CDOF工藝與傳統(tǒng)方法比較分析
2025-12-19 10:20:02
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1、傳統(tǒng)池體式臭氧催化氧化
（1）臭氧催化氧化：臭氧憑借其強(qiáng)氧化性（氧化電位E0=2.07V），能夠有效分解水體中的有機(jī)與無機(jī)污染物。隨著臭氧發(fā)生及其催化氧化技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，該工藝近年已在廢水處理領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
（2）結(jié)構(gòu)形式：傳統(tǒng)的池體式臭氧催化氧化系統(tǒng)通常包含臭氧接觸氧化池與中間池。臭氧接觸氧化池自上而下（或自下而上）依次設(shè)有污水入口與臭氧逸散區(qū)、反沖洗水出口、非均相固定催化劑床層、承托層、曝氣裝置，以及底部的臭氧進(jìn)氣口與反沖洗水進(jìn)口。中間池則主要包括頂部的尾氣破壞裝置、臭氧逸散區(qū)、污水吹脫區(qū)域，以及底部的曝氣裝置、空氣進(jìn)口與放空口。
（3）工藝描述：廢水流入臭氧接觸氧化池，同時由臭氧發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生的臭氧氣體經(jīng)曝氣裝置形成微氣泡進(jìn)入承托層，隨后與催化劑接觸。在上升過程中，微氣泡不斷聚并、尺寸增大，最終浮至液面逸散。初始微氣泡粒徑通常低于50微米，但當(dāng)其抵達(dá)催化劑層時，直徑已增長至約3毫米。過大的氣泡尺寸導(dǎo)致僅少數(shù)臭氧分子能滲透至催化劑內(nèi)表面產(chǎn)生活性羥基自由基（·OH）。這一方面造成臭氧利用效率不高，另一方面也顯著延長了廢水在氧化池內(nèi)的必需停留時間，通常超過90分鐘。處理后廢水繼而流入中間池，通過曝入空氣進(jìn)行吹脫，以去除殘余臭氧，之后進(jìn)入后續(xù)工序。
為防止催化劑污堵與結(jié)垢，需依據(jù)池體運(yùn)行狀況、水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及歷史經(jīng)驗等綜合判定反沖洗的頻率與時長。隨著運(yùn)行時間累積，反沖洗往往愈發(fā)頻繁，所需時間也逐漸增加。
（4）技術(shù)特點(diǎn)：
- 臭氧氣泡粒徑較大（通常大于在1~3mm），臭氧利用率低，容易上浮至液體表面逸散，因此臭氧消耗量大，運(yùn)行成本高。其次大氣泡與催化劑接觸不充分，·OH轉(zhuǎn)化效率低。
- 臭氧大量消耗，尾氣破壞器處理不及時，容易泄露，對廠區(qū)設(shè)備和人員安全造成威脅。
- 固定床催化，催化劑床層易板結(jié)，掉粉易堵塞曝氣盤，反洗或酸洗效果不佳，一方面無法長時間確保處理效果穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，另一方面增大臭氧消耗量增加外泄風(fēng)險。
- 半自動或手動操作，增加人工成本。
- 池體式設(shè)計占地面積大、停留時間長（一般在90min左右）、配套設(shè)施多，施工周期長。
2、密閉帶壓罐體臭氧催化氧化
（1）CDOF(Cyclonic Dissolved Ozone Flotation unit)：創(chuàng)造性地將臭氧高級氧化技術(shù)、旋流技術(shù)和溶氣氣浮技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)各種難處理廢水高效綜合去除。
（2）結(jié)構(gòu)形式：采用密閉帶壓立罐，由主反應(yīng)罐（0.6Mpa）、次反應(yīng)罐（0.05Mpa）、射流臭氧投加裝置、非均相/均相催化劑、減壓水力空化裝置、尾氣處理裝置、臭氧發(fā)生器等組成。
（3）工藝描述：廢水經(jīng)加壓后進(jìn)入射流臭氧投加裝置，與臭氧混合氣體（臭氧濃度約10%，氧氣約90%）混合。高速水流將氣體切割成大量微氣泡，隨后污水迅速增壓，促使臭氧快速溶解。未溶解的氧氣微氣泡被壓縮成微納米級氣泡進(jìn)入主反應(yīng)罐。溶解態(tài)臭氧與催化劑充分接觸，迅速生成羥基自由基，并與有機(jī)污染物（COD）發(fā)生快速反應(yīng)，使大分子斷鏈轉(zhuǎn)化為小分子，最終生成二氧化碳和水。此過程中，微納米氧氣泡對催化劑起到清潔與攪動作用，強(qiáng)化了接觸反應(yīng)，既提升了反應(yīng)速率與效果，又防止了催化劑板結(jié)與堵塞。同時，這些微氣泡能去除水中的懸浮物、膠體及油脂等，從而削減非溶解性COD，降低臭氧消耗。經(jīng)主反應(yīng)罐處理的廢水通過減壓水力空化裝置減壓，產(chǎn)生大量微氣泡進(jìn)入次反應(yīng)罐。未反應(yīng)的溶解臭氧析出形成微氣泡，繼續(xù)與催化劑接觸進(jìn)行深度催化氧化，進(jìn)一步降低COD。微納米氣泡同時繼續(xù)去除非溶解態(tài)污染物，確保出水達(dá)標(biāo)后進(jìn)入下游流程。
為預(yù)防催化劑板結(jié)堵塞，CDOF集成設(shè)備會定期進(jìn)行自動反沖洗活化（約每周1至2次）及酸洗再生（約每月1次），保障催化劑長期穩(wěn)定運(yùn)行。
（4）技術(shù)特點(diǎn)：
- 臭氧以溶解態(tài)及微納米氣泡形式高度分散于水中，反應(yīng)速率快，與催化劑接觸充分且經(jīng)過強(qiáng)化，羥基自由基轉(zhuǎn)化效率高。其臭氧消耗量僅為傳統(tǒng)工藝的1/4至1/3，運(yùn)行成本相應(yīng)降至傳統(tǒng)的1/3至1/4。
主反應(yīng)罐操作壓力為0.3~0.6MPa，次反應(yīng)罐為0.03~0.1MPa。密閉帶壓運(yùn)行模式實現(xiàn)了臭氧零泄漏，現(xiàn)場環(huán)境友好，安全環(huán)保。
采用浮動床催化反應(yīng)，催化劑不易堵塞板結(jié)。結(jié)合自動反沖洗、活化與再生程序，確保了催化劑長效穩(wěn)定及處理效果的可靠性。
全自動DCS/PLC控制系統(tǒng)，集成智能優(yōu)化與預(yù)警功能，無需人工值守，設(shè)備操作維護(hù)簡便，運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性高。
反應(yīng)時間顯著縮短，僅需15分鐘，約為傳統(tǒng)工藝的1/6。模塊化撬裝設(shè)計占地面積小，配套設(shè)施簡化，施工周期短。
