1、適用范圍或應用領域
染料/醫藥/農藥/石化/煤化/造紙/電鍍/養殖/工業園區污水廠/循環水
2、技術簡介
臭氧催化氧化技術能夠高效降解工業廢水中的難降解污染物，反應迅速，降解徹底，無二次污染。臭氧催化氧化技術廣泛應用于料、醫藥、農藥、石化、煤化、造紙、電鍍、養殖、工業園區污水廠等產業的廢水和循環水。此技術實現產業化推廣應用，成本低，運行穩定，對污水深度處理發展有重要推進作用。
3、工藝路線及參數或技術原理
（一）基本原理
圖1 臭氧分子的共振結構
臭氧本身具有很強的氧化作用，其氧化還原電位為2.07 eV,在水處理中可以去除水中的色度、臭味以及鐵、硫化物、亞硝酸鹽等。
單獨臭氧氧化作用主要分為兩個方面：臭氧分子與污染物反應的直接氧化作用；
臭氧分解所產生的羥基自由基與污染物分子反應的間接氧化作用。
圖2 臭氧氧化有機物的三種機理
臭氧的強氧化作用主要由臭氧的分子結構所決定，臭氧分子具有四種分子共振結構, 從其共振結構中可以看出臭氧分子同時含有帶正負電荷的氧原子，說明臭氧分子不僅可以作為親電試劑，而且可以用作雙親試劑和親核試劑。臭氧直接氧化反應可以用三種機理來進行解釋,分別為：Criegee機理，1,3偶極加成反應機理和親核取代機理。前兩中機理是在水相反應中常見的臭氧氧化機理，而親核取代僅僅在一些非水相反應中有發現。
間接臭氧氧化過程主要是臭氧分解產生羥基自由基。羥基自由基與水體中的有機物反應，使大分子有機物降解成小分子有機物，同時也會產生中間產物烷基自由基，使反應持續進行。
（二）催化氧化臭氧過程
催化臭氧化技術可以解決臭氧氧化過程中臭氧利用效率低、礦化能力低以及污染物分解不徹底等問題。在常溫常壓下，臭氧通過催化劑的作用促進分解并產生羥基自由基（·OH），將難以用臭氧單獨氧化或者臭氧氧化分解不徹底的有機物進行分解和礦化?！H的氧化過程具有無選擇性、反應速率高等特點，與大多數有機物反應時速率常數通常為106~109 M-1s-1,比臭氧與有機物的反應速率常數高出7個數量級。
催化臭氧氧化根據催化劑的不同形態可分為兩類:一類是均相催化臭氧的氧化作用，主要利用溶液中金屬(離子)的催化作用;另一類是非均相催化氧化作用，主要利用固態金屬、金屬氧化物或負載在載體上的金屬或金屬氧化物的催化作用。均相催化臭氧氧化技術可以有效提高有機物的分解和礦化效率，但是金屬離子回收難的問題限制了這一技術的推廣。而非均相催化臭氧氧化技術的開發從根本上解決了金屬離子的回收問題，其反應效率主要取決于催化劑的表面性質、溶液的溫度和pH值等。
（三）非均相催化臭氧氧化的機理
圖3 非均相催化臭氧氧化的兩種機理
非均相催化臭氧氧化的機理為兩種：羥基自由基氧化機理和絡合催化氧化機理。
羥基自由基氧化過程分為兩步，第一步首先催化劑對有機物存在吸附作用，將有機物吸附于固體催化劑表面，第二步催化劑與臭氧反應生成羥基自由基和金屬離子，然后在固體催化劑表面對有機物進行氧化降解。
絡合催化氧化是有機物同樣被吸附在固體催化劑表面形成金屬絡合物，隨后臭氧分子或金屬氧化物與臭氧反應生成的羥基自由基與絡合物反應，有機物被降解成H2O和CO2。
4、主要技術指標
（1）臭氧催化劑催化活性高，催化劑種類多，活性組分為不同配比的過渡金屬，有效催化臭氧生成自由基；
（2）臭氧催化劑使用壽命長，活性組分與載體結合牢固，使用壽命≥5年；
（3）運行成本低，臭氧利用率高，對廢水的COD去除率≥70%；
（4）整個反應都在催化氧化反應器內進行，停留時間短，總占地面積小。
5、技術特點
（1）臭氧具有強氧化性，臭氧催化劑能催化臭氧產生更強氧化性的羥基自由基，進而對污水中不能被普通氧化劑氧化的污染物進行氧化降解，反應無選擇性，出水COD達到國家要求排放新標準（COD<40mg/L）或循環水回用的要求；
（2）臭氧催化氧化反應將有機物徹底降解為CO2、H2O，不會產生二次污染；
（3） 臭氧催化劑有效增加臭氧在水體中的傳遞速度和接觸時間以增強臭氧的利用效率，節省臭氧投加量和氧化時間，能在10-30min內實現對有機質的快速礦化，從而大幅節省臭氧設備投資和運行成本；噸水處理成本低。
6、技術優勢
依據臭氧的氧化性，龍安泰通過8年的研發，對臭氧催化氧化技術的條件、臭氧催化劑、臭氧催化氧化反應塔進行了深入研究并擁有了一系列的專利成果，龍安泰研發的臭氧催化劑技術優勢如下：
（1）常見的非均相臭氧催化劑是以比表面積較大的活性炭或活性氧化鋁為載體，將鐵、錳等過渡金屬的鹽類溶解為浸漬液，然后將載體放入到浸漬液中浸漬，然后將浸漬后的載體干燥、焙燒后制備而成。該類非均相臭氧催化劑制備過程復雜，且由于載體比表面積的限制，所以浸漬到載體中的有效組分比重小，易流失，催化劑活性下降快，催化效果難以持續。常見的共混法是將一種或者幾種金屬氧化物與粘結劑混合、焙燒后制備而成，催化劑的催化效果不理想。龍安泰環保研究并大規模制備了納米雙金屬、多金屬作為催化劑的活性組分。采用溫差消融制備工藝，通過高溫焙燒得到了比表面積大、催化效果強、活性組分與載體結合牢固的臭氧催化劑。
（2）安全高效經濟節能的整體工藝設計。經過多次試驗以及多個項目的運行，充分驗證安全設施設計方案，在確保污染物降解的基礎上，設計配套的具有高處理效率的催化臭氧氧化廢水處理裝置，對傳統的臭氧反應裝置進行了改進，節約成本；過程可以實現催化劑的自動添加，不需要對塔體進行排污后手動添加，不需要使用者打開塔體即可完成催化劑的添加，操作簡單，使用方便確保系統的高效穩定運行；
龍安泰環保依托本身在高級氧化方面大量的技術積累和工程業績，可為客戶提供技術咨詢、工程設計、項目建設、裝置調試和托管運營等一攬子服務。
7、設備組成
主要設備組成
8、工程案例
（1）遼東灣第二污水處理廠深度處理工程
項目概述：遼東灣新區污水現狀及遼東灣新區排水工程規劃，擬建設一座處理規模為10萬m3/d污水處理廠，即遼東灣第二污水處理廠，項目分期建設，工程為近期規模為3萬m3/d，遠期工程總規模10萬m3/d。
本項目主要建設內容為新建污水處理廠一座，污水廠日處理能力為3萬噸，主體工藝采用調節池+水解池+EBIS 池+高效沉淀池+臭氧催化氧化池+BAF+連續流砂濾+超濾+反滲透+次氯酸鈉消毒，其中深度處理系統臭氧催化氧化池+BAF由我司EPC總包。
位置：遼寧省盤錦市第二污水處理廠
建設情況：2020年4月開始建設
裝置規模：近期：3萬方/天
遠期：10萬方/天
占地面積：5公頃
處理對象：主要處理對象為寶來化工、科楚化工、忠旺鋁業三家企業污水，有機污染物主要包括兩類，第一類為污水中原有的難生化有機物，第二類為生化過程中產生的少量微生物溶解性殘留物。
主體工藝：采用調節池+水解池+EBIS 池+高效沉淀池+臭氧催化氧化池+BAF+連續流砂濾+超濾+反滲透+次氯酸鈉消毒
（2） 重慶康達水務有限公司--東營廣饒污水處理廠
廣饒縣污水廠采用較為先進的污水處理工藝，主體工藝采用“粗格柵及進水泵房+酸堿中和調節池+細格柵及曝氣沉砂池+氣浮澄清池+Bardenpho生物池+磁混凝+臭氧催化高級氧化池+消毒排放”。
臭氧催化氧化池進水為上游磁混凝沉淀池工藝出水，設計規模75000m3/d
現場運行指標為： 進水水質為SS≤10mg/L，COD≤60mg/L，出水水質為SS≤10mg/L，COD≤30mg/L。
位置：山東東營廣饒
建設情況：2020年開始建設
裝置規模：7.5萬方/天
處理對象：主要處理對象為園區企業廢水
主體工藝：采用“粗格柵及進水泵房+酸堿中和調節池+細格柵及曝氣沉砂池+氣浮澄清池+Bardenpho生物池+磁混凝+臭氧催化高級氧化池+消毒排放
（3）丹東前陽污水處理廠項目
丹東前陽污水處理有限公司位于東港市前陽鎮新安村二組，占地約20畝，采用“氣浮+生化+臭氧催化氧化”工藝，設計日處理污水處理量1萬噸，主要負責前陽轄區內所有工業廢水的處理，使出水水質達到國家一級A排放標準。我方負責污水的臭氧氧化深度處理，場地包括泵房、臭氧發生器間、配電室、雙氧水加藥房、臭氧氧化池。
位置：遼寧省丹東市
建設情況：2019年11月開工，2020年項目完工
裝置規模：1萬方/天
占地面積：20畝
處理對象：園區工業廢水
年運行時間：7200h
主體工藝：采用“氣浮+生化+臭氧催化氧化”工藝
圖4 丹東前陽污水處理廠項目概覽
（4）山西上德水務有限公司煤化工新材料產業園污水處理項目
山西上德水務有限公司山西交城經濟開發區污水處理廠項目占地約150畝，項目分兩期建設，此次投入運營的為一期項目，每天處理廢水1.5萬噸，二期處理廢水3.5萬噸，其中深度處理采用“臭氧催化氧化+曝氣生物濾池”，可確保達到國家一級A排放標準。
位置：山西交城
建設情況：2018年11月項目完工
裝置規模： 1.5萬方/天
占地面積：150畝
處理對象：煤化工新材料產業園內企業排放的化工廢水及部分城鎮污水
年運行時間：7200h
主體工藝：臭氧催化氧化+曝氣生物濾池
（5）石嘴山污水處理廠項目
建設地點位于石嘴山生態經濟開發區寧夏新安科技有限公司處理中心東側，第三排水溝西側，污水處理廠控制用地面積約53畝。項目主要建設綜合樓、輔助用房、綜合處理間、調節池等設施。項目一期設計處理污水量18000m3/d，污水深度處理工藝采用“溶氣氣浮+臭氧催化氧化+BAF”，通過該組合深度處理工藝處理后可滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級A排放標準。
位置：寧夏石嘴山市
建設情況：2017年12月項目完工
裝置規模： 2萬方/天 占地面積：53畝
處理對象：綜合制藥化工園內企業排放廢水項目
年運行時間：7200h
主體工藝：溶氣氣浮+臭氧催化氧化+BAF
（6）諸城悅東污水處理廠項目
污水廠處理規模為20000 m3/d。一期項目5000噸難降解化工污水。二期建設項目第二階段按5000m3/d 高難度工業污水+10000m3/d一般性工業污水。
處理工藝采取“調節池+水解池+初沉池+A2O生化池＋二沉池＋接觸氧化池+絮凝沉淀池＋砂濾池+預氧化池+Lmax復合催化氧化罐+生物碳濾池+次氯酸鈉接觸消毒”的處理工藝。設計出水達到《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中Ⅴ類標準。
位置：山東省濰坊市
建設情況：2018年10月項目完工
裝置規模： 污水廠處理規模為20000 m3/d。一期項目5000噸難降解化工污水。二期建設項目第二階段按 5000m3/d 高難度工業污水+10000m3/d一般性工業污水。
占地面積：200㎡
處理對象：園區污水處理廠
年運行時間：7200h
主體工藝：調節池+水解池+初沉池+A2O生化池＋二沉池＋接觸氧化池+絮凝沉淀池＋砂濾池+預氧化池+Lmax復合催化氧化罐+生物碳濾池+次氯酸鈉接觸消毒
（7）交城藍天碧水環境工程有限公司-焦化廢水處理廠
位置：山西交城
建設情況：2020年項目完工
裝置規模： 3120方/天
處理對象：焦化廢水
年運行時間：7200h
主體工藝：隔油氣浮+調節池+厭氧+缺氧+好氧+二沉池+絮凝沉淀池+反硝化濾池+臭氧催化氧化+曝氣生物濾池
出水要求：《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB16171-2012）中表3排放標準
（8）蠡縣正忠制革污水處理有限公司
廢水種類：皮草硝染廢水+生活廢水；
主體工藝：“復合反硝化濾池 + 臭氧催化氧化 +復合曝氣生物濾池”，出水要求：提標改造工程由目前出水的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A排放標準提升至《大清河流域水污染物排放標準》（DB13/2795-2018）重點控制區排放限值。
項目規模：20000m3/d。
（9）高陽泰晟染織有限責任公司
廢水種類：印染廢水
應用工藝：“生化出水 + LCO臭氧催化氧化 +清水回用”
回用水要求：色度不高于30倍，COD不高于50mg/L
項目規模：6000m3/d
（10）南京誠志永清能源有限公司
廢水種類：MTO廢水中水項目膜濃水
處理工藝：絮凝沉淀池+缺氧+好氧+二沉池+超濾+反滲透，產水回用，RO反滲透濃水+臭氧催化氧化，濃水排放要求：《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級B排放標準
項目規模：4400m3/d
