臭氧—生物活性炭工艺对化工污水深度处理方法的研究

摘 要：本研究采用臭氧 - 生物活性炭工艺深度处理化工污水，并对其的作用机理进行详细论述，探讨了化工污水深度处理的工艺流程，考察了影响此工艺对化工污水的处理效果的因素。结果表明：臭氧-生物活性炭工艺主要是利用臭氧化学氧化、活性炭物理吸附和微生物氧化降解的原理。水温、处理水量、臭氧投加量等都对工艺的去除效果产生影响。

关键词：臭氧 生物活性炭 化工污水 深度处理

随着经济的迅速发展和科技的进步，工厂的不断扩建，水污染逐渐加剧。工业废水是水污染最主要的原因，造成的水污染最严重。主要是由于工业废水中含有重金属、各种有机物等污染物，成分复杂，不易分解，在水中得不到净化，处理困难。水资源回用是实现污水资源化的直接措施，是解决城市水资源危机的重要途径，是保护水资源、改善水环境的必然要求，也是协调城市水资源与水环境的根本出路[1]。

一、臭氧-生物活性炭工艺

1.论述

1.1 臭氧-生物活性炭工艺的概念

臭氧-生物活性炭工艺利用臭氧的强氧化能力将难降解有机物分解为易降解的小分子有机物，再通过活性炭吸附和微生物降解的协同作用将其去除，结合了过滤、吸附、高级氧化和生物处理等多种技术[2]。臭氧在室温下为无色气体，但有臭味，具有较强氧化能力，用于废水处理不仅反应速度快，脱色效果好，不产生污泥和无二次污染，而且可杀菌及除臭，操作简单。活性炭吸附能力强，活性炭可以作为微生物繁殖生长的载体，利用微生物的降解作用，来处理废水，效率更高。

1.2 深度处理

深度处理是将二级处理出水经过物理、化学和生物处理去除污水中各种不同性质的杂质的技术。污水深度处理的新技术逐渐被发现，主要有对污水进行消毒、混凝—沉淀—过滤、活性炭吸附、曝气生物滤池、人工湿地、高级氧化、膜处理（包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等）和电渗析、离子交换等[3]。当水中污染物含有亚甲蓝活性物质，可采用泡沫分离、活性炭吸附、生物氧化的手段，含有有毒有机物时，采用化学氧化、活性炭吸附的方法进行处理。当废水中含有无机物氨氮时，采用吹脱、生物氧化、化学氧化、离子交换、反渗透等方法，含有磷酸盐，采用混凝、沉淀、生物氧化的方法，存在硝酸盐时，采用生物脱氮、离子交换等方法。

2.工艺流程概述

以“混凝溶气气浮+臭氧氧化+生物活性炭”工艺组合为技术路线对化工污水处理装置的二级出水进行深度处理。

2.1 混凝溶气气浮

化工污水由水泵送入到调节水箱内进行水质和水量的调节，然后进入到混凝气浮池内 ，由于絮凝具有吸附作用 ，可以有效的去除水中的悬浮颗粒、胶体等物质 。

2.2 臭氧氧化

气浮出水经过臭氧接触塔进水泵进入臭氧接触塔进行接触氧化，在进入接触塔之前与臭氧通过射流器充分混合，在接触塔单元，水中的难降解物质被断键分解小分子易降解物质，化工污水的可生化性得到提高，同时提高了污水的溶解氧含量。随后，污水通过自流进入臭氧释放池将水中的残余臭氧消耗掉，避免影响后续生物处理的效率。[5]

2.3生物活性炭

臭氧释放池出水经过提升泵进入生物活性炭塔内，对水中的污染物质进行净化，降低 水中污染物的含量。净化后的水经产水箱排出。

3.臭氧-生物活性炭工艺的优缺点

3.1 臭氧-生物活性炭工艺的优点

3.1.1比单独臭氧或活性炭处理成本更低，效果更好；

3.1.2臭氧可以高活性炭的吸附性能，延长活性炭的使用寿命；

3.1.3处理后水质的色度和嗅度提高，耐冲击负荷较强；

3.1.4臭氧具有消毒功能，使化工污水中水病毒含量少，提高了系统安全卫生性

3.1.5氨氮在微生物的氨化和硝化反应下得到硝酸盐，减少氯化后的投氯量，抑制了有机氯化物的形成。

3.2 臭氧-生物活性炭工艺的缺点

3.2.1存在臭氧利用率低，氧化能力不足的现象；

3.2.2臭氧对一些有机物的降解局限于母体结构上的变化，会产生毒性更大，不利于降解的中间产物；

3.2.3当溴离子存在时，臭氧会将其氧化为溴酸根等有毒副产物，对人体有害；

二、臭氧-生物活性炭工艺的处理效果

1.臭氧接触对耗氧量的去除效果

进水耗氧量越高，臭氧接触对耗氧量的去除率相对越低，即臭氧接触对耗氧量去除率随进水耗氧量的增大而减小。

2.生物活性炭对耗氧量的去除效果

2.1 耗氧量去除率的变化

生物活性炭耗氧量去除率首先趋于平稳，随着时间的增长，去除率逐渐下降，随着去除率的降低，耗氧量去除率会突然明显下降，之后的耗氧量去除率会趋于平稳，，再无明显突变

2.2去除率与进水耗氧量的相关性

生物活性炭对耗氧量去除率与进水耗氧量成正比，随着进水耗氧量的增加，去除率越高。

2.3 去除率与水温、处理量的相关性

吸附-生物降解作用阶段，生物活性炭对耗氧量的去除率逐渐下降；生物作用占据了主导地位，其去除率随着水温的变化而变化。

处理水量下降，导致原水与生物活性炭的接触时间延长，去除率升高。

3.深度处理对耗氧量的去除效果

臭氧-生物活性炭深度处理去除效果的变化趋势与水温基本一致，说明水温及与水温密切相关的生物作用对深度处理去除效果的影响较大[7]。深度处理对耗氧量的去除率随处理量的下降而提高。

三、结论

臭氧-生物活性炭工艺对化工污水深度处理是采取先臭氧化后活性炭吸附的工艺过程。臭氧-生物活性炭工艺把臭氧化学氧化、活性炭物理吸附和微生物氧化降解、杀菌消毒的作用集中起来，相互促进，发挥所长，从而达到化工污水水质深度净化的目的。在利用臭氧-生物活性炭工艺对化工污水深度处理时，要注意水温、处理水量、臭氧投加量等都对工艺的去除效果产生影响。根据污水的成分，合理调整条件，使去除效果达到最好。

参考文献

[1] 陈燕青，苑宏英.臭氧-活性炭组合工艺在污水再生中的应用[J].天津城市建设学院学报，2010，16（4），289-289.

[2] 尹宇鹏，任永强.臭氧生物活性炭工艺深度处理微污染原水[J].环境科学与技术， 2009， 32（7）： 125-127.

[3]王春生. 污水再生利用水质标准和处理工艺探讨[J].中国给水排水，2009，25（6）.