污水厂臭氧脱色实验研究报告

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m3/d，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还可以产生一系列自由基，其反应式如下：特别是在碱性介质中，O3分解产生自由基的速度很快，其反应式为：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。HOHOOOHOHOOOOOOOHOOHO22223232322322222222232322222OOHOHOHHOHOOHOOOOOOO三、实验仪器臭氧发生器(20g/h)、氧气瓶、反应桶（30L）、秒表、取样烧杯、比色管(50ml)。四、实验时间、实验步骤1、8月7日实验内容：采样30L砂滤出水,臭氧投加浓度5mg/l,臭氧投加时间5min，反应5min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10mg/l,臭氧投加时间10min，反应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15mg/l,臭氧投加时间15min，反应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，反应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，反应30min后分别采样，分析色度、COD、氨氮。2、8月8日实验内容：采样30L砂滤出水,臭氧投加浓度10mg/l,臭氧投加时间10min，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,臭氧投加时间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,臭氧投加时间50min，反应50min后分别采样，分析色度、COD。采样30L砂滤出水,臭氧投加浓度70mg/l,臭氧投加时间70min，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：砂滤出水通气10min通气5min通气15min通气20min通气30min砂滤出水通气5min通气10min通气15min通气20min通气30min2018.8.8小试现场：砂滤出水通气10min通气30min通气50min通气70min臭氧与水中物质反应产生褐色泡沫六、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03016440.25255308370.2331010304330.2241515304290.2252020304260.2063030302240.19备注按照设备厂方提供小试臭氧发生器参数设置成3.73g/hr,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.图1：投加臭氧浓度与脱色效果的关系图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）1003016473101030835430303043255050304266707030220备注按照设备厂方提供小试臭氧发生器参数设置成3.73g/hr,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10mg/l，反应时间10min;另外考虑脱色时再兼顾降解COD，臭氧投加浓度在30mg/L，反应时间30min（考虑出水COD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/l（水量为一、二期4.0万m3/d）,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/kw.h,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/m3,总计增加成本约0.09元/m3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COD的效果也一定会有所提升。技术科2018年8月9日