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紫外線/臭氧/雙氧水三段式高級(jí)氧化技術(shù)在工業(yè)污水深度處理中的革突破

更新時(shí)間: 2026-01-16
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 一、工業(yè)園區(qū)污水處理的卡脖子難題

1.1 珠海高欄港工業(yè)園區(qū)聚集石化、精細(xì)化工、制藥等高污染產(chǎn)業(yè),其污水具有 三高特性

  • 高毒性:含苯系物、鹵代烴、多環(huán)芳烴等難降解有機(jī)物(COD 150–300 mg/LB/C0.1);

  • 高鹽度TDS≥15,000 mg/L,抑制微生物活性并加劇設(shè)備腐蝕;

  • 高波動(dòng)性:水量峰谷差達(dá)4倍(5,000–20,000 m³/d),水質(zhì)瞬時(shí)變化超30%

2021年廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)修訂后,要求出水COD≤50 mg/L(地表類水標(biāo)準(zhǔn)),傳統(tǒng)生化+臭氧工藝去除率不足40%,成為園區(qū)可持續(xù)發(fā)展的核心瓶頸。

1.2 技術(shù)升級(jí)的迫切需求

  • 單一氧化技術(shù)失效:臭氧對(duì)鹵代物氧化效率低(<20%),紫外光解對(duì)非吸光污染物無(wú)效;

  • 運(yùn)行成本失控:無(wú)效藥劑投加導(dǎo)致噸水處理成本超¥15元;

  • 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)累積:中間產(chǎn)物毒性更高(如甲醛、溴酸鹽),威脅近海生態(tài)安全。

 

二、安力斯三段式高級(jí)氧化技術(shù):原理與創(chuàng)新

安力斯創(chuàng)新設(shè)計(jì) 預(yù)氧化-主反應(yīng)-礦化穩(wěn)定三段式工藝,實(shí)現(xiàn)污染物梯級(jí)降解:

技術(shù)環(huán)節(jié)

創(chuàng)新設(shè)計(jì)

科學(xué)機(jī)制

預(yù)氧化段

射流混合器+靜態(tài)混合器強(qiáng)化O?/H?O?傳質(zhì)

H?O?誘發(fā)O?鏈?zhǔn)椒磻?yīng):

主反應(yīng)段

垂直流UV反應(yīng)器(波長(zhǎng)254 nm)嵌套蜂窩陶瓷催化劑

UV催化O?裂解:

礦化段

中壓紫外(MPUV200–400 nm)耦合H?O?精準(zhǔn)投加

廣譜紫外激發(fā)·OH無(wú)差別攻擊

效能倍增機(jī)理

  • 自由基濃度提升:三段反應(yīng)使·OH產(chǎn)率較單段工藝提高3.8倍;

  • 抗水質(zhì)波動(dòng):通過(guò)ORP實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)氧化劑投加,COD去除率波動(dòng)<5%

  • 零二次污染:終產(chǎn)物為CO?H?O,溴酸鹽生成量<10 μg/L(國(guó)標(biāo)限值50 μg/L)。

 

三、珠海高欄港項(xiàng)目全流程實(shí)施解析

項(xiàng)目概況與設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

  • 處理規(guī)模1.9萬(wàn)m³/d(峰值流量2,500 m³/h);

  • 進(jìn)水水質(zhì)COD 150–180 mg/L,苯系物≥20 mg/L,電導(dǎo)率18 mS/cm

  • 排放要求COD≤50 mg/L,苯≤0.1 mg/LTOC≤15 mg/L
     
    1)關(guān)鍵設(shè)備配置

系統(tǒng)

設(shè)備參數(shù)

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

臭氧發(fā)生器

產(chǎn)量25   kg/h(利舊改造),氧氣源純度≥93%

集成備用模塊(2×2.5 kg/h),保障連續(xù)運(yùn)行

UV光催化反應(yīng)器

4組立式模塊,216支中壓燈(Heraeus光源),單燈功率2.5 kW

蜂窩陶瓷催化劑(TiO?/活性炭復(fù)合載體)

雙氧水投加系統(tǒng)

儲(chǔ)罐8   m³×2,計(jì)量泵精度±1%(賽高品牌)

基于COD在線監(jiān)測(cè)的PID動(dòng)態(tài)投加算法

聯(lián)合清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)完成反應(yīng)器流場(chǎng)-光場(chǎng)協(xié)同模擬:

  • 流場(chǎng)均勻性:導(dǎo)流板角度優(yōu)化至45°,流速標(biāo)準(zhǔn)差從0.41降至0.15 m/s

  • 光利用效率:石英套管環(huán)形布局(半徑200 mm),紫外輻射通量提升至98 W/cm²

3)智能控制系統(tǒng)

  • 多參數(shù)聯(lián)動(dòng)ORP/pH/COD在線儀(哈希品牌)實(shí)時(shí)調(diào)控O?H?O?UV輸出;

  • 尾氣零泄漏:催化式破壞器(裝填MnO?/CuO)確保尾氣O?0.1 ppm

  • 云平臺(tái)管理:數(shù)據(jù)接入安力斯智慧水腦,實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP遠(yuǎn)程啟停與故障診斷。

 

四、運(yùn)行效能與經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 污染物去除效能

指標(biāo)

進(jìn)水均值

出水均值

去除率

國(guó)標(biāo)限值

COD (mg/L)

168

38

77.4%

≤50

苯系物   (mg/L)

22.5

0.08

99.6%

≤0.1

TOC (mg/L)

51.3

9.2

82.1%

≤15

急性毒性   (TU)

8.7

0.9

89.7%

≤1

4.2 成本效益對(duì)比

成本項(xiàng)

傳統(tǒng)O?工藝

三段式AOP

節(jié)約幅度

噸水藥劑成本 ()

6.8

3.6

47%

噸水耗電   (kWh)

4.2

2.1

50%

設(shè)備維護(hù)費(fèi) (萬(wàn)元/)

320

180

44%

年綜合效益:節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本¥1,260萬(wàn)元,減少危廢處理費(fèi)¥350萬(wàn)元。

     

4.3 環(huán)境與社會(huì)價(jià)值

  • 生態(tài)修復(fù):年減排COD 1,850噸,相當(dāng)于消除5.2萬(wàn)噸生活污水污染當(dāng)量;

  • 水資源回用:再生水用于園區(qū)冷卻系統(tǒng),年節(jié)水700萬(wàn)

  • 技術(shù)模板:為粵港澳大灣區(qū)47個(gè)工業(yè)園區(qū)提供近0排放模板。

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