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臭氧預(yù)氧化在廢水處理中的研究進展

文檔作者：胡葉亮1，喻敏英1，俞國軍2 文檔來源： 1．浙江仁欣環(huán)科院有限責(zé)任公司 2．寧波易科達環(huán)境科技有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月07日
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2017年第9期(總第144期)
紛i夏占平釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2017年9月
臭氧預(yù)氧化在廢水處理中的研究進展
胡葉亮1，喻敏英1，俞國軍2
(1．浙江仁欣環(huán)科院有限責(zé)任公司，浙江寧波315199；2．寧波易科達環(huán)境科技有限公司，浙江寧波315040)
摘要： 敘述了臭氧預(yù)氧化工藝研究概況，分析了臭氧預(yù)氧化工藝在廢水處理中的應(yīng)用及臭氧聯(lián)合技術(shù)的研究，探討
了臭氧預(yù)氧化在廢水處理應(yīng)用中存在的問題。
關(guān)鍵詞： 臭氧預(yù)氧化；廢水處理；研究進展
中圖分類號：X703 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095—0802一(2017)09—0118—02
Research Development of Ozone Pre-oxidation in Wastewater Treatment
HU Yelian91，YU Minyin91，YU Guojun2
(1．Zhejiang Renxin Environmental Sciences Research Institute Co．，Ltd．，Ningbo 315199，Zhejiang，China；2．Ningbo Yikeda
Environmental Technology Co．，Ltd．，Ningbo 315040，Zhejiang，China)
Abstract：This paper described the basic situation of the research on ozone pre-oxidation technology，analyzed the application of
ozone Dre—oxidation technology in wastewater treatment and the research of ozone combined technology and discussed the probl—
ems of ozone pre——oxidation existed in the application of wastewater treatment．
Key words：ozone pre—oxidation；wastewater treatment；research progress
O引言
近年來，生活污水越來越多，工業(yè)污水也逐漸增
多，如何正確治理、利用污水成為了大眾關(guān)注的重點
問題。只有正確利用廢水，緩解水資源緊缺的問題才
能得到解決。臭氧預(yù)氧化是廢水處理中的重要步驟，
所以對臭氧的研究應(yīng)更加重視。為了更好地研究該領(lǐng)
域、研究廢水處理，就應(yīng)及時了解目前研究的進展，
為以后發(fā)展做準(zhǔn)備。
1臭氧預(yù)氧化工藝研究概況
0。是一種氧化性強的強氧化劑，0。的凈水作用也
是全球公認的。0，可將廢水中有毒物質(zhì)及難以降解的
有機物分子部分斷裂，在廢水處理中有著顯著成績。
相關(guān)研究表明，廢水處理中使用的臭氧預(yù)氧化技術(shù)是
進一步處理的前提，為之后的處理提供了很好的保證，
可以說，臭氧預(yù)氧化有著重要意義和光明前景。以前
只是在飲用水消毒中使用0，作凈化，但經(jīng)過不斷試驗
開始將0，加入到廢水處理中，效果十分顯著。
臭氧預(yù)氧化對水體有著很大影響。0，能很大程度
去除有機物，但也有專家認為0，對水質(zhì)造成了另一種
破壞。此外，0，還影響著廢水酸堿度、內(nèi)部物質(zhì)濃度
等，所以臭氧預(yù)氧化是一項較為復(fù)雜的研究，還需更
多努力。雖然國內(nèi)外專家有許多關(guān)于0，性質(zhì)的研究，
但仍不能給出明確結(jié)論，還處于研究階段，進展也在
不斷前進，未來發(fā)展還有很大空間[1]。
1．1生物活性炭工藝
臭氧生物活性工藝的原理是將0，通過化學(xué)反應(yīng)與
收稿日期：2017—04—26
第一作者簡介：胡葉亮，1983年生，男，浙江寧海人，2008年畢
業(yè)于河海大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，碩士，工程師。
·118·
活性炭等形成有吸附作用的過濾器，這種工藝能將降
解技術(shù)與吸附作用結(jié)合在一起，有效提高過濾效果。臭
氧生物活性炭的優(yōu)點是費用低，對有機物等難以去除
的物質(zhì)去除效率高，且效果持續(xù)，能使用較長時間。廢
水經(jīng)過臭氧氧化，將其中的大分子有機物降解為小分
子，并產(chǎn)生更多O：，使有機物更容易被活性炭吸附，
同時為水內(nèi)微生物提供營養(yǎng)。微生物在活性炭上生長
形成生物膜，降解小分子，活性炭使用壽命無形中增
長?；钚蕴勘旧砜障断鄬^大，過濾效果必定沒有長
出生物膜的活性炭效果好，這種組合通過不斷實踐也
充分表現(xiàn)了其優(yōu)勢。O，和活性炭結(jié)合在一起是一種新
形式，通過與其他物質(zhì)比較，在相同條件下產(chǎn)生使活性
炭效果更活躍的現(xiàn)象，利用不同量活性炭也可作為比
較。實踐證明，不同O，的投人量都使O，效果相同[21。
1．2曝氣生物濾池工藝
曝氣生物濾池早在20世紀(jì)就已開始使用，這種工
藝占地面積小、處理效果好，且能實現(xiàn)智能自動化操
作，近年來成為研究重點。生活污水經(jīng)過生化處理后有
機物在水中殘留的都是難以降解部分，O。加入使得這
些物質(zhì)成功降解，使該工藝有了突破性進展，也讓相
關(guān)技術(shù)有了新的研究方向。O，將廢水色度明顯降低，
除色效果好且提高廢水可生化性。
1．3混凝處理工藝
O，作為天然強氧化劑的主要作用就是氧化水中物
質(zhì)，產(chǎn)生無毒物質(zhì)，近些年，臭氧預(yù)氧化技術(shù)迅速發(fā)
展，已開始與多種技術(shù)結(jié)合在一起，發(fā)展成更有價值的
復(fù)合技術(shù)。臭氧預(yù)氧化與混凝處理工藝聯(lián)合在一起，形
成更好的解決辦法，大大改善了廢水水質(zhì)，實現(xiàn)廢水再
利用。
萬方數(shù)據(jù)
2017年第9期胡葉亮，等：臭氧預(yù)氧化在廢水處理中的研究進展2017年9月
根據(jù)相關(guān)研究報道，0。還可將混凝劑絮凝效果提
高，幫助人們在工業(yè)廢水上處理得更好?；炷に囍?
前使用臭氧預(yù)氧化技術(shù)使得混凝劑用量減少，取得更
好的處理結(jié)果，這是中國近年來科研成果之一，是具
有很大價值的研究。在混凝技術(shù)與臭氧預(yù)氧化結(jié)合在
一起后，生活污水和工業(yè)廢水都有了更大的利用空間，
解決了許多地方缺水問題，再生水用在許多需要的地
方，給人們生活帶來了許多好處【3]。
2臭氧預(yù)氧化工藝在廢水處理中的應(yīng)用
隨著臭氧預(yù)氧化技術(shù)的不斷使用，廢水治理有了
新途徑。盡管目前來講廢水處理還是環(huán)境保護難點，
但已有了很大進步，多地開始設(shè)立廢水處理設(shè)施，不
再放任廢水流進河里。臭氧預(yù)氧化使廢水處理變得更
容易達標(biāo)。臭氧預(yù)氧化在廢水處理中的應(yīng)用變得越來
越重要，有必要了解一下。
2．1 醫(yī)藥農(nóng)藥廢水的處理
大多數(shù)醫(yī)藥廢水和農(nóng)藥廢水的可生化性都很差，
因為其中存在很多化學(xué)物質(zhì)，而基本處理辦法雖然費
用低但很難有作用，所以可先用臭氧預(yù)氧化工藝處理，
這樣就提高了廢水的可生化性，為之后生物處理降低
了難度。通過實踐，發(fā)現(xiàn)臭氧預(yù)氧化工藝的效果非常
明顯，有效改善了廢水的可生化性。農(nóng)藥廢水是難以
直接利用的廢水，如果農(nóng)藥廢水能再利用將會很大程
度上節(jié)約資源，而臭氧預(yù)處理使這項難題變得容易。
臭氧預(yù)氧化將農(nóng)藥廢水中有毒物質(zhì)降解，去除率大大
提高，有效解決農(nóng)藥處理的最大問題。
2．2印染廢水的處理
印染廢水成分復(fù)雜，無論是色度還是其中有毒物
質(zhì)的含量都比較高，所以是很難處理的廢水。印染廢
水中所含有機物大多數(shù)都有有色基團和不飽和鍵，而
0，能將這些不飽和鍵斷開，形成較小的分子，使這些
不飽和鍵不再能形成有色分子，所以0，也是印染廢水
處理的必要物質(zhì)。利用0，與染料反應(yīng)，處理后可觀察
到色度降低到o。大量實踐證明，常規(guī)處理工藝之前加
入臭氧預(yù)處理能將有色基團破壞，從而去除色度，0，
在這里起到了重要作用。
2．3垃圾滲濾液的處理
垃圾滲濾液是垃圾場填埋時通過重力流下的液體，
這主要是降雨或垃圾本身所含液體，滲濾液酸堿度較
高，污染性極強，一旦滲透就可能對周邊環(huán)境造成極
大危害。隨著人口密度增大，城市化也越來越快，生
活垃圾積攢越來越多，垃圾滲濾液成為主要問題。相
關(guān)專家進行技術(shù)試驗，用0，氧化溶液后，有效地將溶
液內(nèi)有機物降解，經(jīng)濟適用，其中有毒物質(zhì)去除率大
大提高。
2．4芳香族化合物廢水的處理
芳香族化合物是許多工業(yè)廢水中常見的物質(zhì)，這
種物質(zhì)危害很大，所以需從廢水中去除，也是廢水治
理的重點。0，氧化后，生物降解性提高，與其他凈化
工藝結(jié)合在一起，取得更好的效果，水中含酚量降低到
幾乎沒有。在以后的研究中，臭氧預(yù)氧化將是一個主要
研究方向，定會給中國廢水治理帶來更多的好處陽。
3臭氧聯(lián)合技術(shù)的研究
臭氧聯(lián)合技術(shù)是根據(jù)0，的強氧化性與其他凈化工
藝聯(lián)合在一起，更好地解決難降解物質(zhì)和有毒物質(zhì)的
辦法。根據(jù)不同廢水不同特性選擇不同辦法，從而達
到更好的效果。接下來介紹幾種臭氧聯(lián)合技術(shù)。
3．1超聲波技術(shù)
超聲波技術(shù)能將廢水中難以降解的物質(zhì)分解，與
0，聯(lián)合使用能將降解率提升。超聲波使0，氧化反應(yīng)進
行更快，起到加速作用，反應(yīng)更加完全，去除率更高。
0。與超聲波同時使用，起到聯(lián)合作用，廢水中染色迅
速褪去。
3．2電解處理聯(lián)合技術(shù)
電解處理聯(lián)合技術(shù)的優(yōu)點是效果明顯、經(jīng)費少、實
用性強，所以很多廢水治理都采用這種辦法。實驗中
使用了電化學(xué)法、催化氧化法等，再使用0，進行反應(yīng)。
電解與0，聯(lián)合起來，達到更好的染料廢水處理結(jié)果，
這是技術(shù)進步的表現(xiàn)，也是技術(shù)進步的過程。
3．3催化臭氧化技術(shù)
催化氧化技術(shù)是近年來用于臭氧單獨氧化的基本
方法。臭氧催化是一種長遠的發(fā)展途徑。多種化學(xué)物
質(zhì)能將0。作為催化劑進行反應(yīng)，再利用光催化氧化法
降解難以降解的物質(zhì)，達到凈化作用。金屬催化作用
也是其中的一種催化工藝，可通過不同的催化反應(yīng)進
行降解同。
3．4氧化技術(shù)
氧化技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，在氧
化中可產(chǎn)生氧化能力更強的活性基團，在以后的研究
方向中也能有效幫助未來的研究。臭氧預(yù)氧化技術(shù)以
后的發(fā)展會更好地解決污染物，是經(jīng)濟發(fā)展的正確發(fā)
展方向。
4臭氧預(yù)氧化在廢水處理應(yīng)用中存在的問題
4．1理論不完善
臭氧氧化技術(shù)在以后的發(fā)展中會有更多關(guān)注，但
對0，與許多物質(zhì)反應(yīng)的具體細節(jié)還不能下更明確的結(jié)
論，如果要進一步研究就要在理論上進行突破。只有
理論上更加完善，0，研究和聯(lián)合技術(shù)才能發(fā)展得更好。
4．2 0，使用量不明確
在相關(guān)研究中，臭氧氧化技術(shù)運用還有待提高，其
中0，的投入量對廢水影響很大，但最佳投入量還不明
確，對后續(xù)處理還有不利影響，應(yīng)繼續(xù)研究，根據(jù)不同
情況改變使用量，讓反應(yīng)更加完全。
4．3 0，性質(zhì)不穩(wěn)定
0?；瘜W(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定是目前的研究結(jié)果，還不能完
全控制0。的反應(yīng)。催化是中國科研事業(yè)的重點研究項
目，而其性質(zhì)不穩(wěn)定是需解決的首要。選擇哪種催化
(下轉(zhuǎn)131頁)
·119-
萬方數(shù)據(jù)
2017年第9期楊洪勇：礦井建設(shè)中軟巖巷道施工技術(shù)研究2017年9月
3礦井建設(shè)中的軟巖巷道施工技術(shù)分析
3．1礦井建設(shè)中軟巖巷道掘進結(jié)構(gòu)在揭露前的施工技
術(shù)分析
在礦井建設(shè)中，軟巖巷道掘進結(jié)構(gòu)在揭露前使用
施工技術(shù)時，應(yīng)該正確把握注漿階段與手段。如在巷
道與松散巖體接近時或在含水的結(jié)構(gòu)揭露時，應(yīng)該通
過工作面巖冒的手段進行注漿工作，從而達到固結(jié)松
散巖體與封堵含水結(jié)構(gòu)的效果。在進行松散巖體注漿
加固時，這種情況選好探眼實施注漿非常重要。此外，
應(yīng)該留一些探眼，讓其發(fā)揮探眼孔的作用。如果巷道
有很大的斷面，此時就應(yīng)該對周邊眼進行加密，最好
將周邊眼之間的距離控制在100 mm～150 mm。對水構(gòu)
造進行封堵時，如果此時已經(jīng)探出探眼里的水，就沒有
必要對其他探眼施工，只需要將這個探眼充當(dāng)注漿孔使
用就可以，且用這一個探眼進行封堵含水結(jié)構(gòu)便可。
3．2礦井建設(shè)中軟巖巷道掘進結(jié)構(gòu)在揭露后的施工技
術(shù)分析
在礦井建設(shè)中，軟巖巷道掘進結(jié)構(gòu)在揭露后使用
施工技術(shù)時，所要注意的要點相對較多，若沒有細致
了解與分析地質(zhì)狀況，或缺乏豐富的鑿巖經(jīng)驗，那么
就很容易影響判斷，出現(xiàn)判斷錯誤的現(xiàn)象，導(dǎo)致出現(xiàn)
構(gòu)造被揭露或斷層的現(xiàn)象發(fā)生，嚴重的還會冒落巷道
頂板松散巖體，從而涌出很多地下水，給施工帶來非
常大的難度。所以，為了防止這種情況的發(fā)生，應(yīng)該
在選取施工方案時采用科學(xué)的選擇方法，在冒落松散
巖體的固結(jié)方面，應(yīng)當(dāng)使用科學(xué)的封堵方法。具體將
其分為以下四點：a)混凝土注漿墻施工。首先要清理
工作面，讓注漿墻與工作邊之間的距離最大可能地縮
小，隨后進行注漿墻的施工工作。由于鋼筋混凝土可
以增加整個墻面的承載力度，所以在整個施工的過程
中可以使用鋼筋混凝土，施工時還可以摻入水泥復(fù)合
早強劑提高混凝土的強度，這樣還可以縮短施工的時
間；b)在注漿管敷設(shè)工作時，應(yīng)該使注漿管的管口伸
塊時，一般時間應(yīng)控制在混凝土止?jié){7 d后再開始注
漿。一般使用的是水玻璃雙液漿，并且應(yīng)當(dāng)注意配比，
漿液的擴散范圍應(yīng)該達到巷道掘進輪廓以外2 cm～3 em
的距離，從而實現(xiàn)更加有效的封堵，在注漿結(jié)束以后，
要達到靜水壓的2．5倍～3倍；c)掘進施工，一般情況是
在固結(jié)注漿后3 d再進行巷道施工工作，其原因在于為
了避免巷道頂板出現(xiàn)巖體冒落的現(xiàn)象，所以，必須拆
除掉混凝土止?jié){墻，還要嚴格把控所裝藥量，防止固
結(jié)體在爆破震動時遭到破壞。在進行固體結(jié)構(gòu)的挖掘
時，一般要預(yù)留光爆層；d)巷道支護。起初在進行支
護時，一定要結(jié)合實際情況，使用科學(xué)的支護方法，
確認支架的剛度，還要保證其柔性也要符合規(guī)定，這
樣一來才能充分發(fā)揮圍巖的自承能力，且避免在壓力
的作用下破壞支架。為了保證巷道的安全性與穩(wěn)定性
需進行二次支護，這樣可以充分發(fā)揮出其支護作用。
一般情況下將砌筑支護或錨噴支護當(dāng)作二次支護，方
便控制二次支護的時間。但如果巖層相對來說比較高，
只采用一種支護的方式，若很難實施一種支護方式，
就應(yīng)該考慮聯(lián)合支護的方式[3】。
4結(jié)語
軟巖巷道技術(shù)的實施作為礦井建設(shè)的一項重要工
作，它能否順利進行會直接影響礦井的安全運作，所
以必須提高軟巖巷道技術(shù)的重視程度，及時發(fā)現(xiàn)此技
術(shù)在工作中容易出現(xiàn)的問題，認真分析，找到最佳的
解決方式。每一施工環(huán)節(jié)都應(yīng)認真把關(guān)，采用科學(xué)的
施工方式對待此項工作，確保礦井建設(shè)工作安全進行。
參考文獻：
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筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015(341：293．
[2]王森，孫進，社敬彬，等．礦井建設(shè)中軟巖巷道掘進施工技
術(shù)研究[J]．建材與裝飾，2016(㈣：218—219．
[3] 曹學(xué)林．基于復(fù)雜應(yīng)力軟弱圍巖的礦井建設(shè)支護研究[J]．山
西焦煤科技，2016(3)：28—30．
入到巷道輪廓線外的構(gòu)造里面。在注漿封水與固結(jié)巖(責(zé)任編輯：季鑫)
◇●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●(>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>‘◇●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●
(上接1 1 9頁)
劑、如何使用，是臭氧預(yù)氧化在廢水處理應(yīng)用中存在
問題的重點。
4．4處理成本高
0，的處理成本高也是廢水處理應(yīng)用中存在的問題。
臭氧技術(shù)推廣及相關(guān)實驗都需要較高的經(jīng)費，在以后研
究中也應(yīng)將降低經(jīng)費作為研究考慮范圍，這樣才符合中
國可持續(xù)發(fā)展的目的。0，處理成本高是不可忽視的問
題，要重視起來，將如何降低成本作為課題進行探討。
5結(jié)語
0，是氧化性極強的氧化劑，應(yīng)利用這種性質(zhì)進行
廢水處理工藝，為中國廢水治理找到更好的解決辦法。
在中國目前的研究中，臭氧預(yù)氧化在廢水處理中的研
究已有了很大進步，將廢水的可生化性提高。臭氧預(yù)
氧化與其他處理工藝結(jié)合，起到更好的作用，是一項
具有未來發(fā)展?jié)摿Φ奶幚砑夹g(shù)，對中國環(huán)境有著很大
影響，應(yīng)將其重視起來。
參考文獻：
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水，2012(9)：23—24．
(責(zé)任編輯：高志鳳)

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