AOP高級氧化(基于臭氧的高級氧化處理系統(tǒng))
臭氧氧化機(jī)
(1) 臭氧AOP反應(yīng)快速、高效、無選擇性,能在10-30分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)對有機(jī)質(zhì)的快速礦化,出水COD達(dá)到排放新標(biāo)準(zhǔn)(COD<50mg/L)或循環(huán)水回用的要求,噸水處理成本可控制在1-3元;
(2) 臭氧AOP反應(yīng)將有機(jī)物降解為二氧化碳、水,不會產(chǎn)生二次污染;
(3) 有效增加臭氧在水體中的傳遞速度和接觸時(shí)間以增強(qiáng)臭氧的利用效率,節(jié)省臭氧投加量和氧化時(shí)間,從而大幅節(jié)省臭氧設(shè)備投資和運(yùn)行成本;
(4) 固定床非均相催化劑床層的填充以及負(fù)載稀有金屬非均相催化劑的開發(fā),強(qiáng)化了氣液兩相傳質(zhì),提高反應(yīng)速度,具有使用更替周期長、填充量少等特點(diǎn),可有效提高臭氧利用率15%以上;
(5) 反應(yīng)系統(tǒng)除適量的堿化劑外,無需外加任何藥劑;
(6) 反應(yīng)系統(tǒng)同時(shí)兼具殺菌、防垢等其他輔助功能;
(7) 反應(yīng)系統(tǒng)對溫度和壓力無要求,安全、可靠、操作性強(qiáng);
(8) 與常規(guī)生化處理技術(shù)集成優(yōu)化,綜合優(yōu)勢明顯。
工作原理
常見的強(qiáng)氧化劑中,臭氧、氯和過氧化氫的氧化勢分別為2.07 V、1.36 V、1.28V,其中臭氧是氧化性的一種。臭氧的氧化過程導(dǎo)致不飽和有機(jī)分子的破裂,同時(shí)臭氧分子結(jié)合在有機(jī)分子的雙鍵上,生成臭氧氧化物,并進(jìn)一步自發(fā)分裂產(chǎn)生一個(gè)羥基化合物和帶有酸性和堿性基團(tuán)的兩性離子,后者是不穩(wěn)定的,可分解成酸和醛,為下一步的礦化過程打下基礎(chǔ)。
單純的臭氧氧化過程具有選擇性,并不能氧化所有的污染物,為增強(qiáng)高級氧化工藝的處理效果,在單純臭氧氧化的基礎(chǔ)上開發(fā)出AOP工藝,利用均相和非均相催化過程促進(jìn)O3分解,以O3分解產(chǎn)生的羥基自由基等活性中間體來強(qiáng)化氧化過程,實(shí)現(xiàn)污水的深度氧化。與臭氧直接氧化相比,羥基自由基的氧化能力更強(qiáng),其氧化還原電位高達(dá)2.80V,其與有機(jī)物的反應(yīng)是無選擇性的,能有效提高污染物的去除效率。AOPO3反應(yīng)過程一般分為兩個(gè)步驟:臭氧自分解生成羥基自由基,羥基自由基氧化有機(jī)污染物。AOP(Advanced Oxidation Processes)技術(shù),其核心是利用·OH氧化分解水中有機(jī)污染物的新型氧化除污染技術(shù),生成大量活潑的·OH自由基,其氧化能力僅次于氟,可以誘發(fā)鏈反應(yīng)?!H自由基的電子親合能力為569.3kJ,可將飽和烴中的H拉出來,形成有機(jī)物的自身氧化,從而使有機(jī)物得以充分降解。因此催化誘導(dǎo)臭氧的自身分解,通過鏈反應(yīng)生成·OH自由基是提高AOPO3反應(yīng)效率的關(guān)鍵因素。
設(shè)備特點(diǎn)
(1)CFJ單元陣列式臭氧機(jī)組
CFJ單元陣列式臭氧機(jī)組是公司歷經(jīng)多年研發(fā),適應(yīng)市場變化和需求,經(jīng)過反復(fù)論證和改進(jìn)推出的一款針對基于臭氧的高級氧化技術(shù)的臭氧制備系統(tǒng),其采用電暈法中的間隙式放電,凈產(chǎn)率高,以下特點(diǎn)是目前市場上無二的:
1)的單元冗余技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)多臺機(jī)組實(shí)時(shí)切換,的降低臭氧機(jī)組備份的成本,可以實(shí)現(xiàn)5備1(即5臺機(jī)組只備份1臺機(jī)組),相比市場上的常規(guī)臭氧機(jī)1用1備具有明顯的優(yōu)勢。
2)多元冷卻系統(tǒng),在水冷技術(shù)中可以實(shí)現(xiàn)小水量循環(huán)散熱,只有目前市面臭氧機(jī)組所需水量的1/20,并耦合風(fēng)冷,對整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行作出有力的保障。
3)智能保護(hù)系統(tǒng),可以在運(yùn)行機(jī)組和備份機(jī)組間實(shí)現(xiàn)自動切換,保證機(jī)組有足夠的停機(jī)時(shí)間,降低機(jī)組的疲勞度,保證使用壽命。
4)每個(gè)放電體都有獨(dú)立的電路控制和放電控制系統(tǒng)。由于機(jī)組單元已經(jīng)作了冗余設(shè)計(jì),單個(gè)放電體的損壞不會影響整體機(jī)組的運(yùn)行,當(dāng)機(jī)組放電體損壞達(dá)到一定比例,會自動切換到備份機(jī)組,并反應(yīng)到操作界面,對操作人員提出維護(hù)報(bào)告。
5)多元?dú)饴诽幚硐到y(tǒng),對機(jī)組所需的氧氣源進(jìn)行有效的除塵、除水、濾油、降溫,能的提高機(jī)組的臭氧凈產(chǎn)率。
(2)AOP高效混合反應(yīng)系統(tǒng)
AOPO3的高效混合段分為多段式,其設(shè)計(jì)原理是在選擇氣液接觸器過程中,優(yōu)化以下一些參數(shù)對傳質(zhì)的影響:比界面面積,傳質(zhì)系數(shù),分散相的溶解度,溶質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)和分散相儲存量。其他間接影響傳質(zhì)的因素有分散相表面速度,氣泡直徑和速度。采用這種多段式的設(shè)計(jì)有如下優(yōu)勢:
1)更加均勻的對氣液進(jìn)行混合;
2)增加臭氧的實(shí)際利用率,減少臭氧的直接投加量,經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)后臭氧的投加量可比同類設(shè)計(jì)減少40%,大大降低了設(shè)備投資和運(yùn)行成本;
3)大量的產(chǎn)生·OH自由基,無選擇性的發(fā)生氧化反應(yīng);
4)整體設(shè)備的可維護(hù)性高,占地面積小,不會產(chǎn)生大量的土建。
應(yīng)用范圍
臭氧AOP一體化裝置可廣泛應(yīng)用于石油、化工、鋼鐵、焦化、造紙、印染、醫(yī)藥等行業(yè)的廢水處理,預(yù)期達(dá)到兩個(gè)目的:
(1) 作為預(yù)處理提高可生化性,提高后續(xù)生化處理的處理效果,降低生化稀釋水比例;
(2) 作為生化后端的深度處理,降解COD和色度,提高出水水質(zhì),達(dá)排放新標(biāo)準(zhǔn)(COD<50mg/L)或回用水要求。
臭氧AOP一體化裝置已成功運(yùn)用于焦化廢水、采油廢水深度處理的工程案例,實(shí)現(xiàn)了廢水的達(dá)標(biāo)排放和回用,取得了良好運(yùn)行效果。