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微纳米气泡技术特性及工业废水处理中的应用
来源: | 作者:sunking | 发布时间: 2017-03-02 | 1181 次浏览 | 分享到:
 
 

 
4.工业废水处理上的应用:
利用微纳米气泡的超强的气体溶解能力可以用于设计新型MBR的曝气系统及各种高浓度化工废水处理设备的开发。
例1,在日本宫城县的某食品加工厂,日排水量在200-300t/日,COD为2500-2800mg/L,SS为300-400mg/L,水中油份(N-H)约为800mg/L,采用臭氧微纳米气泡曝气法处理后,BOD及COD均下降至10mg/L以下,出水水质透明,接近清水。与原来的活性污泥法相比,污泥产量降低,并且减少了臭气产生,虽然增加了臭氧发生器的电量消耗,但由于微纳米气泡的臭氧利用率提高(80%以上),与减少的污泥处理量的处理成本相比,仍具有相当大的优势。
例2,在制造纤维的含有PVA的化工排水处理中,由于自身PVA难分解的化学品,直接使用生物法处理也比较困难。通常利用铁粉和过氧化水的芬顿法来进行处理,处理成本高,并且生成的污泥中含有大量铁,不利于后续处理,在实验室中将PVA加入蒸馏水同时使用微纳米气泡进行曝气,经2小时后测得TOC去除量为30%以上,利用工厂的原水(TOC为1200mg)进行微纳米气泡曝气实验,经40小时后可将TOC降至原水的1/10,并且,可通过增大臭氧的浓度来缩短处理时间。
臭氧微纳米气泡+紫外光的高级氧化技术及装置
该设备采用微纳米气泡发生器系列中的F.BT-50S,利用水泵压力输送废水原水到设置在低压罐体内,利用该发生器的负压自吸效果吸入臭氧,由于在压力环境下进行臭氧的溶解,可提高处理水中臭氧的溶解浓度,并由于生成的臭氧水中存在的臭氧的微纳米气泡具有缓释效果,可以延长臭氧在水中的留存时间,提高臭氧的利用率达80%以上,而普通的该类产品的臭氧利用率仅为30%-40%,可降低运行成本50%以上。另外,结合本身具有强氧化性臭氧与紫外光之间的协同作用可显著地加快有机物的降解速率,大大降低其COD和BOD的含量。当臭氧被光照时,首先产生游离氧O•,O•与水反应生成•OH。UV辐射除了可诱发•OH产生外,还能产生其他激态物质和自由基,加速链反应,而这些激态物质和自由基在单一的臭氧氧化过程中是不会产生的。在中性或碱性溶液中,O3/UV过程产生较少的过氧化氢和较多的自由基•OH。有紫外光照射时反应速率可比无紫外光照射时提高了3-5倍。同时利用微纳米气泡在水中缓释效果利用臭氧微纳米气泡结合紫外光的方法是一种高效的高级氧化处理方法,能够迅速、低成本地将化工厂排水中含有的难分解的物质氧化分解成为可以被微生物利用的营养物质,有助于提高后续的生物处理的效率。
特点:
a)产生大量非常活泼的HO•自由基,其氧化能力(2.80V)仅次于氟(2.87V),HO•自由基是反应的中间产物,可诱发后面的链反应,HO•自由基的电子亲合能为569.3KJ,可将饱和烃中的H拉出来,形成有机物的自身氧化,从而使有机物得以降解,这是各类氧化剂单独使用都不能做到的;
b)反应速度快,多数有机物与羟基自由基的氧化速率常数可达106—109M-1S-1;
c)HO•自由基无选择直接与废水中的自由基反应将其降解为二氧化碳、水和无机盐,不会产生二次污染;
d)由于它是一种物理-化学处理过程,反应条件温和,通常对温度和压力无要求,很容易加以控制,以满足处理需要,甚至可以降解10-9级的污染物;
e) 同时,它既可作为单独处理,又可以与其它处理过程相匹配,如作为生化处理的前、后处理,可降低处理成本;
臭氧、紫外线、微纳米气泡的协同作用,单独处理时,可对高难度的有机废水起到强氧化作用,对废水的COD、色度等进行降解;也可作为废水的预处理和深度处理,其处理后的废水更容易生化处理或其它的物化絮凝处理,在废水的中水回用和达标排放都有很好的作用。可以广泛用于:制药化工废水、垃圾渗透液、食品及皮革废水等的预处理和深度处理,油田灌注水、工业冷却循环水的消毒灭菌的处理。作为废水的预处理将极大改善后段处理如:生化处理、絮凝沉淀处理的效果,作为深度处理可以提高废水排放、中水回用等指标。