連成食品加工區(qū)廢水處理工程
1、工藝流程
（1）本紅薯加工廠(chǎng)使用臭氧發(fā)生器處理排放污水，設(shè)備選型是根據(jù)污水日產(chǎn)量。該加工廠(chǎng)實(shí)際污水產(chǎn)生量是10噸/小時(shí)。
（2）污水處理站由三部分組成：一是處理污水的成套設(shè)備，二是相應(yīng)的土建工程，三是連接設(shè)備和土建設(shè)施的處理流程管路系統(tǒng)。
（3）排放污水經(jīng)過(guò)格柵、流入隔油池，由電控制柜控制污水站的全部工作，再通過(guò)自由落差將污水排經(jīng)活性炭吸附過(guò)濾器，流入臭氧接觸池，與臭氧接觸8小時(shí)的時(shí)間后進(jìn)入沉淀池，再經(jīng)末端保安過(guò)濾處理后達(dá)標(biāo)排放。
（4）污水處理工藝流程見(jiàn)附圖
2、設(shè)備操作
（1）臭氧是氧氣的同素異構(gòu)體，它是一種具有特殊氣味的淡紫色氣體。它的密度是氧氣的1.5倍，在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，其氧化能力僅次于氟，比氧氣、氯氣和高錳酸鹽等常用的氧化劑都高。產(chǎn)生臭氧的方法很多，工業(yè)上一般采用無(wú)聲放電法制取。其原理是，在高壓電場(chǎng)作用下，使干燥凈化空氣中的一部分氧氣，在電子轟擊下分解成氧原子，再與氧分子合成為O3，或直接合成為O3。這種方法生產(chǎn)的臭氧濃度約為1-3%（重量比）。使用氧氣為原料，生成的臭氧濃度會(huì)有所增高。臭氧作為強(qiáng)氧化劑，除了在水消毒中得到應(yīng)用，在廢水處理過(guò)程中也有很好的處理效果。臭氧具有強(qiáng)氧化作用的原因，曾認(rèn)為是在分解時(shí)生成新生態(tài)的原子氧，表現(xiàn)為強(qiáng)氧化劑。進(jìn)一步的研究證明，臭氧分子中的氧原子本身就是強(qiáng)烈親電子或親質(zhì)子的，直接表現(xiàn)為強(qiáng)氧化劑是更主要的原因。
（2）污水待處理量決定臭氧的產(chǎn)量，但臭氧的產(chǎn)量又受電壓、進(jìn)氣量、進(jìn)氣壓力及原料空氣質(zhì)量的影響，進(jìn)氣壓力是規(guī)定的，但進(jìn)氣量和電壓是可以調(diào)整的。電壓升高，則臭氧濃度也隨之增大，在進(jìn)氣量不變的情況下，產(chǎn)量也隨著提高了。
（3）提高臭氧產(chǎn)量的主要途徑是：提高電壓來(lái)增加臭氧的濃度，而加大進(jìn)氣量，臭氧產(chǎn)量的增加較少。故電壓調(diào)至較低時(shí)，進(jìn)氣量宜開(kāi)大一點(diǎn)；而電壓調(diào)至較低時(shí)，進(jìn)氣量開(kāi)小一點(diǎn)，仍可以達(dá)到較高的產(chǎn)量。日常運(yùn)行時(shí)，我們觀察到：電壓太低，既不經(jīng)濟(jì)，處理效果也達(dá)不到要求，值得注意；若長(zhǎng)期維持最高電壓，放電管溫度高、壽命短且易產(chǎn)生“放電”現(xiàn)象，燒損放電管（特別是空氣不純時(shí)）。
因此，臭氧的產(chǎn)生量在于科學(xué)地調(diào)節(jié)和控制電壓，以及凈化原料空氣。根據(jù)我們測(cè)試體會(huì)，控制電壓在 110KV 之內(nèi)，臭氧的產(chǎn)率和電壓成正相關(guān)，處理效果最好。
3、污水處理效果
采用臭氧氧化法脫色，能將含活性染料、陽(yáng)離子染料、酸性染料等水溶性染料的廢水幾乎完全脫色，對(duì)不溶于水的分散染料也能獲得良好的脫色效果，但對(duì)硫化、還原、涂料等不溶于水的染料，脫色效果差。此外，臭氧氧化法對(duì)COD的去除率可達(dá)到90%以上。采用臭氧氧化法優(yōu)點(diǎn)在于，氧化能力強(qiáng)，去除污染物的效果顯著。處理后廢水中的剩余臭氧易分解，不產(chǎn)生二次污染。臭氧的制備在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，不必儲(chǔ)存和運(yùn)輸。臭氧氧化法的缺點(diǎn)是造價(jià)高、處理成本昂貴。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中臭氧氧化法廣泛應(yīng)用在水處理工藝生產(chǎn)過(guò)程中，被稱(chēng)為是一種清潔的處理手段。
(1) 處理前后污水情況（表1 ）
表 1 臭氧氧化污水不同時(shí)間COD前后比較（200g/h臭氧產(chǎn)量）
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時(shí)間（h） |
氧化前污水COD(mg/l) |
臭氧氧化后COD(mg/l) |
出去率 |
|
1 |
3200 |
2000 |
37.5% |
|
2 |
3200 |
1100 |
65.6% |
|
3 |
3200 |
600 |
81.3% |
|
5 |
3200 |
300 |
90.6% |
|
8 |
3200 |
70 |
97.8% |
|
10 |
3200 |
60 |
98.1% |
注：本污水站臭氧投入量是采用化學(xué)法測(cè)定，按照中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《CJ/T 3028.2-94》方法，即通過(guò)碘化鉀溶液的氣體體積由設(shè)在起泡器出口地計(jì)數(shù)器量出，隨后在一定酸性介質(zhì)中滴定被硫代硫酸鈉溶液釋放的碘！秶(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)要求出水COD﹤100毫克/升。
由表 1 可見(jiàn)：臭氧接觸時(shí)間8小時(shí)是最經(jīng)濟(jì)的，此時(shí)去除率達(dá)到了97.8%，而且出水耗氧量指標(biāo)達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
(2) 8小時(shí)改變臭氧投加量后污水處理前后水質(zhì)（表 2 ）
表 2 ，8小時(shí)不同臭氧量處理污水處理效果試驗(yàn)
|
序號(hào) |
臭氧投加量 |
氧化前污水COD(mg/l) |
臭氧氧化后COD(mg/l) |
去除率 |
|
1 |
|
3200 |
200 |
95.3% |
|
2 |
|
3200 |
70 |
98.4% |
|
3 |
|
3200 |
60 |
98.6% |
|
4 |
|
3200 |
50 |
98.8% |
由表2可見(jiàn)，對(duì)本廢水臭氧投加量在200克/小時(shí)時(shí)較為合理和經(jīng)濟(jì)。
表3，8小時(shí)臭氧氧化污水前后綜合指標(biāo)測(cè)試
|
序號(hào) |
水質(zhì)項(xiàng)目 |
氧化前污水指標(biāo) |
氧化后污水指標(biāo) |
達(dá)標(biāo)情況 |
|
1 |
PH |
6-9 |
7-8 |
達(dá)標(biāo) |
|
2 |
COD |
3200mg/l |
70mg/l |
達(dá)標(biāo) |
|
3 |
SS |
200mg/l |
60mg/l |
達(dá)標(biāo) |
|
4 |
NH3-N |
120mg/l |
10mg/l |
達(dá)標(biāo) |
4、討論
本污水處理方法處理紅薯加工污水在原理和流程上與其他方法相比有以下特點(diǎn)：
（1）現(xiàn)場(chǎng)制造產(chǎn)生臭氧，是最強(qiáng)的氧化藥劑。它二氧化氯、高錳酸鉀相比，不需運(yùn)輸和儲(chǔ)存的中間環(huán)節(jié)，也避免了有二次污染或因泄漏造成的中毒等不安全隱患，因而在生產(chǎn)管理和凈化效果上穩(wěn)定可靠。
（2）消毒效果 臭氧的氧化能力僅次于氟，殺菌能力很強(qiáng)，與“氯化”法相比，不但能殺滅細(xì)菌，更能有效地殺死病毒和芽孢，除去水中的色、臭、味，對(duì)污水中地有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，降低COD指標(biāo) ，而且具有消毒快，操作簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。消毒裝置進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)得出臭氧的投入量為 200mg/h ，接觸時(shí)間為8h 時(shí)，為最佳處理?xiàng)l件，排放污水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
（3）臭氧氧化采取前端預(yù)處理，末端深度處理方法組合效果更佳。污水經(jīng)過(guò)隔油沉淀和活性炭處理后，減輕了后續(xù)臭氧的處理負(fù)荷。經(jīng)過(guò)臭氧8小時(shí)深度氧化處理后的出水已經(jīng)能夠到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，為了保證排放污水家清潔以及不產(chǎn)生腐蝕影響，在工藝末端設(shè)置保安過(guò)濾，這樣出水水質(zhì)不僅達(dá)標(biāo)而且?guī)缀醪缓粞，不?huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生危害，達(dá)到國(guó)家《GB3095-1996》中規(guī)定環(huán)境臭氧二級(jí)排放量，可見(jiàn)單獨(dú)使用臭氧處理污水，臭氧的浪費(fèi)量很大。所以對(duì)采用臭氧氧化處理污水應(yīng)先經(jīng)有預(yù)處理后在進(jìn)行臭氧處理效果達(dá)最佳，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
（4）影響污水處理效率的因素主要有：1.臭氧的投加量；2.污水與臭氧的接觸時(shí)間長(zhǎng)短；3.溫度；4.污水的理化性質(zhì)；.從處理效果來(lái)看臭氧量可滿(mǎn)足該加工廠(chǎng)污水治理。
（5）成本分析： 目前設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用為 1.9207 萬(wàn)元 /a, 設(shè)計(jì)處理能力20t/h ，實(shí)際處理 3t/h 。成本概算：處理每噸污水的費(fèi)用為 0.29 元 /t ，如用生化處理工藝成本為 0.15 元 /t ，高錳酸鉀的處理成本為 0.06 元 /t 。由此看出：臭氧的運(yùn)行費(fèi)較略高，但保證了既能除去廢水臭味，不產(chǎn)生二次污染，又使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。
（6）加強(qiáng)科學(xué)管理，嚴(yán)格操作規(guī)程，對(duì)設(shè)備故障及時(shí)維修，發(fā)現(xiàn)臭氧管如果失效應(yīng)及時(shí)更換。通過(guò)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高污水處理效果。
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