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臭氧技术在污水资源化中的应用 环境工程 吕琪 一、臭氧技术的应用背景 再生水作为缺水城市的重要水源，已大量地被用于城镇景观用水、替代工业冷却用水、市政杂用水等用途，其水质指标较二级处理出水水质在色度、嗅味等方面有较大提升，而要实现这一目标就需要进一步改善污水厂出水的水质。 臭氧在常温常压下是一种不稳定的具有刺激性的气体，具有很强的氧化能力。臭氧技术在杀菌、消毒、脱色、除臭、氧化难降解有机物与改善絮凝效果等方面有明显的优势。 在发达国家，臭氧用于污水脱色、除嗅味的工程应用比较广泛；而在我国，臭氧在给水处理、工业污水处理领域的应用已比较广泛，在城市污水处理领域的应用还具有前瞻性。 二、臭氧技术介绍 1.1 特性： 臭氧是由3个氧原子组成的分子，通过放电而生成。在标准状态下是无色气体、密度为2.14kg/m3。臭氧液态呈蓝色，固态呈紫色。臭氧(O3)是氧(O2)的同素异形体，在常温常压下是一种不稳定的具有刺激性的气体，具有很强的氧化能力，具体见表1。 臭氧的主要作用及特点有： ? 是最强的工业消毒剂； ? 生活饮用水和游泳池用水等的消毒、杀菌和灭活病毒； ? 去除水中的色、臭和味； ? 使原水中溶解有机物产生微凝聚作用，强化水的澄清、沉淀 和过滤效果，提高出水水质； ? 去除水中微量有机物； ? 无三氯甲烷等副产物。 1.2 臭氧技术在再生水处理工艺中的作用 ? 用作消毒剂或杀菌剂； ? 用作氧化污染物的氧化剂； ? 作为提高其他处理单元（包括混凝、絮凝、沉淀、生物氧化、 活性炭吸附等）处理效率的预处理或后继处理。 1.3 臭氧的脱色原理 水的色度是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标。天然水经常显示出浅黄、浅褐或黄绿等不同的颜色。产生颜色的原因是由于溶于水的腐殖质、有机物或无机物质所造成的。当水体受到工业废水的污染时也会呈现不同的颜色，对于颜色的定量程度就是色度。 污水的色度主要由溶解性有机物、悬浮胶体、铁、锰和颗粒物引起，致色有机物的特征机构是带双键和芳香环，代表物是腐殖酸和富里酸。臭氧通过与不饱和官能团反应，破坏不饱和双键而脱色。 三、臭氧技术在再生水脱色处理中的应用 1.1 臭氧脱色的试验依据 2006年11月至2007年2月北京排水集团工程咨询分公司以臭氧技术为核心，进行了污水再生处理实验研究。试验地点位于酒仙桥污水处理厂，试验主要针对臭氧的强氧化性和灭菌、脱色、杀毒作用对污染物的去除效果进行研究。 图1 臭氧投加量和色度去除效果 从试验结果可以得出结论（投加量和色度去除效果见图1），臭氧对色度有较好的去除效果，能将色度降到10度以下，10度以下的水一般来说具有良好的观赏效果。 2.2 清河再生水厂臭氧脱色工艺流程 北京市污水行业的第一个臭氧深度处理工程——北京市清河再生水厂8万吨臭氧深度处理工程为例。北京市清河再生水厂8万吨臭氧深度处理工程是北京市污水处理和资源化的重要工程项目，是奥运工程的配套项目。 它以清河污水处理厂二级处理出水为水源，经过深度处理使水质达到回用要求，向海淀区及朝阳部分区域提供城市绿化、住宅区冲厕用水等用途的市政杂用水，以及河湖水系定期补、换水，尤其是作为奥运公园水面的景观水体的补充水，对实现绿色奥运及北京市景观水体建设和污水资源化利用具有重要意义。 清河再生水厂是在二级处理的基础上经过深度处理达到回用水的水质要求。其处理规模为8万m3/d，其中6万m3/d将主要作为奥运公园水面的景观水体的补充水，2万m3/d将向海淀及朝阳部分区域提供市政杂用水 本工程中，针对去除色度这个目的，采用了对于脱色非常有效的臭氧技术，臭氧投加量采用5mg/L，可根据实际来水情况进行调整，水质目标为出水色度≤15，具体工艺流程见图2。 2.3 清河再生水厂臭氧深度处理方案 臭氧处理工艺主要由气源系统、臭氧系统、水和臭氧的接触反应系统以及尾气处理系统四部分组成。 （1）气源系统 臭氧发生器的气源可以由空气、现场制备纯氧、购买商品液氧取得。由于清河再生水厂臭氧处理是在现有占地条件下的水质改善工程，工程实施受厂区占地面积限制，因此在气源方案选择上以尽量减少占地为宜。其臭氧生产规模属于中等，可采用液氧或现场制氧，考虑以液氧为气源可以不再新建制氧车间，且由于处理水量在不同季节有变化，采用液氧作为气源，可以很好地适应这种变化，不会受采用现场制氧设备最低制氧量的限制，因此采用液氧作为臭氧发生器的气源。 液氧温度区间：-182.9622°C至-222.65 °C之间，高于为气态，低于