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臭氧在电厂锅炉补给水处理中的应用及对树脂的影响
专栏:企业新闻
发布日期:2011-03-08
阅读量:1498
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1、臭氧氧化和混凝联合处理水中有机物 由于水源污染日益严重,地表水中有机物组成变得十分复杂,其含量大大超标,生水预处理单靠常规水处理工艺混凝沉降、过滤已不能满足要求。混凝沉降只能除去大部分高分子量有机物如腐植酸等,而对低分子有机物如富维酸、酚类、胺类、芳香族及合成表面活性剂效果不好。例如邯郸热电厂,1995年3月23日,在生水母管,3号沉清池出口,清水箱出口取样测定CODMn分别为1...
1、臭氧氧化和混凝联合处理水中有机物
        由于水源污染日益严重,地表水中有机物组成变得十分复杂,其含量大大超标,生水预处理单靠常规水处理工艺混凝沉降、过滤已不能满足要求。混凝沉降只能除去大部分高分子量有机物如腐植酸等,而对低分子有机物如富维酸、酚类、胺类、芳香族及合成表面活性剂效果不好。例如邯郸热电厂,1995年3月23日,在生水母管,3号沉清池出口,清水箱出口取样测定CODMn分别为15.2,12.96,11.52mg/L,连续测定几天变化不大,CODMn降低率不到30%,清水箱出口CODMn大大超过2.0~2.5mg/L的规定,从而导致周期制水量少,酸碱耗量大,阴树脂使用寿命缩短及混床出水电导率不合格等问题,长期如此运行,势力设备的安全运行将受到严重威胁。为此邯郸热电厂与我们共同提出采用臭氧氧化和混凝联合处理生水有机物的新方法,并在实验室大量实验的基础上经现场取样试验(水样体积为1L,pH=7.2,混凝剂为PAC,60mg/L),效果较好,详见表1。

表1 臭氧氧化和混凝联合处理生水有机物的结果

序号
接触时间(min)
臭氧浓度mg/L
处理前CODMn
处理后CODMn
混凝后CODMn
降低率(%)
1
3
10.0
15.2
11.8
7.52
50.5
2
3
10.0
9.85
5.07
48.5
3
10
10.0
14.4
8.04
5.06
64.8
4
30
10.0
16.2
10.24
32.6
5
30
11.2
16.6
9.40
4.2
74.4
6
30
11.2
11.6
4.0
1.4
87.0
7
30
11.2
11.6
3.0
0.6
94.8
8
30
11.2
13.0
4.6
3.0
76.9
9
30
11.2
14.4
8.5
40.9

表中数据由邯郸热电厂化学车间测定
 
由表中可知:
(1)      相同接触时间,臭氧浓度越高,COD降低率幅度越大,而在相同的臭氧浓度下,接触时间越长,COD降低率幅度越大。
(2)      在其它条件相同的情况下,生水COD越高,处理效果越差。
因此采用臭氧氧化和混凝联合处理电厂生水有机物应根据水质的具体情况来调整臭氧的浓度或臭氧的接触时间使其清水箱出水CODMn符合要求。
2 水中残余臭氧对树脂的影响
2.1 臭氧在实际体系中的分解速率(即残余臭氧的分解速率)
       因实际水体系组成复杂,并且还有一些胶状,悬浮状物质,当臭氧氧化有机污染物后,除了溶于水中的O2外,还有吸附在杂质上的臭氧,因此其分解条件与纯水不完全相同。下面对东湖水,茶港生活污水、邯郸电厂生水在25℃,pH=7.0~7.3,通臭氧10min,然后静止,每隔一定时间取样分析,得到臭氧浓度C随时间变化的数据,并进行线性回归处理,得到以inC~t的线性关系较好,说明残余臭氧的分解近似为一级反应,结果见表2。-1
 
表2 水中残余臭氧的分解动力学数据

水源
茶生活污水
东湖水
邯郸水
Kmin-1
4.0×10-2
3.4×10-2
4.4×10-2
半衰期
17.3
27.4
15.8

实际体系中的分解速率常数明显比纯水慢,实际体系的pH=7.0~7.3的K与纯水ph=6接近。
在测定第一个和最后一个残余臭氧的浓度时,同时测定CODMn,经多次测定,COD几乎不变,说明在静态条件下残余臭氧浓度较低时,臭氧的浓度的降低完全是分解所致。
2.2 实际体系中残余臭氧的浓度
实际体系中残余臭氧浓度的大小与其温度、pH、组成及测定时间等因素有关。现对不同体系通入臭氧30min,放置20min测其残余浓度,结果见表3。
 
表3 不同体系残余臭氧浓度

体系名称
腐植酸液
生活污水
东湖水
电厂生水
PH
7.0
7.2
7.2
7.2
CO3·mg/L
0.42
0.76
0.64
0.69

由表3可见残余臭氧浓度不到1mg/L。假设为1mg/L,要使浓度降为0.3mg/L的时间(饮用水要求的最低浓度),根据一级反应公式InC0/C=kt(式中:分解速率常数K取0.044min-1,初始浓度C0=0.3mg/L)计算得到t=27min。因此不到半小时可降至0.3mg/L。这种水具有杀菌消毒作用,溶解氧高、洁净、新鲜有利于水生生物生长。
2.3 残余臭氧对树脂的影响
邯郸电厂生水在氧化池中经臭氧氧化后流经混凝沉清池、无阀滤池、清水箱,在进入阳床之前约需2h,由前面测定数据20min后残余O2浓度为0.69mg/L,那么,2h后残余浓度为8.5×10-3mg/L,在此浓度下对强阳树脂的影响可通过下述的臭氧强化实验来说明:
(1)制备浓度约为2mg/L的臭氧氧化水在碘量瓶中浸泡经预先处理的001×7型强阳树脂2g,考虑到臭氧在水中的分解,定时换臭氧化水使其浓度总大于8.5×10-2mg/L,并将碘量瓶塞盖紧,浸泡近二个月,最后直接通水时,产生了较大的影响。


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