目(mu)(mu)前(qian)，國內大、中型工業(ye)廢水(shui)處(chu)(chu)理(li)項目(mu)(mu)主(zhu)要(yao)(yao)采用(yong)(yong)臭氧(yang)氧(yang)化(hua)+曝氣生物濾池(BAF)和Fenton氧(yang)化(hua)+沉淀過濾這2種深度處(chu)(chu)理(li)技術。前(qian)者適用(yong)(yong)于廢水(shui)污(wu)染(ran)物的臭氧(yang)氧(yang)化(hua)效果好、廢水(shui)有(you)回用(yong)(yong)需(xu)求的情況，在(zai)石油化(hua)工、煤化(hua)工行業(ye)廢水(shui)處(chu)(chu)理(li)中，已基本成為了一種標配工藝，后(hou)者則適用(yong)(yong)于廢水(shui)無回用(yong)(yong)需(xu)求、污(wu)泥處(chu)(chu)置費(fei)用(yong)(yong)低的項目(mu)(mu)，主(zhu)要(yao)(yao)應用(yong)(yong)于化(hua)纖、印染(ran)和造紙等行業(ye)的廢水(shui)處(chu)(chu)理(li)。

01 臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化+BAF工藝(yi)

1.1 工(gong)藝介紹

臭氧(yang)氧(yang)化(hua)法(fa)作為一(yi)種高(gao)(gao)級氧(yang)化(hua)工(gong)藝(yi)，在(zai)與BAF結合(he)的組合(he)工(gong)藝(yi)中(zhong)，主要起到(dao)對低濃度、難(nan)降(jiang)解(jie)有機(ji)污染物(wu)的開環(huan)斷鏈以降(jiang)低廢水毒性、提(ti)高(gao)(gao)廢水可生化(hua)性的作用(yong)。臭氧(yang)氧(yang)化(hua)與BAF是相互依(yi)存的統(tong)一(yi)體(ti)，不同(tong)的臭氧(yang)投加量和(he)氧(yang)化(hua)反應時間，會得到(dao)不同(tong)的氧(yang)化(hua)產(chan)物(wu)，馴養出(chu)不同(tong)的BAF生物(wu)菌(jun)群，從而影(ying)響(xiang)出(chu)水水質，因(yin)此設計時二者應統(tong)一(yi)考慮。

工(gong)程上常見的臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)工(gong)藝分為臭氧(yang)接(jie)(jie)觸氧(yang)化(hua)(hua)(hua)工(gong)藝和臭氧(yang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)工(gong)藝2種型式(shi)，臭氧(yang)接(jie)(jie)觸氧(yang)化(hua)(hua)(hua)池、臭氧(yang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)池結構見圖1。

臭(chou)氧(yang)接(jie)觸(chu)氧(yang)化(hua)池、臭(chou)氧(yang)催化(hua)氧(yang)化(hua)池的(de)區別主要(yao)在于院后者在臭(chou)氧(yang)氧(yang)化(hua)池中加入了附(fu)著于活性氧(yang)化(hua)鋁(lv)等(deng)載體(ti)上的(de)過渡金屬催化(hua)劑(ji)，能有效(xiao)降低(di)20%~30%的(de)臭(chou)氧(yang)投(tou)加量，縮短50%左(zuo)右的(de)反(fan)應時間。由于催化(hua)劑(ji)填料(liao)床的(de)存在，SS過多易(yi)造成填料(liao)床堵塞，因此臭(chou)氧(yang)催化(hua)氧(yang)化(hua)池需要(yao)設置(zhi)反(fan)洗(xi)設施(shi)，定期反(fan)洗(xi)。

BAF集(ji)生物(wu)氧化和截留(liu)懸浮(fu)物(wu)固(gu)體(ti)(ti)于(yu)一(yi)體(ti)(ti)，利用(yong)微生物(wu)的吸附、截留(liu)及降解功(gong)能去除廢水中的有機污染(ran)物(wu)。BAF具有多種型式，本(ben)次研(yan)究的類型主要有普通陶粒濾(lv)料(liao)BAF、輕(qing)質濾(lv)料(liao)BAF和內循環BAF，其結構見圖2。

輕質(zhi)(zhi)濾料(liao)(liao)(liao)BAF的濾料(liao)(liao)(liao)密(mi)度(du)小于水(shui)(shui)，采用(yong)親(qin)水(shui)(shui)性高(gao)(gao)分(fen)子材(cai)料(liao)(liao)(liao)加工(gong)而成，空(kong)間(jian)結(jie)構(gou)呈網狀，比(bi)(bi)表(biao)面積(ji)大(da)(da)于1×105m2/m3，孔(kong)隙(xi)率大(da)(da)于85%，因(yin)此生物(wu)膜(mo)(mo)更(geng)易(yi)附著在(zai)濾料(liao)(liao)(liao)上、掛膜(mo)(mo)快、流失少，相比(bi)(bi)陶粒濾料(liao)(liao)(liao)，單(dan)位(wei)體(ti)積(ji)生物(wu)量更(geng)大(da)(da)、處理(li)效果更(geng)好。內循環BAF采用(yong)多(duo)孔(kong)生物(wu)濾料(liao)(liao)(liao)，相比(bi)(bi)普(pu)通(tong)陶粒濾料(liao)(liao)(liao)，空(kong)隙(xi)率提(ti)高(gao)(gao)了(le)(le)(le)15%，密(mi)度(du)下(xia)降了(le)(le)(le)20%，同時(shi)其獨有的隔離式(shi)曝(pu)氣(qi)(qi)技術，給反應器充(chong)氧的同時(shi)，將污水(shui)(shui)沿(yan)曝(pu)氣(qi)(qi)器管(guan)道提(ti)升，再經過反應器生物(wu)床，在(zai)填料(liao)(liao)(liao)區形成循環水(shui)(shui)流。該(gai)生物(wu)反應器實現了(le)(le)(le)曝(pu)氣(qi)(qi)與(yu)生化的分(fen)離，其生物(wu)膜(mo)(mo)邊界層厚度(du)僅(jin)為普(pu)通(tong)陶粒濾料(liao)(liao)(liao)BAF的1/5，大(da)(da)幅度(du)提(ti)高(gao)(gao)了(le)(le)(le)生物(wu)膜(mo)(mo)相與(yu)水(shui)(shui)相間(jian)的傳(chuan)質(zhi)(zhi)速度(du)，同時(shi)減少了(le)(le)(le)曝(pu)氣(qi)(qi)對生物(wu)膜(mo)(mo)的沖刷和氣(qi)(qi)水(shui)(shui)短(duan)路溝流的產(chan)生。

1.2 工程實例

臭氧(yang)氧(yang)化+BAF的部(bu)分工(gong)程應用實(shi)例見表1。

由表(biao)1可(ke)知，上述(shu)工(gong)程實例(li)發現BAF的掛膜情況普遍(bian)不(bu)太理想(xiang)，一(yi)般只(zhi)能去除(chu)20mg/L左右(you)的COD，因(yin)此若有(you)更高的COD去除(chu)要求時，需要加(jia)大臭氧用量(liang)去直(zhi)接(jie)降解COD，運行費用會有(you)所增加(jia)。

02 Fenton氧化+沉(chen)淀過濾工(gong)藝(yi)

2.1 工藝介紹(shao)

Fenton試劑(ji)在(zai)水處(chu)理中主(zhu)要起氧化和混凝(ning)(ning)2種作用(yong)，Fenton反應產生的窯OH氧化能(neng)力強，且(qie)無選擇性，能(neng)將(jiang)廢水中部分有機物(wu)直(zhi)接(jie)氧化成CO2和H2O，再經混凝(ning)(ning)沉淀、過濾降低(di)懸(xuan)浮物(wu)SS后，可實現(xian)直(zhi)接(jie)排(pai)放(fang)。

常(chang)規Fenton氧化(hua)(hua)(hua)存在對有(you)機(ji)物礦(kuang)化(hua)(hua)(hua)度不(bu)(bu)(bu)完全、處(chu)(chu)理效(xiao)率低、成本較高的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)足(zu)，而(er)Fenton聯合法，例(li)如超聲波Fenton、電(dian)Fenton、光Fenton、微(wei)波Fenton等，雖然處(chu)(chu)理效(xiao)率有(you)較大(da)提升，但是(shi)大(da)部分仍(reng)處(chu)(chu)于試(shi)驗研(yan)究(jiu)階段，尚不(bu)(bu)(bu)能大(da)規模應(ying)用于實(shi)際工程。在工程中(zhong)，載體(ti)流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)形式(shi)的(de)(de)非(fei)均相Fenton氧化(hua)(hua)(hua)塔(ta)(ta)應(ying)用較多，載體(ti)可以是(shi)石英砂(sha)、磁石、活(huo)性炭或(huo)者塑料，材質不(bu)(bu)(bu)同其流(liu)化(hua)(hua)(hua)速度不(bu)(bu)(bu)同，塔(ta)(ta)體(ti)的(de)(de)空塔(ta)(ta)流(liu)速相應(ying)也不(bu)(bu)(bu)同，非(fei)均相Fenton氧化(hua)(hua)(hua)塔(ta)(ta)構造(zao)見圖3。

該技(ji)術(shu)融合(he)了流化(hua)床技(ji)術(shu)、二(er)元催化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)技(ji)術(shu)和(he)載(zai)體覆膜(mo)技(ji)術(shu)，在反(fan)(fan)應(ying)(ying)器內普通的(de)均(jun)相(xiang)Fenton氧(yang)(yang)化(hua)正(zheng)常進行(xing)，產生(sheng)的(de)Fe(Ⅲ)以結晶(jing)或沉(chen)淀的(de)形(xing)式覆膜(mo)到載(zai)體表面，并將載(zai)體截留(liu)在反(fan)(fan)應(ying)(ying)器內，從(cong)而(er)形(xing)成了鐵的(de)氧(yang)(yang)化(hua)物/H2O2的(de)環境，這樣就(jiu)會發生(sheng)非(fei)(fei)均(jun)相(xiang)Fenton氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)。COD同時由均(jun)相(xiang)Fenton氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)和(he)非(fei)(fei)均(jun)相(xiang)Fenton氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)2種方式降解(jie)，因此投加的(de)藥劑和(he)產生(sheng)的(de)污泥比均(jun)相(xiang)Fenton氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)要(yao)少，而(er)又(you)無需專門(men)補(bu)充(chong)非(fei)(fei)均(jun)相(xiang)Fenton載(zai)體。

2.2 工程實例(li)

Fenton氧化+沉淀過濾技(ji)術的部(bu)分工程應用實例見(jian)表2。

03 工藝對(dui)比(bi)

通過上述工業廢水(shui)深(shen)度處(chu)理(li)的工程實例可以(yi)看出，2種深(shen)度處(chu)理(li)技(ji)術在大、中(zhong)型(xing)項目中(zhong)都(dou)有應(ying)用(yong)，能夠滿足穩定達標排放的技(ji)術要(yao)求，并適用(yong)于已有廢水(shui)站的提標改造(zao)。

臭氧氧化(hua)+BAF技(ji)(ji)術運(yun)行(xing)(xing)(xing)費(fei)用(yong)低(di)、一次性投資(zi)高，產生少量(liang)生化(hua)污(wu)泥，不(bu)引入無機(ji)鹽(yan)，適用(yong)于廢(fei)水(shui)回用(yong)的(de)(de)場(chang)合(he)，必須考(kao)慮臭氧尾氣的(de)(de)收集和(he)處理，Fenton氧化(hua)+沉淀過(guo)濾(lv)技(ji)(ji)術投資(zi)費(fei)用(yong)較低(di)、運(yun)行(xing)(xing)(xing)費(fei)用(yong)較高，會產生大(da)量(liang)化(hua)學(xue)污(wu)泥，對總磷有一定的(de)(de)去除(chu)能力，投加的(de)(de)酸堿(jian)、催化(hua)劑(ji)等(deng)化(hua)學(xue)藥劑(ji)會引入大(da)量(liang)無機(ji)鹽(yan)，在廢(fei)水(shui)需(xu)要回用(yong)時不(bu)太適用(yong)，產生的(de)(de)酸堿(jian)廢(fei)氣按需(xu)進行(xing)(xing)(xing)收集和(he)處理，2種(zhong)廢(fei)水(shui)深(shen)度處理技(ji)(ji)術的(de)(de)比較見表3。

結(jie)語

工(gong)程應用證(zheng)明(ming)，臭氧氧化+BAF和Fenton氧化+沉(chen)淀過(guo)濾技術，都能(neng)應用于大(da)、中(zhong)型工(gong)業廢水(shui)深度(du)處理(li)項目，并適用于已有廢水(shui)站的提標改造。選擇何種(zhong)深度(du)處理(li)技術，除了考慮該技術能(neng)否滿足水(shui)質(zhi)處理(li)的要(yao)求，還(huan)要(yao)從(cong)是否回用、投(tou)資(zi)費用、運(yun)行費用、污泥處置等方面進(jin)行綜合對比(bi)。

隨著環保要求對(dui)廢水(shui)處理(li)站產生的(de)廢氣處理(li)、污(wu)泥(ni)處置的(de)逐漸嚴格，廢水(shui)回用的(de)需求逐年增大，可以預見臭氧氧化+BAF技術在滿足水(shui)質處理(li)要求的(de)前提下，相對(dui)于Fenton氧化+沉淀過(guo)濾技術的(de)綜合優勢將(jiang)愈(yu)加(jia)明顯(xian)。

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