臭氧催化氧化技术的应用

孙鹏(辽河油田锦州采油厂集输大队， 辽宁 锦州 121207)

臭氧催化氧化技术的应用

孙鹏(辽河油田锦州采油厂集输大队， 辽宁 锦州 121207)

通过采用臭氧催化氧化技术对现有污水进行处理，其处理后污水COD指标达到辽宁省污水排放标准，解决集输系统含油污水外排的难题。臭氧催化氧化技术主要是利用固体催化剂和臭氧气体在常压下与污水氧化反应，催化剂促进了臭氧的催化分解和羟基自由基的产生，经臭氧催化氧化处理后去除COD效果明显，效果达到30%以上。提高出水可生化性，反应迅速，固体催化剂可以保持3-5年以上，同时尾气处理系统能快速分解系统出水中的臭氧，减少二次污染和臭氧外泄的危害。

含油污水;臭氧;固体催化剂

锦采污水处理厂治理工程主要处理欢三联剩余含油污水，水源来自欢三联常规和深度污水处理站浮选机来水，设计处理规模15000m3/d，处理后达到《辽宁省污水综合排放标准》，COD≤50mg/l。

锦采污水处理厂工程的核心处理工艺综合生化池和臭氧催化池，综合生化池包括水解酸化、接触氧化两部分，目的是降低含油污水中的COD，处理后污水COD≤96.8mg/l。

臭氧催化池为污水站最终处理工艺设备，采用钢筋混凝土结构，共2座，每座有效容积1850m³，并联运行。该工艺池内填充金属离子负载催化剂，在催化剂的作用下，通入臭氧气体去除水中COD的目的，处理后污水COD≤50mg/l，达到辽宁省外排标准，污水处理后合格外排。

1 臭氧催化氧化技术原理

臭氧催化氧化技术源于臭氧具有强氧化性，能氧化废水中的有机物，配合催化剂的强吸附性，催化剂以固态存在，催化剂促进了臭氧的催化分解和羟基自由基的产生，加速了臭氧的氧化反应，经臭氧催化氧化处理后污水去除COD效果明显，效果达到30%以上。它同时能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。多相催化氧化法利用固体催化剂在常压下加速含油污水的氧化反应，简化了处理流程，COD处理效果良好。

2 臭氧催化氧化池的技术创新点

2.1 臭氧催化氧化池作用

臭氧催化氧化池作为污水处理厂整个工艺系统的最终处理单元，其主要作用是去除水中的COD，最终合格外排。生化池出水经过滤泵(来水含油1.68mg/L，悬浮物17.32mg/L，COD96.8mg/L)进入臭氧催化氧化池，在臭氧和多相固体催化剂的反应下降低污水中的COD，污水出口COD下降到50mg/L。

2.2 臭氧催化池技术介绍

(1)固体催化剂。多相催化剂主要有三种作用。一是吸附有机物，当水与催化剂接触时，水中的有机物首先被吸附在这些催化剂表面，形成有亲和性的表面螯合物，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，臭氧分子在这类催化剂的作用下分解产生羟基自由基之类有强氧化性的自由基。三是吸附和活化协同作用，多相催化剂既能高效吸附水中有机污染物，又能催化臭氧分子，产生高氧化性的羟基自由基。

(2)臭氧催化氧化池结构。臭氧催化氧化池装置，该装置废水处理流程包括臭氧催化剂流化池和臭氧催化剂滤池，催化剂主要为氧化铝，废水和臭氧气体从池底向上流过催化剂流化池。废水自上向下在流入催化剂滤池，臭氧可以进一步氧化废水中的有机物，有机物被吸附在催化剂的表面，降低处理废水中的COD。

(3)自动反洗和尾气收集系统。臭氧催化剂滤池有自动反洗设置，避免有机物与催化剂黏连，反洗后的废水排入反吸水池处理，臭氧催化氧化池产生的臭氧尾气经过尾气消除系统处理后才可排放，避免了对人体和臭氧外泄的危害。

2.3 臭氧催化氧化的影响因素

(1)臭氧浓度。由于臭氧在水中的溶解度比较小，改变水中臭氧的浓度，进而影响臭氧氧化的效果。(2)污水的PH。污水的PH值对臭氧氧化作用有直接的影响。在酸性和中性条件下，臭氧的氧化作用以直接氧化为主，其氧化能力较弱。(3)污水的温度。体系温度对反应速率有明显的影响，温度升高有助于提高臭氧分子在水溶液中分解产生羟基自由基，但温度过高臭氧还原速度过快分解为氧气的速度也在增快。

2.4 注意事项

(1)冬夏季运行时，注意水温变化，冬季水温应不低于15℃，夏季水温不高于40℃。(2)要严格控制来水水质，特别是采出液中化学药剂，酸性物质，杀菌剂，特别是采油用压裂液、酸化液等。每天检测PH值，保持PH值7-8.5，弱碱性。

3 现场应用情况及效果评价

污水处理COD指标合格。污水处理站设计能力15000m3/ d， 目前处理量6500m3/d，生化出水COD稳定为96.8mg/L，2016年9月投用后端新的臭氧催化氧化系统后外排出水COD＜50mg/L达到了辽宁省排放标准。

4 结论与建议

(1)现场实际生产表明，采用生化技术，能够使采油厂含油污水经过生化处理后，达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准。后端采用了臭氧催化氧化技术达到了辽宁省排放标准。解决了采油厂污水外排的难题，满足了现场生产的需要。

(2)生化系统应用中必须保证处理水量稳定，来水水质稳定，如果综合生化池出水COD＞100mg/l，影响处理效果。

(3)使用液氧为臭氧发生器的氧气源。

(4)由于污水中含硅离子，易在臭氧出气孔处形成二氧化硅结晶，堵塞出气孔，应对臭氧出气孔进行结构改良。

孙鹏(1987- )，男，助理工程师，从事行业：油气集输。