污水厂臭氧脱色实验研究报告报告.docx

河东污水厂臭氧脱色实验报告
一、实验目的
河东厂污水处理总规模为8万m3/d,其中一、二期处理规模为4万⑺加，实际处理为 4~5万m3/d（以印染、电镀废水为主），现因上级主管部门要求，处理后出水色度需要在 达标的情况下再进一步降低出水色度后排放的要求。
因此，拟采用臭氧进行脱色处理的试验，同时根据现场小试实验找出不同阶段的水质 变化的合理臭氧投加量，为今后提标投加臭氧浓度提供数据参考依据。
二、实验原理
臭氧氧化能力很强，O3+2H++2e-O2+H2O反应体系的标准电极电位E=2.07V。臭氧在水 中分解产生原子氧和氧气虫可就办生一系列自由基，其反应式如下：
3 2
O + O f 2 O
3 2
O + H O f 2 HO -
2
2 HO, f H O
2 2
2 H O f 2 H O + O
2 2 2 2
特别是在碱性介质中，0分解产生自由基的速度很快，其反应式为: 3
O + OH - f HO ・+・ O -
3 2 2
O +- O - f - O - + O
3 2 3 2
O + HO ・f HO ・+ 2 O
3 2 2
・ O - + HO ・f O +. H -
2 2
新生成的羟基自由基尤其活泼，氧化能力更强，HO. +Ht+e-H2O,反应体系的标准 电极电位Eo=2.80V。臭氧与水中有机物的反应十分复杂，既有臭氧的直接氧化反应，也有
- -可修编- -
新生自由基的氧化反应。这与反应条件与有机物的性质密切相关，酸性条件下，臭氧分解 慢，O3的直接氧化反应起主要作用；碱性条件下，臭氧分解快，羟基自由基氧化作用加 大，随着溶液pH提高，CODcr去除率增加，氧化率提高。另外，温度升高，臭氧分解速 度加快，且化学反应速率提高，所以高温有利于有机物氧化。很多有机物都容易与臭氧发 生反应。例如臭氧对水溶性染料、蛋白质、氨基酸、有机氨及不饱和化合物、酚和芳香族 衍生物以及杂环化合物、木质素、腐殖质等有机物有强烈的氧化降解作用；还有强烈的杀 菌、消毒作用。
三、实验仪器
臭氧发生器（20〃协、氧气瓶、反应桶（301）、秒表、取样烧杯、比色管（50ml）。
四、实验时间、实验步骤
1、8月7日实验容：
采样301砂滤出水,臭氧投加浓度5mg/l,臭氧投加时间5min,fi15min后分别采样， 分析色度、COD、氨氮。
采样30L砂滤出水,臭氧投加浓度1。⑺朗漠氧投加时间10min，fi1 10min后分别采 样，分析色度、COD、氨氮。
采样30L砂滤出水,臭氧投加浓度代⑺朗漠氧投加时间15min，fil 15min后分别采 样，分析色度、COD、氨氮。
采样30L砂滤出水,臭氧投加浓度20mg/l,臭氧投加时间20min，fil 20min后分别采 样，分析色度、COD、氨氮。
采样30L砂滤出水,臭氧投加浓度30mg/l,臭氧投加时间30min，fi1 30min后分别采 样，分析色度、COD、氨氮。
2、
8月8日实验容：

-可修编-

采样30L砂滤出水漠氧投加浓度10mg/l漠氧投加时间10田^反应10min后分别采 样，分析色度、COD。
采样30L砂滤出水,臭氧投加浓度30mg/l漠氧投加时间30min,反应30min后分别采 样，分析色度、COD。
采样30L砂滤出水,臭氧投加浓度50mg/l漠氧投加时间50min,反应50min后分别采 样，分析色度、COD。
采样301砂滤出水,臭氧投加浓度70日7,臭氧投加时间70田^反应70min后分别采 样，分析色度、COD。
五、现场试验照片
2018.8.7小试现场:

0

通气5min
通气10min
砂滤出水
砂滤 通气 通气 通气
出水 5min 10min 15min
I i ■ 1 - -

通气30min
通气50min
通气10min
通气70min
2018.8.8小试现场:
砂滤出水
臭氧与水中物质 反应产生褐色泡
-可修编

六、试验数据
河东污水厂臭氧去除色度试验表一
2018年8月7日
序号
臭氧投加浓
度（mg/L）
臭氧投加时
间（min）
出水水样体
积（L）
色度值
（倍）
COD值
（mg/L）
氨氮值
（mg/L）
1
砂滤出水
0
30
16
44
0.25
2
5
5
30
8
37
0.23
3
10
10
30
4
33
0.22
4
15
15
30
4
29
0.22
5
20
20
30
4
26
0.20
6
30
30
30
2
24
0.19
备注
按照设备厂方提供小试臭氧发生器参数设置成3.73。小r,按照实际臭氧50%转移率
来定量投加，计算出实际溶于水并参与反应的臭氧浓度为31mg/min.

-可修编-

图2：投加臭氧浓度与降解COD的关系
河东污水厂臭氧去除色度试验表二
2018年8月8日

序号
臭氧投加浓度
（mg/L）
臭氧投加时间
（min）
出水水样体积
（L）
色度值（倍）
COD 值（mg/L）
1
0
0
30
16
47
3
10
10
30
8
35
4
30
30
30
4
32
5
50
50
30
4
26
6
70
70
30
2
20
备注
按照设备厂方提供小试臭氧发生器参数设置成3.73。/讨,按照实际臭氧50%转移率
来定量投加，计算出实际溶于水并参与反应的臭氧浓度为31mg/min.

七、实验小结
1、臭氧对我厂一、二期砂滤出水脱色具有明显的效果。
2、臭氧与水体中有色物质接触反应的时间也较为迅速，通入臭氧浓度越 高脱色和COD氧化降解效果越明显。考虑经济运行成本，达到较好的脱色效 果的投加臭氧浓度在10!^。/1,反应时间10min ；另外考虑脱色时再兼顾降解 的口，臭氧投加浓度在301^。/1,反应时间30min （考虑出水的口指标波动， 根据实际情况再确定臭氧投加浓度）。
3、考虑经济运行成本本次脱色的臭氧投加浓度在10mg/1（水量为一、二 期4.0万!^川），臭氧发生器的电耗成本约0.06元/m3（电费平均单价按0.8元 小亚由,不考虑夜间波谷差价），臭氧发生器液氧原料消耗成本约0.08元m3,投 入臭氧后，可省去一、二期尾水紫外消毒和次氯酸钠投加的运行成本约0.05 元/mh,总计增加成本约0.09 元/mh污水。
4、不足之处：其次臭氧曝气头产生的气泡还是较大，导致臭氧在水中的 转移效率稍稍偏低，如果今后提高臭氧的转移效率，相信臭氧脱色和降解的口
的效果也一定会有所提升。
技术科
2018年8月9日