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高級氧化深度處理技術(shù)在水處理中的應(yīng)用研究

文檔作者：張歡1 劉永代2 文檔來源： 1 天津?yàn)I海新區(qū)環(huán)塘污水處理有限公司天津300451 2天津?yàn)I海環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司		更新日期： 2026年05月24日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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葉資源節(jié)約與環(huán)保曳2020 年第5 期
高級氧化深度處理技術(shù)在水處理中的應(yīng)用研究
張歡1 劉永代2
（1 天津?yàn)I海新區(qū)環(huán)塘污水處理有限公司天津300451 2天津?yàn)I海環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司天津300451）
摘要院本文主要對臭氧氧化法堯催化臭氧氧化法堯芬
頓試劑氧化法進(jìn)行文獻(xiàn)綜述袁作為城鎮(zhèn)污水處理廠的深度
處理技術(shù)袁從處理效果及運(yùn)營成本等多方面考慮袁臭氧氧
化組合工藝和芬頓試劑組合工藝要優(yōu)于臭氧和芬頓試劑
單一工藝袁而非均相催化臭氧氧化法適用于工業(yè)廢水占主
導(dǎo)堯氧化成分復(fù)雜的污水處理袁臭氧電磁催化氧化法適用
于生活污水占主導(dǎo)的污水處理遙
關(guān)鍵詞院高級氧化法曰深度處理曰臭氧曰芬頓曰催化反應(yīng)
引言
面對水環(huán)境的嚴(yán)峻形勢袁我國于2015 年4 月發(fā)布野水污染
防治行動計(jì)劃冶袁野水污染防治行動計(jì)劃冶以改善水環(huán)境質(zhì)量為核
心袁并要求敏感區(qū)域城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)于2017 年底前全面達(dá)
到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)遙為響應(yīng)國家政策袁天津市頒布了葉城鎮(zhèn)污水
處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)曳淵DB12/599-2015冤淵簡稱野新地標(biāo)冶冤袁要
求現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠因地制宜進(jìn)行升級改造袁于2018 年1 月
1日起保證出水達(dá)到新地標(biāo)的排放要求遙北塘污水處理廠作為天
津市城鎮(zhèn)污水處理廠之一袁要求出水達(dá)到新地標(biāo)A 標(biāo)準(zhǔn)袁其中
COD 要求臆30mg/L堯色度臆15NTU袁A2O+深床濾池作為北塘污水
處理廠的核心工藝袁很難處理難降解有機(jī)物袁使得出水COD 達(dá)
到臆30mg/L的要求袁因此深度處理技術(shù)的應(yīng)用研究至關(guān)重要遙
高級氧化技術(shù)作為深度處理技術(shù)的一種袁其工作原理為院在
外界能量堯氧化性物質(zhì)的作用下袁經(jīng)過一系列物理堯化學(xué)反應(yīng)袁產(chǎn)
生氧化性較強(qiáng)的羥基自由基遙
羥基自由基可有效分解水體中難降解的有機(jī)物遙高級氧化
技術(shù)可有效去除廢水中的有機(jī)物及色度袁銀曉靖[1]以某造紙廠麥
草漿造紙廢水為研究對象袁該廢水經(jīng)生化處理后堯出水指標(biāo)中有
近12 種有機(jī)物袁而二級出水再經(jīng)高級氧化技術(shù)處理后袁其出水
僅檢測出甲苯和丁基羥基甲苯兩種有機(jī)物質(zhì)袁可見袁高級氧化技
術(shù)能有效去除廢水中的有機(jī)物質(zhì)遙
1 高級氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用
高級氧化技術(shù)是20 世紀(jì)80 年代發(fā)展起來的處理廢水中有
毒有害高濃度污染物的新技術(shù),因具有反應(yīng)時(shí)間短堯反應(yīng)過程可
以控制堯?qū)Χ喾N有機(jī)污染物能全部降解等優(yōu)點(diǎn)袁已應(yīng)用于各種水
環(huán)境的處理中遙高級氧化技術(shù)根據(jù)所用氧化劑及催化條件的不
同進(jìn)行分類遙其中臭氧氧化法堯臭氧催化氧化法和芬頓試劑氧化
法常被用于二級出水的深度處理中袁以便于去除難降解有機(jī)物袁
保證出水達(dá)標(biāo)甚至用于回用遙
2 臭氧氧化法
臭氧具有強(qiáng)氧化性袁其氧化電位為2.07V袁其氧化電位僅次
于羥基自由基2.8V 的氧化電位袁因此臭強(qiáng)氧化法降解廢水中有
機(jī)物的機(jī)理袁主要體現(xiàn)在兩方面[2]袁一是臭氧自身的強(qiáng)氧化性袁能
夠直接分解水體中的有機(jī)物曰二是臭氧在水中分解堯反應(yīng)生成氧
化性極強(qiáng)的羥基自由基袁間接分解水體中的有機(jī)物遙臭氧反應(yīng)機(jī)
理與廢水的pH 有直接關(guān)系袁當(dāng)廢水pH 顯酸性時(shí)堯臭氧的直接
反應(yīng)占主導(dǎo)曰當(dāng)廢水pH顯堿性時(shí)堯臭氧間接反應(yīng)占主導(dǎo)曰當(dāng)廢水
呈pH 呈中性時(shí)堯這兩種反應(yīng)均有可能遙
臭氧氧化法具有氧化能力強(qiáng)袁反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)袁可作為城鎮(zhèn)污
水處理廠的深度處理工藝袁左名景[3]等利用臭氧氧化法深度處理
無錫市某污水處理廠的兩種不同工藝生化出水袁研究結(jié)果表明袁
臭氧氧化法可有效去除UV254 和色度袁去除率均在99%以上遙
鑒于臭氧氧化法處理成本較高袁從經(jīng)濟(jì)角度考慮袁一般采用臭氧
組合工藝淵如臭氧/活性炭袁臭氧/電化學(xué),臭氧/曝氣生物濾池等冤
或臭氧催化氧化工藝袁來充分發(fā)揮臭氧的強(qiáng)化型袁有效降低廢水
中的有機(jī)物遙鄭志洋[4]為解決某城鎮(zhèn)污水處理廠二沉池出水COD
及氨氮提標(biāo)問題,采用臭氧/活性炭+曝氣生物濾池作為該廠深度
處理工藝袁使得出水水質(zhì)滿足葉城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)
準(zhǔn)曳淵GB18918-2002冤一級A 標(biāo)準(zhǔn)遙
3 臭氧催化氧化法
臭氧催化氧化法是在催化劑的作用下袁臭氧間接生成羥基
自由基袁利用羥基自由基的強(qiáng)氧化性降解廢水中的有機(jī)物遙該方
法具有穩(wěn)定性高堯臭氧利用率高等特點(diǎn)袁依據(jù)催化劑的不同袁可
將臭氧催化氧化法分為均相催化臭氧氧化技術(shù)和非均相催化臭
氧氧化技術(shù)院其中均相催化臭氧氧化技術(shù)是在金屬離子淵如
Mn2+堯Fe2+堯Ni2+等冤的作用下袁發(fā)揮臭氧間接氧化有機(jī)物的作用袁同
時(shí)均相催化劑也可與有機(jī)物反應(yīng)生成絡(luò)合物袁繼而被氧化遙均相
催化劑具有分布均勻堯催化性高等特點(diǎn)袁但是該類催化劑易溶于
水堯不易回收堯易產(chǎn)生二次污染堯增加水處理成本遙而非均相催化
劑是以固態(tài)形式存在袁該類催化劑具有吸附有機(jī)物堯催化活化臭
氧分子堯便于回收堯不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)袁常用的非均相催化
劑有金屬淵如鈦堯鐵堯鎳堯鋅堯錳等冤堯金屬氧化物淵TiO2堯MnO2堯
Al2O3冤堯活性炭等袁非均相催化臭氧法適用于氧化成分復(fù)雜堯工業(yè)
污水占主導(dǎo)的污水遙
近年來袁為響應(yīng)國家野水污染防止行動冶袁各污水廠相繼開展
提標(biāo)改造工程袁臭氧電磁催化氧化法作為非均相催化氧化法的
一種袁屬于局部催化氧化袁使用于含有少量工業(yè)污水的場合袁可
降低投資和運(yùn)行成本遙其作用機(jī)理是在電磁切變場的作用下袁改
變污水分子的微觀物質(zhì)形態(tài)袁使其張力變大粘性變小堯滲透性增
加堯流動性變好袁有利于氣相分子的溶解袁達(dá)到提高臭氧氣體溶
解效率堯有效減少臭氧投加量堯提高催化效率的目的袁于此同時(shí)袁
在電磁切變場及專用催化劑的作用下袁可激發(fā)羥基自由基的產(chǎn)
生袁在羥基自由基的強(qiáng)氧化作用袁可使得大部分難降解的有機(jī)物
發(fā)生斷鏈反應(yīng)形成短鏈的有機(jī)物或直接被氧化至CO2 和H2O遙
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葉資源節(jié)約與環(huán)保曳2020 年第5 期
李金河[5]采用臭氧電磁催化氧化法處理某綜合污水處理廠的尾
水袁結(jié)果表明袁在進(jìn)水COD為70-110 mg/L堯臭氧投加量為25 mg/L
的條件下袁出水COD 在45mg/L 以下袁處理成本為0.41 元/m3袁證
明該技術(shù)是可行的遙該技術(shù)已成功應(yīng)用于[6]石家莊橋東污水處理
廠堯山東高密第三污水處理廠堯廊坊虞河污水處理廠等袁將該工
藝作為城鎮(zhèn)污水處理廠深度處理工藝袁使得出水水質(zhì)達(dá)到國家
淵地方冤標(biāo)準(zhǔn)袁且大大的節(jié)省了運(yùn)行成本遙
4 Fenton試劑氧化法
Fenton 試劑氧化法于1894 年堯由法國人Fenton 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)
的袁該技術(shù)的原理是H2O2與Fe2+經(jīng)過一些反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化
作用的羥基自由基袁羥基自由基與水中污染物發(fā)生反應(yīng)袁生成
水堯二氧化碳等小分子的無污染物質(zhì)袁其反應(yīng)式如下遙該技術(shù)具
有氧化能力強(qiáng)堯反應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)袁且生成的三價(jià)鐵離子具有絮
凝沉淀作用[7]袁也可有效去除廢水中污染物遙畢濤[8]等采用Fenton
氧化工藝處理天津?yàn)I海地區(qū)某污水庫內(nèi)的污水袁在最佳反應(yīng)條
件下淵FeSO4投加濃度為100mg/L袁雙氧水投加量為0.3mL/L 的冤袁
COD去除率約為36.05%遙
H2O2+Fe2+寅Fe3++OH-+HO窯淵1冤
H2O2+Fe3+寅Fe2++H++HO2窯淵2冤
H2O2+HO2窯寅H2O+O2+HO窯淵3冤
HO窯+RH寅R窯+H2O 淵4冤
R窯+Fe3+寅Fe2++R+ 淵5冤
R++O2寅ROO+寅CO2+H2O 淵6冤
王平[7]以河北堯浙江堯江蘇堯杭州的某染料工業(yè)園區(qū)污水處理
廠的二沉池出水為研究對象袁采用Fenton 試劑進(jìn)行深度處理袁經(jīng)
單因素實(shí)驗(yàn)袁確定最佳投加量袁在最佳條件袁僅河北工業(yè)園區(qū)污
水處理廠出水指標(biāo)達(dá)到國家淵地方冤排放標(biāo)準(zhǔn)袁其他地區(qū)的出水
未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)袁這與地區(qū)的水源堯水質(zhì)有很大關(guān)系袁可見Fenton
試劑高級氧化技術(shù)并不適合于任何水體遙單一的Fenton 試劑高
級氧化技術(shù)受水體pH 值的影響較大袁且產(chǎn)泥量較大袁能耗加大袁
運(yùn)行成本較高袁因此將Fenton試劑與電化學(xué)堯紫外線及金屬催化
劑等工藝相結(jié)合袁來增強(qiáng)芬頓處理的效果袁到達(dá)去除水體污染物
的目的遙馮素敏[9]為了解決污水處理廠二級出水中COD堯TP 等污
染物的超標(biāo)問題袁采用Fenton 試劑+混凝組合工藝進(jìn)行深度處
理袁在最佳投加條件下袁COD堯色度和TP 的去除率分別為
97.5%袁96.7%和99.2%袁出水指標(biāo)均達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物
的排放標(biāo)準(zhǔn)遙
結(jié)語
為響應(yīng)國家野水污染防治行動計(jì)劃冶袁對現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理
廠因地制宜進(jìn)行升級改造袁高級氧化技術(shù)作為城鎮(zhèn)污水深度處
理技術(shù)之一袁能有效降解廢水中難降解的有機(jī)物袁使得出水COD
和色度等水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到國家淵地方冤排放標(biāo)準(zhǔn)袁經(jīng)文獻(xiàn)綜述袁作為
城鎮(zhèn)污水處理廠的深度處理技術(shù)袁從處理效果及運(yùn)營成本等多
方面考慮袁臭氧氧化組合工藝和芬頓試劑組合工藝要優(yōu)于臭氧
和芬頓試劑單一工藝袁而非均相催化臭氧氧化法適用于工業(yè)廢
水占主導(dǎo)堯氧化成分復(fù)雜的污水處理袁臭氧電磁催化氧化法適用
于生活污水占主導(dǎo)的污水處理遙
參考文獻(xiàn)
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基金項(xiàng)目
國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)淵2017ZX07107-
003冤遙
103

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