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臭氧发生器系统对制革废水预处理及深度处理的作用

发布时间:2017-08-31

一、方案介绍
  制革是指将生皮鞣制成革的过程,生产过程中产生大量的工业废水,成份复杂,是较难处理的废水之一。传统的污水处理工艺后,COD、BOD等指标能满足排放标准,但对色度的彻底去除比较困难。臭氧被人类的利用已有超过百年历史,作为极强的氧化物质,针对制革废水排放色度不达标,有立竿见影的效果。臭氧氧化方案以臭氧氧化为核心,有以下优点:
  1、脱色效果好
  制革废水有色度主要是因为含有大量的发色团状分子、长链分子,臭氧是自然界仅次于氟的强氧化剂,氧化还原电位极高;臭氧的氧化具有选择性,会优先与废水中的长链分子、发色基团发生反应,开环破链,将其氧化为无色的小分子,达到脱色效果。
  2、投资成本低
  该方案不会对原方案做任何改动,基本不会增加土建工程成本;而且臭氧的原料气
  体来源于空气,不需要添加任何昂贵的药剂,也是十分方便的。
  3、占地面积小
  臭氧的脱色反应非常迅速,因此废水的停留时间少,臭氧曝气池的占地面积很小,
  甚至仅需用臭氧反应罐就能满足方案的要求。
  二、制革废水介绍
  2.1、制革废水特点
  制制革废水由强碱性的浸灰脱毛废水和弱酸性的鞣革废水组成,废水中含有高浓度的鞣料、氯化物、硫化物、表面活性剂、化学助剂、油脂、蛋白质及SS等污染物;混合废水呈碱性,外观浑浊,有难闻气味,水质水量随时间变化很大。一般情况下,综合废水的COD3000~4000mg/L、BOD1500~2000mg/L、SS2000~4000mg/L、S2-50~100mg/L、Cr3+80~100mg/L。制革废水的可生化较好,一般均可采用生化法处理。但废水中常含有硫化物和铬离子,会对微生物产生抑制,故要充分重视预处理的作用,所以在制革废水的治理中,一般均采“物化—生化”组合工艺。制革废水的特点是成分复杂、色度深、悬浮物多、耗氧量高、水量大。悬浮物:为大量石灰、碎皮、毛、油渣、肉渣等。
  CODcr:在皮革加工过程中使用的材料大多为助剂、石灰、硫化钠、铵盐、植物鞣剂、酸、碱、蛋白酶、铬鞣剂、中和剂等,故COD含量大。
  BODs:可溶性蛋白、油脂、血等有机物。
  硫:主要是在浸灰过程中使用硫化钠所产生的硫化物。
  铬:是在铬鞣制中所排出的铬酸废水液
  2.2、臭氧介绍
  臭氧是一种强氧化剂,氧化能力仅次于氟,其氧化还原反应式和标准电极电位为:
  O2+2H++2e=O2+H2OEO=+2.07(V),废液中的色素多为有机物,臭氧可以迅速氧化分解这些有机物。臭氧与废水中的有机物反应极为复杂,它主要通过两个途径,即直接氧化反应(D反应),和臭氧分解产生羟基自由基(OH.)(R反应)。臭氧氧化过程经废液中某些溶解物质诱发,而产生一系列的自由基,如O2-、O3-、HO2-、OH.等,新生态的自由基与废液中的有机物上的生色基团和双键快速发生反应。因此可理由其极强的氧化能力破坏废液中的发色基团,从而达到脱色目的。臭氧技术在废水处理中的应用如图
  类别污染物臭氧化方法
  无机物Fe2+、Mn2+、、Hg、NH3CN-、SCN-H2SO3O3/金属催化O3/ACCA
  染料蒽醌璜酸、直接菊黄、刚果红、橙I、酸性红G、酸性橙Ⅱ、酸性媒介深黄GG含璜酸萘第中间体废水印染废水O3O3+H2O2O3+絮凝
  含氮化合物苯并三唑、三唑、三嗪、5种硝基苯对硝基氯苯5种硝基苯酚、尿嘧啶、巴比土酸、已内酰脲、喹喔啉肼O3O3/UV,H2O2O3O3UV,O3/H2O2/UV
  醇酚醛酸苯酚、二甲苯酚脂肪羧酸和醇苯酚、小分子羧酸及醛聚乙氧基壬基酚、苯基丙烯酸、3,4-二羟基苯甲酸,聚乙氧基醇,邻氯苯酚O3/UVO3/UVO3/UVO3
  其他腐殖质、硫酯、硫基二乙酸,牛皮纸厂废水,屠宰场废水、α蒎三氯乙烯、四氯乙烯二烷灰黄酶酸、蛋白质、二糖酶藻类和农药O3O3/UV,O3+H2O2/UVO3/H2O2,O3/TiO2O3+絮凝+O3,O3/H2O2O3/UV粉末活性炭
  三.臭氧氧化工艺流程设计
  3.1.工艺流程示意图

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  有色度废水
    O3
  3.2臭氧反应罐(池)设计
  3.2.1反应罐的设计
  根据臭氧气体上升流速,气水溶解1比10,以及个文献和实验数据,臭氧最佳反应时间应保持在30min到60min左右,所以当处理水量在10t/h~50t/h的时候,可以采用不锈钢反应罐来进行臭氧脱色反应。根据经验建议采用一平方米布置1个曝气盘,为了更好的达到臭氧曝气均匀效果,5μm曝气盘零压下通气量为15m³,3μm曝气盘零压下通气量10m³,1μm曝气盘零压下通气量4m³。设计采用5个3μm钛曝气盘。曝气盘平均分布于罐底,水平保持一致。

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  3.2.2反应池的设计
  当处理水量>50t/h的时候,考虑停留时间最少需要30min,不锈钢体反应罐过大,建议采用钢筋混凝土结构的水池,高度保持在7米以上。当水池底面积够大,水池够高时,曝气盘曝气以扇形扩散,可以根据曝气厂家建议一平方米布置一个5μm曝气盘,没四个分为一组曝气,通过流量计和阀门控制支气管流量,达到每组曝气系统均匀分布的效果

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  3.3.臭氧发生系统流程示意图

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  四、核心产品介绍
  板式臭氧发生器是利用介质阻挡放电原理、微间隙放电设计的高频臭氧发生器。产品浓度高、稳定性好,各项技术指标达国际水平,是工业级臭氧发生器的理想选择。
    发生器特点:板式臭氧发生器具有臭氧浓度高.能耗低、体积小、组合方便、运行可靠。维修方便等特点。通过调整产品的频率.功率.臭氧的浓度、组合单元数量等技术参数,可形成适用于生活饮用水处理、污水处理.化工氧化、脱硫脱销、香料生产、泳池水净化.渔业(禽类)养殖.医疗卫生.臭氧家电等行业.
    安全稳定性:板式系列臭氧发生器放电室采用非压力容器设计,不会有爆炸现象产生,所有放电单元不需要放置于压力容器中,采用模块集成方案,有效提高用户使用臭氧系统的安全性稳定性.可靠性,每一个模块相互独立的,当其中一个模块发生器出现问题时,不影响整个臭氧发生器的工作,可以确保用户24小时使用不停机。
    运行成本低:臭氧发生器采用高频电源,通过提高频率减小了变压器的体积,从而减小了变压器本身的损耗,更好地实现了节能降耗。功率因数可以达到0.97。单位功耗优于同类产品水平在浓度150mg/L时,单位电耗小于7.5kw,运行3000小时后与传统管式臭氧发生器相比,节电可达20-35%。
    独特的结构设计:使放电间隙<0.2mm,有助于气体散热和提高微放电密度,从而提高臭氧产率及浓度。臭氧发生器产生臭氧浓度可以稳定在150~200mg/L,高于《臭氧系统设备选用指南》中所要求的标准。发生器的放电室是板式结构,板式结构的优势在于容易实现模具化生产、高精度加工、面与面间紧密结合的小体积结构,便于维修保养,各个部件都可独立互换、且性能不受影响,为模块化集成提供了可靠保证。
    独特的专有技术:短间隙放电,双电极高效冷却,放电单元状态独立显示,非容器式结构,高出气口气体压力(可达2bar),功率及臭氧产量可在0~100%范围内连续可调,高频高压(IGBT)电源,可组合模块集成结构(体积、占地面积仅有其他产品的几分之一),极强抗震性(特别适合车载、船载……运动物体上使用),无加氮装置(零氮氧化物产生)。
    五、产品特点
    臭氧具有很强的氧化力,目前是已知最强的氧化剂之一。臭氧在污水处理中的用途是最广泛的,其原理都是利用的臭氧的强氧化性。臭氧分解后,分解为氧气,无二次污染。不会产生污泥残渣,没有投加外来药剂或物质,没有原料运输及存储的麻烦,不更改任何原有设施。臭氧制造和使用方便,用臭氧进行制革废水的脱色已经成为现代高级氧化技术运用领域的一个热点。
   板式模块集成臭氧发生器设备的优势:
    1、运行成本低:IGBT高频电源,减小压力器损耗,比同类臭氧发生器节能30%左右;
    2、寿命长:设备寿命高于20年以上,核心部件永不衰减;
    3、体积小、便于检修,设备体积小于同类产品的1/3;
    4、采购成本低:无需备用设备,更无需停机维修检修;
    5、安全性高:非压力容器、高频高压军工电源;
    6、稳定性、可靠性高:模块集成设计;
    7、臭氧浓度高:独特的结构设计,放电间隙<0.2mm;
    8、浓度不衰减:电极表面采用特殊的陶瓷釉化处理工艺;
    9、操控方便:不同臭氧产量可通过模块化方式实现。