臭氧催化氧化技術(shù)的應用

孫鵬(遼河油田錦州采油廠集輸大隊， 遼寧 錦州 121207)

臭氧催化氧化技術(shù)的應用

孫鵬(遼河油田錦州采油廠集輸大隊， 遼寧 錦州 121207)

通過采用臭氧催化氧化技術(shù)對現(xiàn)有污水進行處理，其處理后污水COD指標達到遼寧省污水排放標準，解決集輸系統(tǒng)含油污水外排的難題。臭氧催化氧化技術(shù)主要是利用固體催化劑和臭氧氣體在常壓下與污水氧化反應，催化劑促進了臭氧的催化分解和羥基自由基的產(chǎn)生，經(jīng)臭氧催化氧化處理后去除COD效果明顯，效果達到30%以上。提高出水可生化性，反應迅速，固體催化劑可以保持3-5年以上，同時尾氣處理系統(tǒng)能快速分解系統(tǒng)出水中的臭氧，減少二次污染和臭氧外泄的危害。

含油污水;臭氧;固體催化劑

錦采污水處理廠治理工程主要處理歡三聯(lián)剩余含油污水，水源來自歡三聯(lián)常規(guī)和深度污水處理站浮選機來水，設計處理規(guī)模15000m3/d，處理后達到《遼寧省污水綜合排放標準》，COD≤50mg/l。

錦采污水處理廠工程的核心處理工藝綜合生化池和臭氧催化池，綜合生化池包括水解酸化、接觸氧化兩部分，目的是降低含油污水中的COD，處理后污水COD≤96.8mg/l。

臭氧催化池為污水站最終處理工藝設備，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共2座，每座有效容積1850m3，并聯(lián)運行。該工藝池內(nèi)填充金屬離子負載催化劑，在催化劑的作用下，通入臭氧氣體去除水中COD的目的，處理后污水COD≤50mg/l，達到遼寧省外排標準，污水處理后合格外排。

1 臭氧催化氧化技術(shù)原理

臭氧催化氧化技術(shù)源于臭氧具有強氧化性，能氧化廢水中的有機物，配合催化劑的強吸附性，催化劑以固態(tài)存在，催化劑促進了臭氧的催化分解和羥基自由基的產(chǎn)生，加速了臭氧的氧化反應，經(jīng)臭氧催化氧化處理后污水去除COD效果明顯，效果達到30%以上。它同時能較為有效地解決有機物降解不完全的問題。多相催化氧化法利用固體催化劑在常壓下加速含油污水的氧化反應，簡化了處理流程，COD處理效果良好。

2 臭氧催化氧化池的技術(shù)創(chuàng)新點

2.1 臭氧催化氧化池作用

臭氧催化氧化池作為污水處理廠整個工藝系統(tǒng)的最終處理單元，其主要作用是去除水中的COD，最終合格外排。生化池出水經(jīng)過濾泵(來水含油1.68mg/L，懸浮物17.32mg/L，COD96.8mg/L)進入臭氧催化氧化池，在臭氧和多相固體催化劑的反應下降低污水中的COD，污水出口COD下降到50mg/L。

2.2 臭氧催化池技術(shù)介紹

(1)固體催化劑。多相催化劑主要有三種作用。一是吸附有機物，當水與催化劑接觸時，水中的有機物首先被吸附在這些催化劑表面，形成有親和性的表面螯合物，使臭氧氧化更高效。二是催化活化臭氧分子，能有效活化臭氧分子，臭氧分子在這類催化劑的作用下分解產(chǎn)生羥基自由基之類有強氧化性的自由基。三是吸附和活化協(xié)同作用，多相催化劑既能高效吸附水中有機污染物，又能催化臭氧分子，產(chǎn)生高氧化性的羥基自由基。

(2)臭氧催化氧化池結(jié)構(gòu)。臭氧催化氧化池裝置，該裝置廢水處理流程包括臭氧催化劑流化池和臭氧催化劑濾池，催化劑主要為氧化鋁，廢水和臭氧氣體從池底向上流過催化劑流化池。廢水自上向下在流入催化劑濾池，臭氧可以進一步氧化廢水中的有機物，有機物被吸附在催化劑的表面，降低處理廢水中的COD。

(3)自動反洗和尾氣收集系統(tǒng)。臭氧催化劑濾池有自動反洗設置，避免有機物與催化劑黏連，反洗后的廢水排入反吸水池處理，臭氧催化氧化池產(chǎn)生的臭氧尾氣經(jīng)過尾氣消除系統(tǒng)處理后才可排放，避免了對人體和臭氧外泄的危害。

2.3 臭氧催化氧化的影響因素

(1)臭氧濃度。由于臭氧在水中的溶解度比較小，改變水中臭氧的濃度，進而影響臭氧氧化的效果。(2)污水的PH。污水的PH值對臭氧氧化作用有直接的影響。在酸性和中性條件下，臭氧的氧化作用以直接氧化為主，其氧化能力較弱。(3)污水的溫度。體系溫度對反應速率有明顯的影響，溫度升高有助于提高臭氧分子在水溶液中分解產(chǎn)生羥基自由基，但溫度過高臭氧還原速度過快分解為氧氣的速度也在增快。

2.4 注意事項

(1)冬夏季運行時，注意水溫變化，冬季水溫應不低于15℃，夏季水溫不高于40℃。(2)要嚴格控制來水水質(zhì)，特別是采出液中化學藥劑，酸性物質(zhì)，殺菌劑，特別是采油用壓裂液、酸化液等。每天檢測PH值，保持PH值7-8.5，弱堿性。

3 現(xiàn)場應用情況及效果評價

污水處理COD指標合格。污水處理站設計能力15000m3/ d， 目前處理量6500m3/d，生化出水COD穩(wěn)定為96.8mg/L，2016年9月投用后端新的臭氧催化氧化系統(tǒng)后外排出水COD＜50mg/L達到了遼寧省排放標準。

4 結(jié)論與建議

(1)現(xiàn)場實際生產(chǎn)表明，采用生化技術(shù)，能夠使采油廠含油污水經(jīng)過生化處理后，達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》一級排放標準。后端采用了臭氧催化氧化技術(shù)達到了遼寧省排放標準。解決了采油廠污水外排的難題，滿足了現(xiàn)場生產(chǎn)的需要。

(2)生化系統(tǒng)應用中必須保證處理水量穩(wěn)定，來水水質(zhì)穩(wěn)定，如果綜合生化池出水COD＞100mg/l，影響處理效果。

(3)使用液氧為臭氧發(fā)生器的氧氣源。

(4)由于污水中含硅離子，易在臭氧出氣孔處形成二氧化硅結(jié)晶，堵塞出氣孔，應對臭氧出氣孔進行結(jié)構(gòu)改良。

孫鵬(1987- )，男，助理工程師，從事行業(yè)：油氣集輸。