中通臭氧“水醫生專家門診”專欄之四 臭氧對COD（化學需氧量）的作用

發布時間：2017-12-21

 化學需氧量高意味著水中含有大量還原性物質，其中主要是有機污染物?；瘜W需氧量越高，就表示水中的有機物污染越嚴重，這些有機物污染的來源可能是農藥廠、化工廠、印染廠、制藥廠等。如果不進行處理，許多有機污染物可在水底被底泥吸附而沉積下來，在今后若干年內對水生生物造成持久的毒害作用。在水生生物大量死亡后，河中的生態系統即被摧毀。人若以水中的生物為食，則會大量吸收這些生物體內的毒素，積累在體內，這些毒物常有致癌、致畸形、致突變的作用，對人極其危險。另外，

若以受污染的江水進行灌溉，則植物、農作物也會受到影響，容易生長不良，而且人也不能取食這些作物。

隨著工業的迅猛發展,產生的工業廢水數量逐年增加,成分也越來越復雜。許多工業廢水都具有有機物濃度高,生物降解性差,甚至有生物毒性等特點。對于這些廢水,通過使用傳統工藝組合進行處理,雖然投入了大量的物力和財力,但是仍會對生化處理工藝系統產生高負荷沖擊,從而使出水水質不穩定,難以滿足設計要求。臭氧氧化法作為生物處理前的預處理或有效的廢水深度處理手段之一,在工業廢水中的應用已有很長的歷史。

用臭氧進行廢水處理有以下特點:

(1)氧化能力強，低濃度中可瞬時反應，氧化能力為氯的2倍，殺菌能力為氯的數倍。

(2)不會由于化學反應而生成有害物質,即使臭氧用量過大,它也會很快分解成氧氣,不會有二次污染。

(3)不生成污泥,因而無需后處理。

(4)原料為空氣或者氧氣,只要有電就能制取臭氧。另外,過程控制較容易,臭氧的產生量能及時根據負荷的變化而自動調節。

臭氧氧化作用機理：目前普遍認為是臭氧離解而產生?OH自由基,它是在水中已知的氧化劑中最活潑類型的氧化劑,所以很容易將各種有機物氧化,在低濃度時亦具有強氧化作用,能氧化或分解一些有害的物質。

在處理過程中,臭氧和水中的污染成分的相互作用很復雜,液相中臭氧與污染成分間的相互作用過程可由以下一系列單元過程組成:臭氧從氣相中擴散到相間界面處,在界面附近兩相中的反應物質濃度相同時都會在界面處建立物理平衡;臭氧從相間界面上擴散進入液相中;液相中的化學反應由于濃度梯度而造成的初始存在于液相中的物質擴散及在液相范圍內反應產物的擴散。通過各種物化和生化作用,臭氧可以與水中有機物質反應,將非極性物質轉變為極性物質,將高分子有機物轉變為低分子有機物,將親水性有機膠團轉變為疏水性易凝聚過濾的無機物。

科研發現高濃度臭氧在堿催化因素下，對難生化有機高濃度廢水有獨特功效。其機理在于高濃度臭氧將產生化學反應能力更強的大量的·OH，它能夠把難降解的有機物結構改變為新的物質，并在這些物質上引進一個充氧官能團，便成為生物可降解的物質而賦予新的化學性質，結果可使難生化有機廢水脫色、除臭、結合傳統的生化技術可將易生物降解污染物進一步除去，大大降低了處理成本，達到國家環保排放標準或使污水回收利用資源化，具有社會和經濟雙重效益。

用臭氧進行廢水處理有以下特點:

(1)氧化能力強，低濃度中可瞬時反應，氧化能力為氯的2倍，殺菌能力為氯的數倍。

(2)不會由于化學反應而生成有害物質,即使臭氧用量過大,它也會很快分解成氧氣,不會有二次污染。

(3)不生成污泥,因而無需后處理。

(4)原料為空氣或者氧氣,只要有電就能制取臭氧。另外,過程控制較容易,臭氧的產生量能及時根據負荷的變化而自動調節。

臭氧氧化作用機理：目前普遍認為是臭氧離解而產生?OH自由基,它是在水中已知的氧化劑中最活潑類型的氧化劑,所以很容易將各種有機物氧化,在低濃度時亦具有強氧化作用,能氧化或分解一些有害的物質。

在處理過程中,臭氧和水中的污染成分的相互作用很復雜,液相中臭氧與污染成分間的相互作用過程可由以下一系列單元過程組成:臭氧從氣相中擴散到相間界面處,在界面附近兩相中的反應物質濃度相同時都會在界面處建立物理平衡;臭氧從相間界面上擴散進入液相中;液相中的化學反應由于濃度梯度而造成的初始存在于液相中的物質擴散及在液相范圍內反應產物的擴散。通過各種物化和生化作用,臭氧可以與水中有機物質反應,將非極性物質轉變為極性物質,將高分子有機物轉變為低分子有機物,將親水性有機膠團轉變為疏水性易凝聚過濾的無機物。

科研發現高濃度臭氧在堿催化因素下，對難生化有機高濃度廢水有獨特功效。其機理在于高濃度臭氧將產生化學反應能力更強的大量的·OH，它能夠把難降解的有機物結構改變為新的物質，并在這些物質上引進一個充氧官能團，便成為生物可降解的物質而賦予新的化學性質，結果可使難生化有機廢水脫色、除臭、結合傳統的生化技術可將易生物降解污染物進一步除去，大大降低了處理成本，達到國家環保排放標準或使污水回收利用資源化，具有社會和經濟雙重效益。

水的化學需氧量分類：

在循環冷卻水系統中COD（KMnO4法）>5mg/L時，水質已開始變差。
在飲用水的標準中Ⅰ類和Ⅱ類水化學需氧量(COD)≤15mg/L、

Ⅲ類水化學需氧量(COD)≤20mg/L、

Ⅳ類水化學需氧量(COD)≤30mg/L、

Ⅴ類水化學需氧量(COD)≤40mg/L。

COD的數值越大表明水體的污染情況越嚴重

水樣分析案例四：

            

水樣來源1：某百草枯液

原水：目測深醬油色、粘稠、流動性差、有臭味

工藝：臭氧預氧化+臭氧催化氧化1+臭氧催化氧化2

結果：   經過臭氧預氧化、一步催化氧化、二步催化氧化后，色度有了很大幅度的下降，COD去除率達到了81.4%，氨氮在第一步催化氧化后去除率達到了50.2%，全鹽量去除達到了57.4%，其它指標的去除率

也能達到40%以上。

水樣來源2：某堿渣濃液

原水：目測深醬油色、粘稠、有臭味

工藝：臭氧氧化+臭氧催化氧化1

結果： 經過臭氧預氧化和臭氧催化氧化1工序后，廢水的顏色也能夠達到要求。COD去除率達到了67.1%，氨氮去除率為56.0%，全鹽量去除達到了46.0%，其它指標的去除率也能達到70%以上。