申请日2010.06.30
公开(公告)日2010.12.22
IPC分类号C01B13/11; C02F9/14
摘要
本发明涉及属污水环保处理技术领域，公开了一种臭氧制取方法及污水处理方法。本发明所提供的臭氧制取方法及污水处理方法，通过空分制氧技术与放电法组合的臭氧制取工艺，通过利用一台高效的变压吸附空分制氧设备产生高纯度的干燥氧气，并通过臭氧发生装置来生产臭氧，该工艺具有臭氧产生效率高，浓度高等特点，并将该设备与人工快渗系统装置结合应用于污水深度处理领域，可有效提高对污水中主要污染物的去除效率。
权利要求书
1.一种污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将原料空气进入变压吸附空分制氧装置，经过两个装填有低硅铝比X型分子筛吸附剂的吸附塔交替吸附解吸，连续生成纯氧;
B、将所述纯氧输送进入放电室，利用高速电子轰击所述纯氧，使其分解成为氧原子，并通过三体碰撞形成臭氧;
C、将所述臭氧通入调节池内与污水直接接触，所述臭氧与污水中的无机物和有机物发生氧化反应对所述污水进行初步的净化处理;
D、将经过步骤C处理过的污水进入人工快速渗虑污水处理系统处理，通过以水解、截留、微生物降解为主的多重机制作用，对污水中污染物进一步去除和净化。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
A1、将原料空气脱硫、除杂成干净空气;
A2、将所述干净空气增压送入两个装填有低硅铝比X型分子筛吸附剂的吸附塔，采用多级串联流化床轮流切换分子筛离子交换工艺通过两吸附塔的吸附剂交替吸附解吸，连续生成纯氧;
A3、将所述纯氧再增压输入储氧设备进行保存。
3.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤A中的纯氧纯度为：90%-95%。
4.根据权利要求1所述的污水 处理方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
B1、将所述纯氧输送进入可促进臭氧分解反应的放电室;
B2、利用高速电子轰击所述纯氧，使其分解成为氧原子，其分解式为：
e+O2→2O+e
B3、通过三体碰撞反应为
O+O2+M→O3+M
形成所述臭氧，其中，式中的M代表气体中的任何其他分子。
5.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤B中的臭氧浓度为：50～80ng/L。
6.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：
C1、在碱性pH值条件下，将所述臭氧通入调节池内与污水充分接触;
C2、所述臭氧将大分子有机物氧化为以小分子酸、酮、醛为主的中间产物，被微生物吸收利用;
C3、并通过臭氧使微生物利用的正磷酸盐从高分子有机物和胶体中释放出来，完成对所述污水进行初步的净化处理。
7.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤C1还包括：将所述臭氧对污水进行曝气，使所述臭氧与污水中的有机物充分接触。
8.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤C中的臭氧与污水中的有机物发生氧化反应包括：
臭氧与烯烃类化合物的反应，反应式如下：
式中，G代表OH、OCH3或OCCH3基团，反应的最终产物为单体的、聚体的、或交错的臭氧化物的混合体，臭氧化物分解成醛和酸;
臭氧与芳香族化合物的反应，反应式为：
9.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤C中的臭氧与污水中的有机物发生氧化反应还包括：
对核蛋白系的反应，反应式为：
对有机氨的氧化，反应式为：
10.一种臭氧制取方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将原料空气进入变压吸附空分制氧装置，经过两个装填有低硅铝比X型分子筛吸附剂的吸附塔交替吸附解吸，连续生成纯氧;
B、将所述纯氧输送进入放电室，利用高速电子轰击所述纯氧，使其分解成为氧原子，并通过三体碰撞形成臭氧。
说明书
一种臭氧制取方法及污水处理方法
技术领域
本发明涉及属污水环保处理技术领域，尤其涉及的是一种空分制氧技术与放电法组合的臭氧制取工艺及其在污水深度处理中的应用。
背景技术
变压吸附是利用气体在不同的压力下在吸附剂上的吸附能力不同，对空气中各种气体进行分离的一种非低温空气分离技术。放电法臭氧发生技术是使干燥的含氧气体流过电晕放电区而产生臭氧。目前变压吸附制氧技术及臭氧制取技术均得到较快发展，但普遍存在氧气产量不足、能耗高、臭氧浓度低等问题，此外，现有技术中，臭氧在污水处理领域的应用尚不成熟。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种臭氧制取方法及污水处理方法，具有产生臭氧效率高、能耗低，臭氧浓度高等特点，且污水处理效果好。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种污水处理方法，其中，包括以下步骤：
A、将原料空气进入变压吸附空分制氧装置，经过两个装填有低硅铝比X型分子筛吸附剂的吸附塔交替吸附解吸，连续生成纯氧;
B、将所述纯氧输送进入放电室，利用高速电子轰击所述纯氧，使其分 解成为氧原子，并通过三体碰撞形成臭氧;
C、将所述臭氧通入调节池内与污水直接接触，所述臭氧与污水中的无机物和有机物发生氧化反应对所述污水进行初步的净化处理;
D、将经过步骤C处理过的污水进入人工快速渗虑污水处理系统处理，通过以水解、截留、微生物降解为主的多重机制作用，对污水中污染物进一步去除和净化。
所述的污水处理方法，其中，所述步骤A具体包括：
A1、将原料空气脱硫、除杂成干净空气;
A2、将所述干净空气增压送入两个装填有低硅铝比X型分子筛吸附剂的吸附塔，采用多级串联流化床轮流切换分子筛离子交换工艺通过两吸附塔的吸附剂交替吸附解吸，连续生成纯氧;
A3、将所述纯氧再增压输入储氧设备进行保存。
所述的污水处理方法，其中，所述步骤A中的纯氧纯度为：90%-95%。
所述的污水处理方法，其中，所述步骤B具体包括：
B1、将所述纯氧输送进入可促进臭氧分解反应的放电室;
B2、利用高速电子轰击所述纯氧，使其分解成为氧原子，其分解式为：
e+O2→2O+e
B3、通过三体碰撞反应为
O+O2+M→O3+M
形成所述臭氧，其中，式中的M代表气体中的任何其他分子。
所述的污水处理方法，其中，所述步骤B中的臭氧浓度为：50～80ng/L。
所述的污水处理方法，其中，所述步骤C具体包括：
C1、在碱性pH值条件下，将所述臭氧通入调节池内与污水充分接触;
C2、所述臭氧将大分子有机物氧化为以小分子酸、酮、醛为主的中间产物，被微生物吸收利用;
C3、并通过臭氧使微生物利用的正磷酸盐从高分子有机物和胶体中释 放出来，完成对所述污水进行初步的净化处理。
所述的污水处理方法，其中，所述步骤C1还包括：将所述臭氧对污水进行曝气，使所述臭氧与污水中的有机物充分接触。
所述的污水处理方法，其中，所述步骤C中的臭氧与污水中的有机物发生氧化反应包括：
1)臭氧与烯烃类化合物的反应，反应式如：
式中，G代表OH、OCH3、OCCH3基团，反应的最终产物为单体的/聚体的/或交错的臭氧化物的混合体，臭氧化物分解成醛和酸;
2)臭氧与芳香族化合物的反应，反应式为：
所述的污水处理方法，其中，所述步骤C中的臭氧与污水中的有机物发生氧化反应还包括：
3)对核蛋白(氨基酸)系的反应，反应式为：
4)对有机氨的氧化，反应式为：
一种臭氧制取方法，其中，包括以下步骤：
A、将原料空气进入变压吸附空分制氧装置，经过两个装填有低硅铝比X型分子筛吸附剂的吸附塔交替吸附解吸，连续生成纯氧;
B、将所述纯氧输送进入放电室，利用高速电子轰击所述纯氧，使其分解成为氧原子，并通过三体碰撞形成臭氧。
本发明所提供的臭氧制取方法及污水处理方法，通过空分制氧技术与放电法组合的臭氧制取工艺，通过利用一台高效的变压吸附空分制氧设备 产生高纯度的干燥氧气，并通过臭氧发生装置来生产臭氧，该工艺具有臭氧产生效率高，浓度高等特点，并将该设备与人工快渗系统装置结合应用于污水深度处理领域，可有效提高对污水中主要污染物的去除效率。并具有如下优点：
(1)本发明提出的臭氧制取方法，利用基于低硅铝比X型分子筛高效吸附剂的空分制氧技术产生高浓度干燥纯氧，再与放电法组合制取臭氧，具有产生臭氧效率高、能耗低，臭氧浓度高等特点。
(2)预臭氧氧化可降低原水中有机物的分子量，使分子量较大的有机物占的比例减少，将难生物降解的有机物转化为易于被微生物氧化的小分子，消除或减弱其毒性，从而改变原水的特性，提高废水的可生物降解性，提高后续工艺的处理效果。
(3)臭氧与污水中的NH4-N充分接触，可使NH4-N氧化为N2、NO2-、NO3-等气态分子或易于被微生物吸收利用的营养盐，同时，预臭氧化可增加水中的溶解氧含量.从而促使快渗池中的硝化菌非常活跃，促进系统的硝化-反硝化作用，提高系统对NH4-N的去除效率。
(4)采用本技术方案，通过臭氧曝气，提高系统的含氧量，起到复氧的作用，由于供氧充分，促进了快渗池内好氧微生物的繁殖生长，加速了有机物、氮、磷等污染物的生物降解速率，延长了系统的使用寿命。
(5)采用本实验方案的臭氧与人工快渗组合工艺，可以使污染物COD和NH4-N去除率分别达到了95.1%和98.4%。
(6)采用本发明，应用于难降解有机污水的深度处理，提供了一个解决高浓度难降解有机废水处理问题的新方法。