1、工程概況
在現(xiàn)有生化廢水系統(tǒng)出水的水質(zhì)基礎(chǔ)上將 COD指標(biāo)降低至80mg/L以下（目前運(yùn)行狀態(tài)下COD指標(biāo)150mg/L以下，生化廢水系統(tǒng)出水水量小于250m3/h，從源頭上降低污染物排放總量，減輕后續(xù)工藝負(fù)荷。深度氧化段要求采用臭氧催化氧化工藝或電化學(xué)工藝，不允許產(chǎn)生廢液、固廢及危廢。
建設(shè)規(guī)模：處理量250m3/h
2、工程范圍
1.招標(biāo)范圍內(nèi)所有工程設(shè)計(jì)、地勘、采購、施工、安裝及調(diào)試，含地基、降水、區(qū)域內(nèi)硬化、綠化、照明。
2.系統(tǒng)配套相關(guān)所需化檢驗(yàn)器具、消防、監(jiān)控、通訊設(shè)施及檢修平臺和安全防護(hù)設(shè)施，控制室、辦公室、化驗(yàn)室可利用現(xiàn)有場地，內(nèi)置設(shè)施、設(shè)備自備。
3.本項(xiàng)目用電采用取電制，由110kV 總變站輸出端取電到回用水系統(tǒng)界區(qū)內(nèi)配電柜電纜的設(shè)計(jì)、施工涵蓋在總包范圍內(nèi)(含 110kV 站內(nèi) 10KV 相關(guān)的一、二次設(shè)備)。
4.界區(qū)外的進(jìn)水、回用水、蒸汽、采暖、通信、電氣、儀表等管網(wǎng)甲方指定接點(diǎn)位置后，所有內(nèi)容負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、施工。
5.在深度氧化段進(jìn)出口管道加裝計(jì)量器具儀表和在線監(jiān)測裝置。在深度氧化段加裝 COD 在線監(jiān)測裝置。
3、設(shè)計(jì)水量
深度氧化段是處理原有生化系統(tǒng)的出水，生化系統(tǒng)采用的是 A2/O 工藝， 設(shè)計(jì)深度氧化段處理的生化出水為250m3/h。
4、進(jìn)出水指標(biāo)
1 生化出水正常運(yùn)行時指標(biāo) CODcr 150mg/L 以下、氨氮10mg/L 以下。
2 深度氧化段出水指標(biāo)為：CODcr 80mg/L以下。
5、工藝技術(shù)選擇及選型
工業(yè)廢水經(jīng)現(xiàn)有設(shè)施二級處理后，污染物濃度大大降低，要使出水 CODcr 濃度降至80mg/L 左右，但生化出水含有難降解物質(zhì)，B/C小于0.1，可生化性差。
1、高級氧化工藝的比選
去除水中 CODcr 的氧化工藝主要有三種，即Fenton 氧化工藝、ClO2催化氧化工藝和 O3 催化氧化工藝，現(xiàn)針對以上三種催化氧化工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選。
a）Fenton氧化工藝
亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為 Fenton 試劑,它能有效氧化去除傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)無法去除的難降解有機(jī)物,其實(shí)質(zhì)是 H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(·OH)，·OH可與大多數(shù)有機(jī)物作用使其降解。
Fenton 氧化工藝特點(diǎn)
1）氧化無選擇性，對有機(jī)物去除能力強(qiáng)；
2）有機(jī)物很終分解成 CO2 和 H2O，無有毒有害中間產(chǎn)物，安全環(huán)保；
3）需要污水的 pH 值在 2～4 之間，需要將污水調(diào)成酸性，氧化結(jié)束再調(diào)到中性；
4）徹底降解 COD 所需的藥劑單耗高，造成處理成本高；
5）反應(yīng)迅速時間短。
Fenton 氧化適用場合高，造成處理成本高；
Fenton試劑氧化法由于需要調(diào)酸、調(diào)堿，藥劑單耗量大、反應(yīng)時間長，難以在大中型污水處理廠應(yīng)用。
Fenton試劑氧化法適用于來水呈酸性的小微型污水處理廠，特別適用于一些染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體企業(yè)的的酸性污水處理。
b）ClO2 催化氧化工藝
二氧化氯催化氧化法是水處理高級氧化技術(shù)之一，它是在化學(xué)氧化法的基礎(chǔ)上改進(jìn)、發(fā)展起來的。二氧化氯催化氧化的原理就是在表面催化劑存在的條件下，利用強(qiáng)氧化劑—二氧化氯在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機(jī)污染物，直接將有機(jī)污染物氧化成為二氧化碳和水，或?qū)⒋蠓肿佑袡C(jī)污染物氧化成小分子有機(jī)污染物，提高廢水的可生化性，能較好地去除有機(jī)污染物。
ClO2催化氧化工藝的特點(diǎn)
1）ClO2氧化能力持久；
2）ClO2與有機(jī)物反應(yīng)幾乎不產(chǎn)生發(fā)散性有機(jī)氯化物，不產(chǎn)生有致癌作用的三氯甲烷；
3）與有機(jī)物的反應(yīng)具有顯著的選擇性，氧化能力與有機(jī)物上取代基的種類相關(guān)性較大。高效催化劑的使用克服了其對有機(jī)物氧化的選擇性；
4）對有機(jī)物的降解以生成氧基團(tuán)的小分子化合物為主，從而能提高污水 BOD5值、改善可生化性；
5）需要污水的 pH 值偏酸性（在 6 左右），需要將污水調(diào)成酸性，氧化結(jié)束再調(diào)到中性。
6）反應(yīng)時間：在 45~60min。
ClO2 催化氧化的適用場合
由于二氧化氯催化氧化技術(shù)需要污水的 pH 值偏酸性(在 6 左右)， 需要將污水調(diào)成酸性，氧化結(jié)束再調(diào)到中性，限制了其在大中型污水處理廠的應(yīng)用。
又由于二氧化氯與有機(jī)物的反應(yīng)具有顯著的選擇性，需要選擇合適的催化劑，在實(shí)際應(yīng)用中催化劑的選型工作復(fù)雜而困難，又限制了其在工業(yè)污水上的推廣應(yīng)用。
目前，二氧化氯催化氧化技術(shù)成功應(yīng)用的領(lǐng)域有：
1）在煤氣廢水、高濃度含氰廢水、對氨基苯甲醚廢水、苯酚 甲醛廢水及印染廢水的處理均取得了較好的效果，能除去大部分難降解有機(jī)污染物、并提高污水的可生化性；
2）對于易氧化的水溶性染料如陽離子染料、偶氮染料和易氧化的水不溶性染料如硫化染料等都有良好的脫色和去除COD 的效果。
c）O3 催化氧化工藝
臭氧催化氧化是利用臭氧在催化劑作用下產(chǎn)生的羥基自由基 [·OH]氧化分解水中有機(jī)污染物，由于·OH的氧化能力極強(qiáng)，且氧化反應(yīng)無選擇性，所以可快速氧化分解絕大多數(shù)有機(jī)化合物（包括一些高穩(wěn)定性、難降解的有機(jī)物）。
負(fù)載金屬的活性炭催化劑是由微小結(jié)晶和非結(jié)晶部分混合組成的復(fù)合物，催化劑表面含有大量的酸性或堿性基團(tuán)。這些酸性或堿性基團(tuán)的存在特別是羥基、酚羥基的存在，使催化劑不僅具有吸附能力，而且還具有催化能力。臭氧/催化劑協(xié)同作用過程中，在催化劑的作用下使臭氧分解產(chǎn)生[·OH]從而引發(fā)鏈反應(yīng)，此反應(yīng)還會產(chǎn)生十分活潑的、具有強(qiáng)氧化能力的單原子氧[·O]。
臭氧催化氧化特點(diǎn)
1）對有機(jī)污染物氧化能力極強(qiáng)，除去有機(jī)物能力強(qiáng)；
2）催化劑的參與，氧化選擇性大大降低，幾乎廣譜適用；
3）有機(jī)物很終分解成 CO2 和 H2O，無有毒有害中間產(chǎn)物，安全環(huán)保；
4）pH值在中性或堿性均可，無需調(diào)節(jié)污水pH 值；
5）臭氧發(fā)生器以電能和空氣產(chǎn)生臭氧，無化學(xué)藥劑，現(xiàn)場安全衛(wèi)生；
6）氧化反應(yīng)時間較短，一般控制在 30min 左右，反應(yīng)器容積較小。
臭氧催化氧化適用場合
由于存在以上特點(diǎn)，臭氧催化氧化技術(shù)幾乎適用于所有性質(zhì)污水的大、中、小型污水處理廠的 CODcr降解。通過對以上三種氧化工藝的比較，臭氧催化氧化工藝處理效果好、適用范圍廣、技術(shù)成熟，同時在國內(nèi)外的污水處理廠中有大量成功應(yīng)用的實(shí)例。結(jié)合本項(xiàng)目水量大、水質(zhì)為中性的特點(diǎn)以及現(xiàn)場場地有限的實(shí)際情況，確定采用臭氧催化氧化工藝。
2、催化氧化塔
臭氧催化氧化塔，也稱為臭氧反應(yīng)器、臭氧混合塔、臭氧投加裝置等，是實(shí)現(xiàn)臭氧高級氧化反應(yīng)的關(guān)鍵裝置。
由于欲進(jìn)行深度處理的廢水是經(jīng)過生物好氧處理的沉淀池出水, 所以廢水的BOD/COD比值已經(jīng)相當(dāng)?shù)? 若要進(jìn)一步降低COD值, 則必須利用高級處理的方法, 而在所有的高級處理法中, 臭氧催化氧化工藝處理效果好、適用范圍廣、技術(shù)成熟，同時在國內(nèi)外的污水處理廠中有大量成功應(yīng)用的實(shí)例。同其它化學(xué)氧化法相比, 具有投資成本低﹑對水質(zhì)變化的耐受程度大、操作維護(hù)容易及操作成本低等優(yōu)點(diǎn)；
目前傳統(tǒng)裝置中，均主要采用曝氣管、曝氣頭、汽水混合器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)臭氧與廢水的混合。我方設(shè)計(jì)應(yīng)用的臭氧催化氧化塔，克服現(xiàn)有臭氧氧化技術(shù)的不足，提供一種氣水混合效率高、結(jié)構(gòu)合理、使用安裝方便、適用性廣、耐腐蝕性強(qiáng)的催化氧化塔，可以大大提高臭氧的氧化效率，有效減小運(yùn)行費(fèi)用。
該臭氧催化氧化塔主要由氧化塔殼體、專有塔內(nèi)組件及專有臭氧催化劑催化劑組成。專有塔內(nèi)組件實(shí)現(xiàn)了臭氧與廢水的高效混合，裝置的氣水吸收系統(tǒng)采用鈦材質(zhì)曝氣盤進(jìn)行臭氧曝氣，增大了臭氧在廢水中的溶解度，結(jié)合我公司研制的臭氧催化劑系列產(chǎn)品，保證臭氧的高效利用率。
3、臭氧發(fā)生器
臭氧催化氧化是利用臭氧在催化劑作用下產(chǎn)生的·OH 氧化分解水中有機(jī)污染物，由于·OH 的氧化能力極強(qiáng)，且氧化反應(yīng)無選擇性， 所以可快速氧化分解絕大多數(shù)有機(jī)化合物（包括一些高穩(wěn)定性、難降 解的有機(jī)物）。
臭氧催化氧化技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種以提高臭氧利用效率、增強(qiáng)臭氧氧化能力為目的的高級氧化技術(shù)。催化劑采用金屬離子負(fù)載型臭氧催化劑。
在臭氧催化氧化過程中，污染物通過吸附狀態(tài)的氧化反應(yīng)（有機(jī)物和臭氧均被吸附在催化劑表面上，形成相對富集，并發(fā)生氧化反應(yīng)）和非吸附態(tài)的氧化反應(yīng)（溶解的臭氧、催化產(chǎn)生的羥基自由基與水中非吸附態(tài)有機(jī)物反應(yīng)）來達(dá)到去除有機(jī)物的目的，采用催化氧化的工程上很大的方便就是無需催化劑的回收，催化劑表面的污染或催化劑床中雜質(zhì)通過定期的反洗即可去除。本工程中采用金屬離子負(fù)載型臭氧催化劑。
以該催化劑為核心的臭氧催化氧化技術(shù)具備以下特點(diǎn)：
a）催化效率穩(wěn)定，催化劑使用壽命長。催化劑的金屬粒子以固溶體的形式燒結(jié)于多孔無機(jī)材料表面，溶出率低且抗磨性能好，使用壽命在3～5年。
b）設(shè)備少，控制點(diǎn)少，工藝簡潔，操作簡單。整個氧化段僅需要一臺臭氧發(fā)生器（含相應(yīng)的液氧儲存單元）和臭氧催化氧化塔（含配套反洗裝置）即可。
c）工程投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。催化氧化反應(yīng)時間一般在 30～90min，臭氧加入量在 10～30mg/L；進(jìn)水CODcr越高，相應(yīng)的反應(yīng)時間的臭氧劑量越大。
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