板式與管式臭氧工藝在印染廢水處理中的應用對比

陳銀霞

摘 要：本文闡述了臭氧工藝的原理同時對比了管式與板式臭氧發(fā)生器的工作原理，兩者在該項目的投資、電耗、占地及運行維護等方面的區(qū)別。綜合評選之后采用板式臭氧發(fā)生器作為主體處理設備。

關鍵詞：印染廢水；板式臭氧；管式臭氧

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A

0.引言

紡織印染廢水是一種水量大、色度高、組分復雜的廢水，水質變動范圍大，廢水中含有染料、漿料、助劑、酸、堿、纖維、雜質及無機鹽等。目前國內多數(shù)印染廠采用物化與生化相結合的方法處理印染廢水，但普遍由于印染廢中的偶氮染料穩(wěn)定性高、水溶性大、難降解，此方法難以取得令人滿意的效果。臭氧的氧化性極強，在自然界中其氧化還原電位僅次于氟，常用于工業(yè)廢水的殺菌消毒、除臭、脫色等，其作為一種高級氧化技術近年來被用于去除染料和印染廢水的色度和難降解有機物。

1.工程概況

廣東普寧某制衣公司是一家羽絨服生產企業(yè)。成衣水洗主要是通過物理、化學藥劑改進衣服的形態(tài)、質感、光澤等外觀，提高其穿著性能，廢水主要含有纖維屑、顏料、少量的漿料。目前公司已有一套日處理水量為12000噸污水處理系統(tǒng)，主體工藝路線為：

廢水——調節(jié)池——生化塔——厭氧池——一級好氧池——二級好氧池——一級沉淀池——二級沉淀池——清水池。

原水CODCr在1700～1800mg/L，經生化和物化處理后二沉池出水CODCr為150mg/L左右，超過《廣東省水污染排放限值》（DB44/26-2001）第二時段一級標準中規(guī)定的限值—CODCr為100mg/L。為了提高出水水質，達到國家新制定的《紡織染整工業(yè)水污染排放標準》（GB4278-2012）中的相關要求，將出水CODCr降到80 mg/L以下。結合自身的水質狀況，在考察了廣東大塘工業(yè)園區(qū)污水處理站后，擬采用臭氧技術進行深度處理。

2.臭氧技術工藝對比

2.1臭氧技術原理簡述

臭氧具有非常強的氧化特性，在水中可以產生能力極強的單原子氧（O）和羥基（OH）等活性粒子，可以氧化、分解水中的污染物和雜質。在處理印染廢水時，臭氧可以氧化水中的無機物，如CN—、NH等，也可以氧化難以生物降解的有機物，如芳烴化合物等。臭氧氧化反應的途徑有兩條：一是臭氧通過親核或親電作用直接參與反應；二是在堿等因素作用下，通過活潑的羥基自由基與污染物反應。

臭氧在水中分解產生原子氧和氧氣還可以產生一系列自由基，其反應式如下：

O3→O+O2

O+O3→2O2

O+H2O→2HO?

2HO?→H2O2

2H2O2→2H2O+O2

在堿性介質中，O3分解產生自由基的速度很快，其反應式為：

O3+OH -→HO2?+?O2-

O3+O2-→?O3-+O2

O3+HO2?→HO?+2O2

?O2-+HO?→O2+?H -

2.2兩款主流的臭氧發(fā)生器原理及技術參數(shù)對比

目前在工業(yè)廢水處理領域，市場上主流的兩款臭氧發(fā)生器為：管式和板式臭氧發(fā)生器。大型臭氧發(fā)生器開始廣泛應用一百多年以來，管式臭氧發(fā)生器（DBD放電室結構）一直處于市場主流地位；而隨著近十幾年來電子工業(yè)的高速發(fā)展，大型板式臭氧發(fā)生器在技術、設備生產和使用成本等方面有了突破性的進展，并且已經超過了管式臭氧發(fā)生器，更具競爭優(yōu)勢。

管式臭氧發(fā)生器的原理：在臭氧發(fā)生器內部有一定數(shù)目的管焊接在兩個固定管板之間來當作接地電極。EFFIZON?evo電極置于接地管內，每個電極由一個高壓電極、不銹鋼網(wǎng)和一個電介質玻璃管組成。臭氧在接地電極、介電質和高壓電極之間的間隙中產生。

板式臭氧發(fā)生器的原理：采用電暈放電技術，在高壓電場的強電力作用下，高速運動的電子撞擊氧氣使之分解成氧原子，高速電子具有足夠的動能，通過氧原子、氧分子及高速電子三體碰撞反應形成臭氧。

板式與管式臭氧發(fā)生器的主要技術參數(shù)和產品形式對比如下：

（1）技術參數(shù)方面

板式臭氧發(fā)生器：①臭氧濃度范圍：0～200 mg/L；②功率因數(shù)：≧0.99；

③額定1kgO3/h電耗：6.5～7.5kWh；④壽命：10年；⑤占地面積：為管式的70%；

管式臭氧發(fā)生器：①臭氧濃度范圍：10～130mg/L；②功率因數(shù)：≦0.95；

③額定1kgO3/h電耗：9.5～10.5kWh；④壽命：較短，需備用；⑤占地面積：大。

（2）基本結構：平板狀和管狀的區(qū)別。

（3）生產工藝

板式臭氧發(fā)生器由電子品流水線組裝，加工中心數(shù)控機加，隧道爐厚膜電路方式加工導帶電極與保護介質，等離子金屬表面陶瓷處理；

管式臭氧發(fā)生器：罐體容器加工，彎板、吊裝、焊接成型，搪瓷燒結與玻璃管拉伸而成。

（4）材質

板式臭氧發(fā)生器的電極材料為純銀、純鈦、鋁鎂鈦合金；介質材料為電子級陶瓷；

密封材料為氟塑料、海波龍橡膠；

管式臭氧發(fā)生器的電極材料為不銹鋼（304、316）、碳鋼（A3）；介質材料為玻璃、搪瓷；密封材料為硅橡膠居多。

3.管式與板式臭氧技術在本項目中的應用對比

3.1經濟分析與對比

根據(jù)同類印染廢水深度處理相關工程經驗，本項目臭氧投加量為100 g/m?，處理量為12000噸/天，24小時連續(xù)運行，則臭氧投加總量為50kg/h。分別采用一套50kg/h的板式臭氧發(fā)生器和兩套25kg/h管式臭氧發(fā)生器（同時備用1套25kg/h的臭氧發(fā)生器單元），對比兩者的設備投資、裝機功率、氧氣用量、占地面積等參數(shù)。

從表1可知，板式臭氧發(fā)生器的投資為管式臭氧發(fā)生器的62.86%，裝機功率為管式臭氧發(fā)生器的52.45%，占地面積為管式臭氧發(fā)生器的75%，年運行費用為管式臭氧發(fā)生器的52.45%。另外，板式臭氧發(fā)生器放電室單元模塊化，在設備維修方面更加便捷、快速。綜合以上各項經濟指標分析，最后確定采用板式臭氧發(fā)生器作為該項目升級改造的主體設備。

3.2處理效果

項目實施一年多，臭氧接觸池進水和臭氧清水池出水平均水質見表2。

由表2可知臭氧對CODcr、苯胺和色度的去除率均為50%以上，出水水質優(yōu)于《紡織染整工業(yè)水污染排放標準》（GB4278-2012）中染色用水的要求。

結語

通過對管式臭氧技術和板式臭氧技術的原理分析，技術參數(shù)的對比以及在本項目中的經濟性分析，得到最適合的深度處理工藝——板式臭氧處理。經過技術升級改造后的系統(tǒng)經過連續(xù)運行近一年的時間，出水穩(wěn)定良好，檢修維護便捷，運行費用低，是印染廢水提標改造的一個良好借鑒示范工程。

參考文獻

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