臭氧催化氧化技術的應用

孫鵬(遼河油田錦州采油廠集輸大隊， 遼寧 錦州 121207)

臭氧催化氧化技術的應用

孫鵬(遼河油田錦州采油廠集輸大隊， 遼寧 錦州 121207)

通過采用臭氧催化氧化技術對現有污水進行處理，其處理后污水COD指標達到遼寧省污水排放標準，解決集輸系統含油污水外排的難題。臭氧催化氧化技術主要是利用固體催化劑和臭氧氣體在常壓下與污水氧化反應，催化劑促進了臭氧的催化分解和羥基自由基的產生，經臭氧催化氧化處理后去除COD效果明顯，效果達到30%以上。提高出水可生化性，反應迅速，固體催化劑可以保持3-5年以上，同時尾氣處理系統能快速分解系統出水中的臭氧，減少二次污染和臭氧外泄的危害。

含油污水;臭氧;固體催化劑

錦采污水處理廠治理工程主要處理歡三聯剩余含油污水，水源來自歡三聯常規和深度污水處理站浮選機來水，設計處理規模15000m3/d，處理后達到《遼寧省污水綜合排放標準》，COD≤50mg/l。

錦采污水處理廠工程的核心處理工藝綜合生化池和臭氧催化池，綜合生化池包括水解酸化、接觸氧化兩部分，目的是降低含油污水中的COD，處理后污水COD≤96.8mg/l。

臭氧催化池為污水站最終處理工藝設備，采用鋼筋混凝土結構，共2座，每座有效容積1850m3，并聯運行。該工藝池內填充金屬離子負載催化劑，在催化劑的作用下，通入臭氧氣體去除水中COD的目的，處理后污水COD≤50mg/l，達到遼寧省外排標準，污水處理后合格外排。

1 臭氧催化氧化技術原理

臭氧催化氧化技術源于臭氧具有強氧化性，能氧化廢水中的有機物，配合催化劑的強吸附性，催化劑以固態存在，催化劑促進了臭氧的催化分解和羥基自由基的產生，加速了臭氧的氧化反應，經臭氧催化氧化處理后污水去除COD效果明顯，效果達到30%以上。它同時能較為有效地解決有機物降解不完全的問題。多相催化氧化法利用固體催化劑在常壓下加速含油污水的氧化反應，簡化了處理流程，COD處理效果良好。

2 臭氧催化氧化池的技術創新點

2.1 臭氧催化氧化池作用

臭氧催化氧化池作為污水處理廠整個工藝系統的最終處理單元，其主要作用是去除水中的COD，最終合格外排。生化池出水經過濾泵(來水含油1.68mg/L，懸浮物17.32mg/L，COD96.8mg/L)進入臭氧催化氧化池，在臭氧和多相固體催化劑的反應下降低污水中的COD，污水出口COD下降到50mg/L。

2.2 臭氧催化池技術介紹

(1)固體催化劑。多相催化劑主要有三種作用。一是吸附有機物，當水與催化劑接觸時，水中的有機物首先被吸附在這些催化劑表面，形成有親和性的表面螯合物，使臭氧氧化更高效。二是催化活化臭氧分子，能有效活化臭氧分子，臭氧分子在這類催化劑的作用下分解產生羥基自由基之類有強氧化性的自由基。三是吸附和活化協同作用，多相催化劑既能高效吸附水中有機污染物，又能催化臭氧分子，產生高氧化性的羥基自由基。

(2)臭氧催化氧化池結構。臭氧催化氧化池裝置，該裝置廢水處理流程包括臭氧催化劑流化池和臭氧催化劑濾池，催化劑主要為氧化鋁，廢水和臭氧氣體從池底向上流過催化劑流化池。廢水自上向下在流入催化劑濾池，臭氧可以進一步氧化廢水中的有機物，有機物被吸附在催化劑的表面，降低處理廢水中的COD。

(3)自動反洗和尾氣收集系統。臭氧催化劑濾池有自動反洗設置，避免有機物與催化劑黏連，反洗后的廢水排入反吸水池處理，臭氧催化氧化池產生的臭氧尾氣經過尾氣消除系統處理后才可排放，避免了對人體和臭氧外泄的危害。

2.3 臭氧催化氧化的影響因素

(1)臭氧濃度。由于臭氧在水中的溶解度比較小，改變水中臭氧的濃度，進而影響臭氧氧化的效果。(2)污水的PH。污水的PH值對臭氧氧化作用有直接的影響。在酸性和中性條件下，臭氧的氧化作用以直接氧化為主，其氧化能力較弱。(3)污水的溫度。體系溫度對反應速率有明顯的影響，溫度升高有助于提高臭氧分子在水溶液中分解產生羥基自由基，但溫度過高臭氧還原速度過快分解為氧氣的速度也在增快。

2.4 注意事項

(1)冬夏季運行時，注意水溫變化，冬季水溫應不低于15℃，夏季水溫不高于40℃。(2)要嚴格控制來水水質，特別是采出液中化學藥劑，酸性物質，殺菌劑，特別是采油用壓裂液、酸化液等。每天檢測PH值，保持PH值7-8.5，弱堿性。

3 現場應用情況及效果評價

污水處理COD指標合格。污水處理站設計能力15000m3/ d， 目前處理量6500m3/d，生化出水COD穩定為96.8mg/L，2016年9月投用后端新的臭氧催化氧化系統后外排出水COD＜50mg/L達到了遼寧省排放標準。

4 結論與建議

(1)現場實際生產表明，采用生化技術，能夠使采油廠含油污水經過生化處理后，達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》一級排放標準。后端采用了臭氧催化氧化技術達到了遼寧省排放標準。解決了采油廠污水外排的難題，滿足了現場生產的需要。

(2)生化系統應用中必須保證處理水量穩定，來水水質穩定，如果綜合生化池出水COD＞100mg/l，影響處理效果。

(3)使用液氧為臭氧發生器的氧氣源。

(4)由于污水中含硅離子，易在臭氧出氣孔處形成二氧化硅結晶，堵塞出氣孔，應對臭氧出氣孔進行結構改良。

孫鵬(1987- )，男，助理工程師，從事行業：油氣集輸。