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臭氧预氧化在废水处理中的研究进展

文档作者：胡叶亮1，喻敏英1，俞国军2 文档来源： 1．浙江仁欣环科院有限责任公司 2．宁波易科达环境科技有限公司		点击数：	更新时间： 2024年07月07日
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2017年第9期(总第144期)
纷i夏占平钍
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2017年9月
臭氧预氧化在废水处理中的研究进展
胡叶亮1，喻敏英1，俞国军2
(1．浙江仁欣环科院有限责任公司，浙江宁波315199；2．宁波易科达环境科技有限公司，浙江宁波315040)
摘要： 叙述了臭氧预氧化工艺研究概况，分析了臭氧预氧化工艺在废水处理中的应用及臭氧联合技术的研究，探讨
了臭氧预氧化在废水处理应用中存在的问题。
关键词： 臭氧预氧化；废水处理；研究进展
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：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
近年来，生活污水越来越多，工业污水也逐渐增
多，如何正确治理、利用污水成为了大众关注的重点
问题。只有正确利用废水，缓解水资源紧缺的问题才
能得到解决。臭氧预氧化是废水处理中的重要步骤，
所以对臭氧的研究应更加重视。为了更好地研究该领
域、研究废水处理，就应及时了解目前研究的进展，
为以后发展做准备。
1臭氧预氧化工艺研究概况
0。是一种氧化性强的强氧化剂，0。的净水作用也
是全球公认的。0，可将废水中有毒物质及难以降解的
有机物分子部分断裂，在废水处理中有着显著成绩。
相关研究表明，废水处理中使用的臭氧预氧化技术是
进一步处理的前提，为之后的处理提供了很好的保证，
可以说，臭氧预氧化有着重要意义和光明前景。以前
只是在饮用水消毒中使用0，作净化，但经过不断试验
开始将0，加入到废水处理中，效果十分显著。
臭氧预氧化对水体有着很大影响。0，能很大程度
去除有机物，但也有专家认为0，对水质造成了另一种
破坏。此外，0，还影响着废水酸碱度、内部物质浓度
等，所以臭氧预氧化是一项较为复杂的研究，还需更
多努力。虽然国内外专家有许多关于0，性质的研究，
但仍不能给出明确结论，还处于研究阶段，进展也在
不断前进，未来发展还有很大空间[1]。
1．1生物活性炭工艺
臭氧生物活性工艺的原理是将0，通过化学反应与
收稿日期：2017—04—26
第一作者简介：胡叶亮，1983年生，男，浙江宁海人，2008年毕
业于河海大学环境工程专业，硕士，工程师。
·118·
活性炭等形成有吸附作用的过滤器，这种工艺能将降
解技术与吸附作用结合在一起，有效提高过滤效果。臭
氧生物活性炭的优点是费用低，对有机物等难以去除
的物质去除效率高，且效果持续，能使用较长时间。废
水经过臭氧氧化，将其中的大分子有机物降解为小分
子，并产生更多O：，使有机物更容易被活性炭吸附，
同时为水内微生物提供营养。微生物在活性炭上生长
形成生物膜，降解小分子，活性炭使用寿命无形中增
长。活性炭本身空隙相对较大，过滤效果必定没有长
出生物膜的活性炭效果好，这种组合通过不断实践也
充分表现了其优势。O，和活性炭结合在一起是一种新
形式，通过与其他物质比较，在相同条件下产生使活性
炭效果更活跃的现象，利用不同量活性炭也可作为比
较。实践证明，不同O，的投人量都使O，效果相同[21。
1．2曝气生物滤池工艺
曝气生物滤池早在20世纪就已开始使用，这种工
艺占地面积小、处理效果好，且能实现智能自动化操
作，近年来成为研究重点。生活污水经过生化处理后有
机物在水中残留的都是难以降解部分，O。加入使得这
些物质成功降解，使该工艺有了突破性进展，也让相
关技术有了新的研究方向。O，将废水色度明显降低，
除色效果好且提高废水可生化性。
1．3混凝处理工艺
O，作为天然强氧化剂的主要作用就是氧化水中物
质，产生无毒物质，近些年，臭氧预氧化技术迅速发
展，已开始与多种技术结合在一起，发展成更有价值的
复合技术。臭氧预氧化与混凝处理工艺联合在一起，形
成更好的解决办法，大大改善了废水水质，实现废水再
利用。
万方数据
2017年第9期胡叶亮，等：臭氧预氧化在废水处理中的研究进展2017年9月
根据相关研究报道，0。还可将混凝剂絮凝效果提
高，帮助人们在工业废水上处理得更好。混凝工艺之
前使用臭氧预氧化技术使得混凝剂用量减少，取得更
好的处理结果，这是中国近年来科研成果之一，是具
有很大价值的研究。在混凝技术与臭氧预氧化结合在
一起后，生活污水和工业废水都有了更大的利用空间，
解决了许多地方缺水问题，再生水用在许多需要的地
方，给人们生活带来了许多好处【3]。
2臭氧预氧化工艺在废水处理中的应用
随着臭氧预氧化技术的不断使用，废水治理有了
新途径。尽管目前来讲废水处理还是环境保护难点，
但已有了很大进步，多地开始设立废水处理设施，不
再放任废水流进河里。臭氧预氧化使废水处理变得更
容易达标。臭氧预氧化在废水处理中的应用变得越来
越重要，有必要了解一下。
2．1 医药农药废水的处理
大多数医药废水和农药废水的可生化性都很差，
因为其中存在很多化学物质，而基本处理办法虽然费
用低但很难有作用，所以可先用臭氧预氧化工艺处理，
这样就提高了废水的可生化性，为之后生物处理降低
了难度。通过实践，发现臭氧预氧化工艺的效果非常
明显，有效改善了废水的可生化性。农药废水是难以
直接利用的废水，如果农药废水能再利用将会很大程
度上节约资源，而臭氧预处理使这项难题变得容易。
臭氧预氧化将农药废水中有毒物质降解，去除率大大
提高，有效解决农药处理的最大问题。
2．2印染废水的处理
印染废水成分复杂，无论是色度还是其中有毒物
质的含量都比较高，所以是很难处理的废水。印染废
水中所含有机物大多数都有有色基团和不饱和键，而
0，能将这些不饱和键断开，形成较小的分子，使这些
不饱和键不再能形成有色分子，所以0，也是印染废水
处理的必要物质。利用0，与染料反应，处理后可观察
到色度降低到o。大量实践证明，常规处理工艺之前加
入臭氧预处理能将有色基团破坏，从而去除色度，0，
在这里起到了重要作用。
2．3垃圾渗滤液的处理
垃圾渗滤液是垃圾场填埋时通过重力流下的液体，
这主要是降雨或垃圾本身所含液体，渗滤液酸碱度较
高，污染性极强，一旦渗透就可能对周边环境造成极
大危害。随着人口密度增大，城市化也越来越快，生
活垃圾积攒越来越多，垃圾渗滤液成为主要问题。相
关专家进行技术试验，用0，氧化溶液后，有效地将溶
液内有机物降解，经济适用，其中有毒物质去除率大
大提高。
2．4芳香族化合物废水的处理
芳香族化合物是许多工业废水中常见的物质，这
种物质危害很大，所以需从废水中去除，也是废水治
理的重点。0，氧化后，生物降解性提高，与其他净化
工艺结合在一起，取得更好的效果，水中含酚量降低到
几乎没有。在以后的研究中，臭氧预氧化将是一个主要
研究方向，定会给中国废水治理带来更多的好处阳。
3臭氧联合技术的研究
臭氧联合技术是根据0，的强氧化性与其他净化工
艺联合在一起，更好地解决难降解物质和有毒物质的
办法。根据不同废水不同特性选择不同办法，从而达
到更好的效果。接下来介绍几种臭氧联合技术。
3．1超声波技术
超声波技术能将废水中难以降解的物质分解，与
0，联合使用能将降解率提升。超声波使0，氧化反应进
行更快，起到加速作用，反应更加完全，去除率更高。
0。与超声波同时使用，起到联合作用，废水中染色迅
速褪去。
3．2电解处理联合技术
电解处理联合技术的优点是效果明显、经费少、实
用性强，所以很多废水治理都采用这种办法。实验中
使用了电化学法、催化氧化法等，再使用0，进行反应。
电解与0，联合起来，达到更好的染料废水处理结果，
这是技术进步的表现，也是技术进步的过程。
3．3催化臭氧化技术
催化氧化技术是近年来用于臭氧单独氧化的基本
方法。臭氧催化是一种长远的发展途径。多种化学物
质能将0。作为催化剂进行反应，再利用光催化氧化法
降解难以降解的物质，达到净化作用。金属催化作用
也是其中的一种催化工艺，可通过不同的催化反应进
行降解同。
3．4氧化技术
氧化技术是近年来发展起来的一项新技术，在氧
化中可产生氧化能力更强的活性基团，在以后的研究
方向中也能有效帮助未来的研究。臭氧预氧化技术以
后的发展会更好地解决污染物，是经济发展的正确发
展方向。
4臭氧预氧化在废水处理应用中存在的问题
4．1理论不完善
臭氧氧化技术在以后的发展中会有更多关注，但
对0，与许多物质反应的具体细节还不能下更明确的结
论，如果要进一步研究就要在理论上进行突破。只有
理论上更加完善，0，研究和联合技术才能发展得更好。
4．2 0，使用量不明确
在相关研究中，臭氧氧化技术运用还有待提高，其
中0，的投入量对废水影响很大，但最佳投入量还不明
确，对后续处理还有不利影响，应继续研究，根据不同
情况改变使用量，让反应更加完全。
4．3 0，性质不稳定
0。化学性质不稳定是目前的研究结果，还不能完
全控制0。的反应。催化是中国科研事业的重点研究项
目，而其性质不稳定是需解决的首要。选择哪种催化
(下转131页)
·119-
万方数据
2017年第9期杨洪勇：矿井建设中软岩巷道施工技术研究2017年9月
3矿井建设中的软岩巷道施工技术分析
3．1矿井建设中软岩巷道掘进结构在揭露前的施工技
术分析
在矿井建设中，软岩巷道掘进结构在揭露前使用
施工技术时，应该正确把握注浆阶段与手段。如在巷
道与松散岩体接近时或在含水的结构揭露时，应该通
过工作面岩冒的手段进行注浆工作，从而达到固结松
散岩体与封堵含水结构的效果。在进行松散岩体注浆
加固时，这种情况选好探眼实施注浆非常重要。此外，
应该留一些探眼，让其发挥探眼孔的作用。如果巷道
有很大的断面，此时就应该对周边眼进行加密，最好
将周边眼之间的距离控制在100 mm～150 mm。对水构
造进行封堵时，如果此时已经探出探眼里的水，就没有
必要对其他探眼施工，只需要将这个探眼充当注浆孔使
用就可以，且用这一个探眼进行封堵含水结构便可。
3．2矿井建设中软岩巷道掘进结构在揭露后的施工技
术分析
在矿井建设中，软岩巷道掘进结构在揭露后使用
施工技术时，所要注意的要点相对较多，若没有细致
了解与分析地质状况，或缺乏丰富的凿岩经验，那么
就很容易影响判断，出现判断错误的现象，导致出现
构造被揭露或断层的现象发生，严重的还会冒落巷道
顶板松散岩体，从而涌出很多地下水，给施工带来非
常大的难度。所以，为了防止这种情况的发生，应该
在选取施工方案时采用科学的选择方法，在冒落松散
岩体的固结方面，应当使用科学的封堵方法。具体将
其分为以下四点：a)混凝土注浆墙施工。首先要清理
工作面，让注浆墙与工作边之间的距离最大可能地缩
小，随后进行注浆墙的施工工作。由于钢筋混凝土可
以增加整个墙面的承载力度，所以在整个施工的过程
中可以使用钢筋混凝土，施工时还可以掺入水泥复合
早强剂提高混凝土的强度，这样还可以缩短施工的时
间；b)在注浆管敷设工作时，应该使注浆管的管口伸
块时，一般时间应控制在混凝土止浆7 d后再开始注
浆。一般使用的是水玻璃双液浆，并且应当注意配比，
浆液的扩散范围应该达到巷道掘进轮廓以外2 cm～3 em
的距离，从而实现更加有效的封堵，在注浆结束以后，
要达到静水压的2．5倍～3倍；c)掘进施工，一般情况是
在固结注浆后3 d再进行巷道施工工作，其原因在于为
了避免巷道顶板出现岩体冒落的现象，所以，必须拆
除掉混凝土止浆墙，还要严格把控所装药量，防止固
结体在爆破震动时遭到破坏。在进行固体结构的挖掘
时，一般要预留光爆层；d)巷道支护。起初在进行支
护时，一定要结合实际情况，使用科学的支护方法，
确认支架的刚度，还要保证其柔性也要符合规定，这
样一来才能充分发挥围岩的自承能力，且避免在压力
的作用下破坏支架。为了保证巷道的安全性与稳定性
需进行二次支护，这样可以充分发挥出其支护作用。
一般情况下将砌筑支护或锚喷支护当作二次支护，方
便控制二次支护的时间。但如果岩层相对来说比较高，
只采用一种支护的方式，若很难实施一种支护方式，
就应该考虑联合支护的方式[3】。
4结语
软岩巷道技术的实施作为矿井建设的一项重要工
作，它能否顺利进行会直接影响矿井的安全运作，所
以必须提高软岩巷道技术的重视程度，及时发现此技
术在工作中容易出现的问题，认真分析，找到最佳的
解决方式。每一施工环节都应认真把关，采用科学的
施工方式对待此项工作，确保矿井建设工作安全进行。
参考文献：
[1]石磊．关于矿井建设中软岩巷道掘进施工技术的探讨[J]．建
筑工程技术与设计，2015(341：293．
[2]王森，孙进，社敬彬，等．矿井建设中软岩巷道掘进施工技
术研究[J]．建材与装饰，2016(㈣：218—219．
[3] 曹学林．基于复杂应力软弱围岩的矿井建设支护研究[J]．山
西焦煤科技，2016(3)：28—30．
入到巷道轮廓线外的构造里面。在注浆封水与固结岩(责任编辑：季鑫)
◇●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●(>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>‘◇●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●
(上接1 1 9页)
剂、如何使用，是臭氧预氧化在废水处理应用中存在
问题的重点。
4．4处理成本高
0，的处理成本高也是废水处理应用中存在的问题。
臭氧技术推广及相关实验都需要较高的经费，在以后研
究中也应将降低经费作为研究考虑范围，这样才符合中
国可持续发展的目的。0，处理成本高是不可忽视的问
题，要重视起来，将如何降低成本作为课题进行探讨。
5结语
0，是氧化性极强的氧化剂，应利用这种性质进行
废水处理工艺，为中国废水治理找到更好的解决办法。
在中国目前的研究中，臭氧预氧化在废水处理中的研
究已有了很大进步，将废水的可生化性提高。臭氧预
氧化与其他处理工艺结合，起到更好的作用，是一项
具有未来发展潜力的处理技术，对中国环境有着很大
影响，应将其重视起来。
参考文献：
[1]赵亮．臭氧预氧化技术在水处理中的研究进展[J]供水技
术．2010(4)：64—65．
『2]王海燕．饮用水化学氧化预处理技术研究进展[J]．西南给排
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『3] 王杰．预处理技术在膜饮用水处理中的研究进展[J]．天津
工业大学学报，2010(21：54—55．
[4]戴琳琳．臭氧预氧化在酵母废水处理中的应用研究[D]．北京：
北京市环境保护科学研究院，2015．
[5]赵海华．臭氧组合工艺在微污染水处理中的应用[J]．城市建
设理论研究．201 1(3)：29—30．
[6]冯岩．臭氧组合工艺在水处理中的应用[J]．工业用水与废
水，2012(9)：23—24．
(责任编辑：高志凤)

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