效果的前前提下使处理工艺艺简单化。此外,,曝气生物滤池工工艺有机物容积负负荷高、水力负荷荷大、水力停留时时间短、所需基建建投资少、能耗及及运行成本低,同同时该工艺出水水水质高。¶工艺原理上流式曝气生物滤池采用上流式过滤的原理理,滤床完全淹没没在污水中,污污水由过滤床底部部引入,流经整个个滤床,滤床上的的滤料生长了大量量微生物,微生物物可高达10~15g/L,是活活性污泥法的3~5倍。污水与空空气一起由下向上上流,在流经滤层层时,一部分有机机物被在滤料的微微生物分解成二氧氧化碳和水,一部部分有机物生成新新的微生物,加厚厚了生物膜的厚度度,污水中的有机机物也同时得到去去除。另外,滤料料作为微生物的附附着物之外,还可可作过滤用的滤料料,污水中的SS以及生物膜残片片在流过滤料时被被截流,因而不需需要设沉淀池作固固液分离。污水经经过滤床处理后便便达到了排放标准准,在滤床顶部形形成清水区,处理理后出水从清水区区溢出排放。曝气生物滤滤池工艺是是生物膜法法的一种,,因此具有有生物膜法法的共同特特点。在生物膜净净化污水过过程中,关关键是培养养好生物膜膜。生物膜是由由细菌(好好氧、兼性性、厌氧))、真菌、、藻类、原原生动物、、后生动物物以及肉眼眼可见的蠕蠕虫、昆虫虫的幼虫等等组成。微生物细胞胞几乎能与与水环境中中的任何适适宜的载体体表面牢固固地附着,,并在其上上生长和繁繁殖,由细细胞内向细细胞外伸展展的胞外多多聚物使微微生物细胞胞形成纤维维状的缠结结结构,称称为生物膜膜。生物膜构造造生物膜表面面生长的是是好氧和兼兼氧微生物物,其厚度度约2mm,在这里里,有机污污染物经微微生物好氧氧代谢而降降解,终点点产物是H2O、CO2、NH3等。厌氧层缺氧层好氧层吸附水层流动水层滤料表面NH3O2BODH2OBODCO2O2H2S生物膜中生物相相的种类与分布布曝气生物滤池的的生物膜是由滤滤料表面和滤料料空隙之间解留留的悬浮物、吸吸附胶体和繁殖殖的微生物所形形成。生物膜主主要是由细菌组组成的。1g生物膜有有1012个细菌,其表表面积约1200m2。生物膜的菌菌种组成取决决于污水中的的污染物。曝气生物滤池池的生物膜是是在明显好气气氧化过程中中形成的,除除了异养菌外外,在其中有有大量的自养养菌,如亚硝硝化菌、硝化化菌;除单细细胞细菌外,,还生长着少少量的丝状菌菌、酵母和个个别的霉菌菌菌丝体。生物膜中的微微型动物大部部分是单细胞胞的原生动物物,如肉足虫虫、鞭毛虫、、纤毛虫和吸吸管虫,也有有构造比较复复杂的后生动动物,如轮虫虫、圆形蠕虫虫。¶影响生物膜法法功能的主要要因素1、温度任何一种微生生物都有一个个最佳温度,,在一定的温温度范围内,,大多数微生生物的新陈代代谢活动都会会随着温度的的升高而增强强,随着温度度的下降而减减弱。好氧微微生物的适宜宜温度范围是是10~35℃。温度低生物膜膜的活性受到到抑制,处理理效果受到影影响;温度高甚至超超出上限,可可使胶体基质质作为呼吸基基质而消耗,,使污泥结构构松散而解体体,吸附能力力降低,并使使出水浑浊、、SS升高,,结果出水BOD反而增增加;温度升升高,使饱和和溶解氧降低低,氧的传递递速率降低,,污泥缺氧腐腐化而影响处处理效果,甚甚至温度过高高,导致细菌菌死亡。2、pH值对于好氧微生生物,最适宜宜的pH值在在6.5~8.5之间。。但细菌经过过驯化后对pH的适应范范围可以进一一步提高。污水一般含有有碳酸、碳酸酸盐类、铵盐盐及磷酸盐类类物质,可以以起到缓冲pH的作用。。pH对细菌的的代谢活动有有较大影响;;pH会改变细菌表表面电荷,从而影影响它对营养的吸吸收;微生物对pH的突突然波动十分敏感感,即使在其适宜宜的pH范围内的的pH突然波动也也会引起细菌活性性的明显下降,这这是由于细菌对pH的适应比对温温度改变的适应过过程慢得多。因此此,应尽量避免污污水ph值的突然然变化。3、水力负荷水力负荷[m3/m2.h]的大小直接接影响到生物膜法法的净化效果:a,影响污水与生生物膜的接触时间间;b,水力负荷的大大小在控制生物膜膜厚度、改善传质质方面也有一定作作用。c,不同的生物膜膜法工艺应有其适适宜的水力负荷。。4、溶解氧好氧生物膜法的溶溶解氧一般以4mg/L左右为宜宜,此时,生物膜膜结构正常,沉降降、絮凝性能也良良好。最低不应低低于2mg/L,,而这个低值也只只限于反应器的局局部地区,如进口口端,有机物浓度度高的部位。供氧过多,反而会会使代谢活动过强强,营养供应不上上,使生物膜自身身产生氧化,促使使污泥老化。5、载体表面结构构与性质载体的比表面积的的大小、表面的亲亲水性及表面电荷荷、表面粗糙度、、载体密度、堆积积密度、孔隙率、、强度等。载体表面最佳孔径径是细菌体长的4~5倍。6、生物膜量及活活性生物膜厚度反应了了生物量的大小,,也影响着溶解氧氧和基质的传递。。生物膜厚度度:总厚度度和活性厚厚度2个概概念。只有在膜活活性厚度范范围(70~100nm)内内,基质降降解速率随随膜厚度的的增加而增增加。生物膜薄,,阻力小,,传质好;;膜厚,阻阻力大,膜膜内传质差差,膜活性性下降。生生物膜厚度度应控制在在159nm以下。。过厚,导导致膜缺氧氧,膜脱落落,堵塞填填料,从而而影响生物物池的出水水。7、有毒物物质工业废水中中往往含有有对生物有有毒的物质质,如重金金属离子、、酚、氰等等。在废水水处理时应应严加控制制。但有毒物质质也有一个个量的概念念,通过驯驯化细菌,,可以提高高其最高允允许浓度,,并且可以以得到降解解。8、营养物物质生活污水一一般不缺乏乏营养物质质,不需要要额外投加加;某些工工业污水成成分单一,,能为微生生物所利用用的营养成成分比例不不当,应根根据实际情情况,按比比例投加营营养物。¶曝气生物滤滤池工艺a,曝气生生物滤池构构造123456789101112131—配水区区2—承拖层层3—滤滤料层4——出水区5—出出水槽6—反反冲洗排水水管7—净净化水排出出管8—曝气气管9—反反洗供气管管10—滤池进进水管11—反反冲洗供水水管12—滤料料支撑板13—长柄滤滤头有关说明::曝气生物滤滤池从结构构上共分成成三个区域域,即缓冲冲配水区l、承托层层2及滤料料层3、出出水区4及及出水槽5。待处理理污水由管管道13流流人缓冲配配水区1,,污水在向向上流过滤滤料层时,,经滤料上上附着生长长的微生物物膜净化处处理后经过过出水区4和出水槽槽5由管道道7排。缓缓冲配水区区的作用是是使污水均均匀流过滤滤池。在待待处理污水水进入滤池池起,同时时由鼓风机机鼓风并通通过管道10向池内内供给微生生物膜代谢谢所需的空空气(氧源源),生长长在滤料上上的微生物物膜从污水水中吸取可可溶性有机机污染物作作为其生理理活动所需需的营养物物质,在代代谢过程中中将有机污污染物分解解,使废水水得到净化化。※曝气生物滤滤池的设计计a,一段曝曝气生物滤滤池法主要用于处处理可生化化性较好的的工业废水水以及对氨氨氮等营养养物质没有有特殊要求求的生活污污水,其主主要去除对对象为污水水中的碳水水有机物和和截留污水水中的悬浮浮物,也即即去除BOD、SS。纯以去除污污水中碳化化有机物为为主的曝气气生物滤池池称为DC曝气生物物滤池。建议DC曝曝气生物滤滤池的进水水COD≤1500mg/L,BOD/COD≥0.3一段曝气生生物滤池的的工艺流程程示意图鼓风机DC曝气生物物滤池空气反冲洗供水清水池达标水预处理反冲洗排水污水b,二段曝曝气生物滤池池两段曝气生物物滤池法主要要用于对污水水中有机物的的降解和氨氮氮的硝化。两段法可以在在两座滤池中中驯化出不同同功能的优势势菌种,各负负其责,缩短短生物氧化时时间,提高生生化处理效率率,更适应水水质的变化,,使处理水水水质稳定达标标。第一段DC曝曝气生物滤池池以去除污水水中碳化有机机物为主,在在该段滤池中中,优势生长长的微生物为为异养菌。第二段曝气气生物滤池池主要对污污水中的氨氨氮进行硝硝化,称为为N曝气生生物滤池。。二段法曝气气生物滤池池的流程::预处理DC曝气生生物滤池DN曝气生生物滤池清水池鼓风机反冲洗进水水反冲洗出水水空气污水达标排放c,三段曝曝气生物滤滤池三段曝气生生物滤池是是在两段曝曝气生物滤滤池的基础础上增加第第三段反硝硝化滤池,,同时可以以在第二段段滤池的出出水中投加加铁盐或铝铝盐进行化化学除磷,,所以第三三段滤池称称为DN——P曝气生生物滤池。。流程见下下图:预处理DC曝气生生物滤池DN曝气生生物滤池DP曝气生生物滤池清水池鼓风机反冲洗进水水反冲洗出水水滤料在本书中介介绍的曝气气生物滤池池,主要指指采用密度度大于水的的无机颗粒粒滤料为微微生物载体体的滤池。。从生物滤滤池处理污污水的发展展状况来看看,虽然曾曾经采用过过如蜂窝管管状、束状状、波纹状状、圆形辐辐射状、盾盾状、网状状、筒状等等玻璃钢、、聚氯乙烯烯、聚丙烯烯、维尼纶纶合成材料料作为生物物膜的载体体,但由于于制作加工工和价格原原因,以及及考虑到曝曝气生物滤滤池的特殊殊要求和上上述滤料的的缺点,目目前国内曝曝气生物滤滤池工艺中中采用的滤滤料主要以以轻质圆形形陶粒为主主。在曝气生物物滤池设计计中,布水水、布气都都是十分关关键的技术术,但其中中最核心的的还是滤料料。小结在实际应用用当中也不不能一盖而而论,当污污水中的氨氨氮和磷的的浓度并不不是很高时时,一段曝曝气生物滤滤池也能同同时完成脱脱碳、脱氮氮、脱磷,,具体采用用何种工艺艺,应视具具体分析水水质情况然然后决定。。曝气生物滤滤池的其它它运行方式式:从去除总氮氮的角度考考虑,可以以将曝气生生物滤池进进行适当地地改变,即即控制供风风量,使成成为缺氧生生物滤池或或直接不供供风使成为为厌氧生物物滤池。缺氧生物滤滤池或厌氧氧生物滤池池可以与曝曝气生物滤滤池配合使使用,达到到去除总氮氮的目的。。☻膜生物反应应器¶发展历程1969年年,Smith等人人首次报道道了在活性性污泥法工工艺中采用用超滤取代代二次沉淀淀池的方法法;1970年,Hardt等人人用一个10L的好氧生物反反应器处理合成成污水,流程中中采用一个死端端超滤膜来实现现泥水的分离,,其中MLSS浓度高达30000mg/L,是常规好好氧系统的23倍,膜通量为为7。5L/m2。h,COD去除率为98%;20世纪70年年代,Dorr-Oliver公司与Sanki工程有有限公司达成协协议,使得该工工艺首次进入日日本市场;1993年,已已经有39套外外置式MBR系系统用于日本的的卫生和工业领领域;目前,日本已有有数家公司提供供膜生物反应器器成套产品,广广泛应用于家庭庭污水和回用以以及废水中COD通常较高的的一些工业领域域,例如,食品品和饮料行业;;70至80年代代,ThetfordSystems公公司推出了自己己的外置式厌氧氧膜生物反应器器,用于处理家家庭污水;80年代末至90年代初,Zenon环境境公司将膜生物物反应器用于工工业污水处理,,并推出2个注注册产品;1982年,Dorr-Oliver公司司推出了膜厌氧氧反应器,处理理高浓度的食品品废水,该工艺艺采用外部循环环超滤膜,总负负荷8kgCOD/m3。d,COD去去除率达99%;我国,90年代代从日本引进膜膜生物反应器技技术,目前,已已有小规模应用用;膜曝气生物反应应器(MABRs)和萃取膜膜生物反应器((EMBRs))还处于中试阶阶段;目前应用最广泛泛的还是分离膜膜生物反应器;;到2003初,,实际运行的MBR系统超过过500套,其其中66%在日日本,其它在北北美和欧洲;在已经商业运行行的MBR中,,50%为膜组组件浸没式,50%为膜组件件外置式;好氧氧式膜生物反应应器占98%,,厌氧式只占2%;所处理的污水类类型:工业污水27%楼楼宇污水24%家家庭污水27%城市污水12%垃垃圾渗滤液9%膜的形式膜膜通量L/m2.h平板式25~100中空纤维式30管式40~100膜生物反应器的的三种形式:悬浮固体生物反反应器透过液膜过滤器微生物循环进水(a)固-液分分离膜生物反应应器悬浮固体生物反反应器悬浮固体生物反反应器悬浮固体生物反反应器悬浮固体生物反反应器生物反应器无泡氧气传输进水氧气进水(b)氧气传质质膜生物反应器器出水出水进水(含有机污染物物)萃取膜氧气中空纤维膜营养物(C)萃取膜生生物反应器¶膜生物反应器的的优点:反应器优点缺点膜分离生物反应器占地小;彻底去除出水中的固体物质出水无须消毒;COD、固体和营养物质可以在一个单元内被去除高负荷率;低/零污泥产率;流程启动快系统不受污泥膨胀影响模块化/升级改造容易曝气池受到限制膜污染膜价格高膜曝气生物反应器氧利用率高能量利用效率高;占地面积小;氧需要量可以在供氧时控制;模块化/升级改造容易膜易于污染基建投资大无实际工程案例工业复杂萃取膜生物反应器可处理有毒工业废水出水流量小模块化/升级改造容易细菌与非废水隔离基建投资大无实际工程案例工业复杂¶膜的基本概念※膜通量和错流•膜阻力•单位膜面积的运运行驱动力•膜与液体界面的的水动力学条件件•膜表面的污染和和相应的清洗膜通量是指单位位时间单位膜面面积通过的物质质的量,单位为为m3/m2.s,或者简写写为m/s,因因此膜通量有时时也称为渗透速速度。膜通量是由驱动动力和总阻力两两方面决定的。。死端过滤或全程程过滤:一般限于固体物物含量低的水,,如锅炉进水的的过滤和采用超超滤制备无致热热源的水,或者者限于用于频繁繁反冲洗的循环环操作。被过滤滤下来的物资在在膜表面形成滤滤饼。进水出水错流过滤:错流过滤中进水流流向与膜表面平行行,从而促使污染染物从膜和溶液之之间的界面上被去去除,错流过滤产产生截流液。膜滤饼浓缩液透过液膜产率透过液占进料液的的比率。Θ=Qp/Q×100%物料平衡:QrCr(截流液)QCQpCp(透过液液)截流率膜是一个选择性屏屏障:它允许一些些物质通过而截留留另外一些物质。。这种特性通常用用截流率表示1-CpR=×100%C※质量传递两种最重要的物质质传递机制:对流流与扩散;料液流动引起对流流,包括其中的溶溶解性物质和悬浮浮物质;高流速时为紊流,,低流速时为层流流;单个离子、原子和和分子的热运动产产生布郎扩散。扩扩散速度取决于浓浓度梯度和组分的的布郎扩散系数,,并且扩散速度随随着颗粒尺寸的减减小而增大。※驱动力膜工艺系统的驱动动力通常是压力梯梯度。几种膜分离离过程的驱动力下下表膜分离过程传质驱动力膜类型(孔)径污染物尺寸分离目的微滤(MF)静液压差20~200KPa各向同性/各向异性(0.1~2μm)0.2~100μm从悬浮液中获取水(如用MBR去除微生物)超滤(UF)静液压差50~1000KPa各向异性(2~50nm)5~500nm从溶解性固体或者大分子胶体溶液中取水反渗透(RO)静液压差600~104KPa复合膜;均质超薄膜0.2~10nm从小分子组分和离子溶液中获取水电渗析(ED)电势差离子交换膜<0.1~0.5nm从水中分离离子※影响驱动力的因素素a,浓差极化浓差极化(CP))是指在膜与溶液液界面区域形成的的浓度区域层或者者液膜层中浓度积积累的趋势。b,污染膜污染是运行中一一系列增加末阻力力的因素的总称。。如:污染物在膜表表面的吸附和沉积积,在膜组织内的的膜孔中吸附或者者完全的膜孔堵塞塞。污染可以通过几种种物理化学和生物物机制产生。物理化学污染一般般由两种重要组分分引起:蛋白质和和胶体(颗粒)物物质。膜表面的化学特性性,特别是亲水性性和表面电荷,对对膜污染的程度起起决定性作用。憎憎水性材料易于被被蛋白质沉积而造造成不可恢复污染染。渗透引起胶体物质质和颗粒物质结构构上的物理变化。。在好氧MBR系统统中,主要污染是是由细胞产生的胞胞外多聚物(EPS)引起的(缺缺氮培养活性污泥泥可减少EPS))。c,膜污染的减轻途径有三:(1)用预处理或或者在线处理(即即膜清理)的方法法去除污染物;(2)增大紊流度度以减小水动力学学边界层的厚度;;(3)减小膜通量量。以上三种方法都会会增加费用总额。。d,临界膜通量的的概念膜污染有可恢复和和不可恢复两种。。不可恢复膜污染染一般是由胶体物物质在膜表面的沉沉积引起。胶体物质在膜表面面的传质直接影响响膜通量的大小,,胶体物质开始发发生沉积时的膜通通量就被称为临界界膜通量。临界膜通量是水力力条件的函数,随随错流速度的增加加而提高,临界通通量的值还与污染染物的性质有关。。¶微生物分离膜生物物反应器----MBR工艺的应应用MBR工艺的2种种类型:回流进水膜膜进进水空气出出水(a)外置式¶微生物分离膜生物物反应器----MBR工艺的应应用MBR工艺的2种种类型:回流进水膜膜进进水空气出出水(a)外置式¶微生物分离膜生物物反应器----MBR工艺的应应用MBR工艺的2种种类型:回流进水膜膜进进水空气出出水(a)外置式¶微生物分离膜生物物反应器----MBR工艺的应应用MBR工艺的2种种类型:回流进水膜膜进进水空气出出水(a)外置式¶微生物分离膜生物物反应器----MBR工艺的应应用MBR工艺的2种种类型:回流出出水进水膜膜进进水空气出出水空空气气(a)外置式((b)内置式¶MBR用于处理城城市污水的工艺研研究MBR目前应用最最广泛的是城市污污水或家庭污水,,并有逐步向工业业污水处理领域扩扩展。※负荷率与停留时间间体积负荷率介于1.2~3.2kgCOD/(m3.d),去除率>90%0.05~0.66kgBOD5/(m3.d),去除率>97%(相应的活性污泥泥法的污泥负荷率率相当,但去除率率是75%~85%)。污水类型膜类型V/m3HRT/h污泥龄/d污泥负荷/kgCOD/kg.d)有机负荷/kg/m3.d)COD,氨MLSS/(kg/m3)污泥产率/d-1DO/(mg/L)进水出水家庭污水HF/S310.5-0.030.2944.2163.90.69.2--城市污水HF/S2.6`3.910~1631200.072.490045<230-生活污水HF/S21.4131200.040.315713255.112--※营养物的去除膜对微生物的完全全截留为特殊微生生物如亚硝酸细菌菌和硝酸菌增长提提供了有利条件。。在污泥龄5~72d,有机负荷荷率0.05~0.66kgCOD/(m3.d)时,硝化反反应可以彻底进行行。采用两段厌氧/好好氧膜生物反应器器中试试验,可以以达到完全脱氮的的目的。浸没式MBR工艺艺,可以达到40%~75%的除除磷效率。如果副副以沉淀法,可以以获得80%以上上的除磷效率。※微生物与污泥MBR工艺中MLSS通常在10000~20000mg/L,,有时高达50000mg/L。。污泥龄高,污泥负负荷低,污泥产率率低,只有0~0.34kgMLSS/kgCOD如果负荷为0.01kgCOD/kgMLSS.d,污泥产率很很小或零。MBR工艺的活性性污泥比普通活性性污泥法污泥更易易脱水,因为,在在MBR污泥中存存在大量的小尺寸寸颗粒。※膜通量与水动力学学MBR运行的摸通通量范围为5~300L/(m2.h),比膜通量量范围为20~200L/(m2.h.bar).※构型在操作参数相同的的条件下:中空纤维膜MBR的比膜通量是50~60L/(m2.h.bar)板框式MBR的比比膜通量是115L/(m2.h.bar)试验发现浸没式MBR的比膜通量量比相应的外置式式MBR的比膜通通量高2~4倍。。※材料与孔径大小陶瓷膜,经过表面面改性和未经改性性的高分子聚合物物,如聚乙烯、聚聚丙烯和聚砜等。。亲水性的聚丙烯腈腈比聚烯烃材料的的膜通量高2倍。。当膜孔径从5微米米减小为1微米时时,膜通量衰减率率增加老0倍,而而最终的膜通量都都稳定在了5L/(m2.h)。※污泥浓度污泥浓度对于动态态层厚度和黏度都都有作用。污泥浓度可以改变变水动力学、剪切切力和滤饼层表面面。有研究表明:MLSS在8000mg/L以下下时,MLSS与与膜通量存在线性性关系;当MLSS增大到到18000mg/L时,膜通量量下降一个数量级级。当MLSS由13000mg/L增大到57000mg/L时,,悬浮液黏度由8.5mPa.S增加到75mPa.S。间歇曝气可以加强强胞外聚合物的降降解程度同时减小小黏度。※能耗MBR能耗主要来来自进水泵、循环环泵、抽水泵以及及曝气的运行费用用。外置式的能耗范围围是2~10KW.h/m3,内置式的能耗范围围是0.2~0.4KW.h/m3。※消毒MBR具有去除大大量细菌和病毒的的能力,尽管膜孔孔径可能大于微生生物的尺寸,但是是去除率往往大于于预期。凝胶层在膜表面形形成后,可以提高高病毒的去除率。。MBR出水可以达达到比较高消毒水水平,可以无须进进一步的处理,,直接回用为非饮饮用水。¶MBR在工业污水水处理中的应用※工业污水处理工程程包括:含油污水食品污水制革污水垃圾渗滤液※由于工业污水的COD浓度比较高高,所以,有机负负荷范围为0.25~16kgCOD/kgMLSS.d※MBR处理某些特特殊污水的工艺参参数污水类型膜类型V/m3HRT/h污泥龄/d污泥负荷/kgCOD/kg.dCOD/(mg/L)MLSS/(kg/m3)污泥产率/d-1DO/(mg/L)进水出水食品T/SS2.75139.215.90.5426007010.90.0946.3制革T/SS2.75-30.80.231764419016.20.2741.5酿造T/SS1102-0.42680001350380.11.5~2含油T/SS1.9144~24050~751.36~2.722943029431.81.3%-化工T/SS114-0.45520006000200.052¶造价与膜的价格密切相相关,1992年年膜价格400$/m2,2000年降至至100$/m2。1997年,采用用浸没式板框式膜膜系统处理城市污污水,处理能力1000m3/d,投投资约110~140万英镑镑,运行行费用0.183英镑镑/m3。处理费用用与处理理规模相相关,1998年有人人作过统统计,当当处理规规模从1400m3/d增至至22500m3/d,运运行费用用降低50%。。在英国,,有人作作过统计计,当处处理规模模小(1000m3/d)膜膜工艺在在投资和和运行费费用都略略优于活活性污泥泥法,但但是当规规模增大大后,投投资和运运行费用用都超过过活性污污泥法。。在中国,,目前的的状况是是处理规规模100m3/d的城城市污水水,投资资约100万元元。¶结论MBR工工艺在在欧、美美、日等等国家逐逐步得到到推广,,但是应应用主要要集中在在生活污污水领域域、楼宇宇污水,,处理出出水水质质好,不不用消毒毒,可以以直接回回用。因因此特别别适合高高级饭店店和高档档社区污污水处理理和回用用。在工业污污水处理理领域,,应用比比较少,,对于不不同的污污水需要要进行严严格的试试验,确确定膜的的材质、、工艺及及参数,,然后才才能付诸诸工业实实施。此项工艺艺目前还还处在开开发与推推广阶段段,在石石化污水水处理及及回用工工作中,,应视具具体污水水性质,,从技术术、经济济各种因因素考虑虑,慎重重选择处处理工艺艺。复合膜生生物反应应器膜生物反反应器具具有良好好的脱氨氨氮能力力,但是是,氨氮氮仅仅是是被硝化化细菌氧氧化成硝硝酸盐氮氮,氮只只是存在在形式发发生变化化而没有有彻底地地从水中中去除,,所以近近来有人人采取在在膜生物物反应器器中加入入电极,,形成电电解—膜膜生物反反应器。。其原理是是:依然依靠靠膜生物物反应器器中硝化化细菌将将氨氮氧氧化成硝硝酸氮;;向电极加加直流电电压,在在电极表表面形成成电解水水的反应应,在阴阴极有氢氢析出,,氢为硝硝酸根还还原提供供了电子子,使硝硝酸根还还原为原原子氮,,最后成成为氮气气释放,,达到完完全去除除氨氮的的目的。。☻臭氧氧化化技术¶臭氧(O3)是氧((O2)同素异异构体,,是一种种较不稳稳定的、、活泼的的、有特特殊气味味的气体体。气态臭氧氧的自然然分解在在室问温温下需要要数小时时,然而而当臭氧氧溶于水水时将以以较快速速度分解解,分解解时间一一般以分分钟计。。在水中臭臭氧的稳稳定性受受水质的的影响很很大。蒸蒸馏水中中臭氧的的半衰期期大约为为25min,,但在二二次蒸馏馏水中,,即使在在20℃下经过80min也只只有10%的臭臭氧分解解,若在在水温接接近0℃臭氧变得得很稳定定。臭氧的溶溶解度温度/℃011.8151927405060溶解度/(L/L)0.640.500.4560.3810.270.1120.0310.00直到1980年年,出现现了高频频沿面放放电臭氧氧发生器器,20世纪90年代代以后又又出现了了流光放放电和强强电离放放电臭氧氧发生器器,其电电能转化化率和臭臭氧产生生率均大大幅度提提高。¶臭氧氧化化的原理理臭氧的分分解臭氧的化化学性质质极不稳稳定,在在空气和和水中都都会漫漫漫分解成成氧气。。分解时时放出大大量热量量,故当当其含量量在25%以上上时,很很容易爆爆炸。但但是一般般情况下下臭氧的的浓度很很难超过过10%,因此此,其使使用是安安全的。。含量1%以下的的臭氧,,在常温温常压的的空气中中半衰期期为16小时;;随着温度的升升高,分解速速度加快,温温度超过100℃时,分解非常常剧烈,达到到270℃时,可立即分分解;臭氧在水中分分解速度比在在空气中快得得多,在含杂杂质的水中分分解快(3mg/L,半半衰期为5~30min);在蒸馏馏水中分解慢慢(20℃水中半衰期为为20min);在0℃的蒸馏水中臭臭氧会变的很很稳定。臭氧在水中的的分解速度随随水温和pH的升高而加加快为了提高臭氧氧的利用率,,水处理过程程中要求臭氧氧分解得慢一一点,而为了了减轻臭氧对对环境的污染染,则要求处处理后的尾气气中的臭氧分分解的快一些些。¶臭氧的氧化臭氧的氧化性性极强,其氧氧化还原电位位仅次于F2,比氧、氯氯、二氧化氯氯及高锰酸钾钾等氧化剂都都高。臭氧氧化后的的产物是氧气气,因此,臭臭氧是高效无无二次污染的的氧化剂。(1)与无机机物的氧化反反应a,与Fe2+的反应3Fe2++O33Fe3++3O2b,与Mn2+的反应Mn2++O3+H2OMnO2++2H++O2(易)Mn2++O3+H2OMnO4-+2H+(难)c,与硫化物物的反应H2S+O3SO2+H2OH2S+4O3H2SO4d,与氰化物物的反应2CN-+2H++H2O+3O3N2+2O2+2H2CO3e,与氯的反反应3Cl2+6O32ClO2+2Cl2O7¶与有机物的反反应a,与烯烃类类反应OOHR2C=CR2+O3R2C+R2C=OG式中G代表OH、OCH3、OCCH3等基。。臭氧化物最最终分解为醛醛和酸。b,对芳香族族化合物的反反应OHCOOHCOOH+O3+COOHCOOH臭氧在下列混混合物的氧化化顺序为:链烃>胺>酚>多多环芳香香烃>醇醇>醛>链烷烃烃¶反应机理a,分子臭氧氧反应打开双键亲电反应,,发生在电电子云密度度高的点亲核反应,,只发生在在带有电子子基团的碳碳上b,自由基反应应O3+OH-·HO2+·O2-·HO2·O2-+H+O3+·O2-·O3-+O2·O3-+H+·HO3·HO3·OH+O2¶臭氧的应用臭氧在饮用水处处理上的应用::臭氧作为杀菌剂剂的最早试验是是1886年由由梅利坦斯在法法国进行的。1902~1903年德国西西门斯—哈尔克克斯商行建设了了第一批具有生生产规模(250m3/h)的水处理理厂。美国于1900~1905年年建起了第一座座臭氧处理水厂厂,规模3.1m3/h。1920年里迪迪尔发现“干空空气”比未干燥燥的含水蒸汽的的空气多产生近近50%的臭氧氧。较好的空气气干燥方法至今今仍然是臭氧技技术方面的一项项关键性问题。。1933年扩建建的巴黎圣.莫莫尔水厂,处理理规模达到12480m3/h。¶臭氧在去除病毒毒方面的作用法国最早能够检检测出可感染人人类消化道的肠肠病毒,如小儿儿麻痹等,这些些病毒可以通过过给水进行传播播。为此,法国对给给水进行特别处处理。截止1972年建成了了世界上最大的的采用臭氧消毒毒的自来水厂,,供水量87420m3/h,臭氧总生生产量7.8吨吨/d。经法国试验,0.4mg/L的臭氧在水中中保持4min以上时可以灭灭活小儿麻痹病病毒。¶联合处理(1)德国首先先发明将臭氧氧氧化与粒状活性性碳吸附相结合合的处理工艺,,然后传到法国国、瑞士和比利利时。臭氧氧化可将多多种难于或不可可生物降解的有有机物,转化为为可生物降解类类型有机物。与与臭氧化同时发发生的曝气作用用增加了水中溶溶解氧浓度。增增多的可生物降降解有机物同溶溶剂氧在臭氧处处理后的水中相相遇,提高了后后续工艺的生物物活性。臭氧与生物活性性炭结合有利于于氨和溶解性有有机物(DOC)的去除。此工艺的关键是是控制臭氧浓度度,过多臭氧会会降低DOC的的可吸附性。在欧洲一些地方方,此工艺已取取代折点加氯法法。(2)多级臭氧氧化处理法国将河水先用用1mg/L剂剂量的臭氧氧化化,然后将水储储存二至三日,,其目的是将原原水曝气并使某某些DOC氧化化;然后将水再次用用1mg/L剂剂量的臭氧氧化化,之后,用PAC絮凝过滤滤和粉末活性炭炭处理;过滤之后水再次次被臭氧氧化,,其目的是消消毒(剩余臭氧氧浓度0.4mg/L,氧化化时间10分钟钟)。¶城市污水处理在城市污水处理理方面,主要用用臭氧消毒,降降低生化需氧量量(BOD)和和化学需氧量((COD)的浓浓度、氨的氧化化以及色、营养养物质和悬浮固固体的去除。在美国有臭氧消消毒的污水处理理厂有50多座座,最大日处理理污水47.3万吨;德国将臭氧氧化化后的二级生化化出水注入地下下;以色列将二级生生化出水用石灰灰调高pH,然然后臭氧化,再再通过颗粒活性性炭吸附,TOC可降至2mg/L以下;;在南非将城市二二级生化出水臭臭氧化后用活性性炭吸附去除氨氨和DOC,出出水用于补充自自来水。¶工业污水处理在工
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