CDOF工艺与传统方法比较分析
2025-12-19 10:20:02
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1、传统池体式臭氧催化氧化
（1）臭氧催化氧化：臭氧凭借其强氧化性（氧化电位E0=2.07V），能够有效分解水体中的有机与无机污染物。随着臭氧发生及其催化氧化技术的持续进步，该工艺近年已在废水处理领域获得广泛应用。
（2）结构形式：传统的池体式臭氧催化氧化系统通常包含臭氧接触氧化池与中间池。臭氧接触氧化池自上而下（或自下而上）依次设有污水入口与臭氧逸散区、反冲洗水出口、非均相固定催化剂床层、承托层、曝气装置，以及底部的臭氧进气口与反冲洗水进口。中间池则主要包括顶部的尾气破坏装置、臭氧逸散区、污水吹脱区域，以及底部的曝气装置、空气进口与放空口。
（3）工艺描述：废水流入臭氧接触氧化池，同时由臭氧发生系统产生的臭氧气体经曝气装置形成微气泡进入承托层，随后与催化剂接触。在上升过程中，微气泡不断聚并、尺寸增大，最终浮至液面逸散。初始微气泡粒径通常低于50微米，但当其抵达催化剂层时，直径已增长至约3毫米。过大的气泡尺寸导致仅少数臭氧分子能渗透至催化剂内表面产生活性羟基自由基（·OH）。这一方面造成臭氧利用效率不高，另一方面也显著延长了废水在氧化池内的必需停留时间，通常超过90分钟。处理后废水继而流入中间池，通过曝入空气进行吹脱，以去除残余臭氧，之后进入后续工序。
为防止催化剂污堵与结垢，需依据池体运行状况、水质监测结果及历史经验等综合判定反冲洗的频率与时长。随着运行时间累积，反冲洗往往愈发频繁，所需时间也逐渐增加。
（4）技术特点：
- 臭氧气泡粒径较大（通常大于在1~3mm），臭氧利用率低，容易上浮至液体表面逸散，因此臭氧消耗量大，运行成本高。其次大气泡与催化剂接触不充分，·OH转化效率低。
- 臭氧大量消耗，尾气破坏器处理不及时，容易泄露，对厂区设备和人员安全造成威胁。
- 固定床催化，催化剂床层易板结，掉粉易堵塞曝气盘，反洗或酸洗效果不佳，一方面无法长时间确保处理效果稳定达标，另一方面增大臭氧消耗量增加外泄风险。
- 半自动或手动操作，增加人工成本。
- 池体式设计占地面积大、停留时间长（一般在90min左右）、配套设施多，施工周期长。
2、密闭带压罐体臭氧催化氧化
（1）CDOF(Cyclonic Dissolved Ozone Flotation unit)：创造性地将臭氧高级氧化技术、旋流技术和溶气气浮技术有机结合，实现各种难处理废水高效综合去除。
（2）结构形式：采用密闭带压立罐，由主反应罐（0.6Mpa）、次反应罐（0.05Mpa）、射流臭氧投加装置、非均相/均相催化剂、减压水力空化装置、尾气处理装置、臭氧发生器等组成。
（3）工艺描述：废水经加压后进入射流臭氧投加装置，与臭氧混合气体（臭氧浓度约10%，氧气约90%）混合。高速水流将气体切割成大量微气泡，随后污水迅速增压，促使臭氧快速溶解。未溶解的氧气微气泡被压缩成微纳米级气泡进入主反应罐。溶解态臭氧与催化剂充分接触，迅速生成羟基自由基，并与有机污染物（COD）发生快速反应，使大分子断链转化为小分子，最终生成二氧化碳和水。此过程中，微纳米氧气泡对催化剂起到清洁与搅动作用，强化了接触反应，既提升了反应速率与效果，又防止了催化剂板结与堵塞。同时，这些微气泡能去除水中的悬浮物、胶体及油脂等，从而削减非溶解性COD，降低臭氧消耗。经主反应罐处理的废水通过减压水力空化装置减压，产生大量微气泡进入次反应罐。未反应的溶解臭氧析出形成微气泡，继续与催化剂接触进行深度催化氧化，进一步降低COD。微纳米气泡同时继续去除非溶解态污染物，确保出水达标后进入下游流程。
为预防催化剂板结堵塞，CDOF集成设备会定期进行自动反冲洗活化（约每周1至2次）及酸洗再生（约每月1次），保障催化剂长期稳定运行。
（4）技术特点：
- 臭氧以溶解态及微纳米气泡形式高度分散于水中，反应速率快，与催化剂接触充分且经过强化，羟基自由基转化效率高。其臭氧消耗量仅为传统工艺的1/4至1/3，运行成本相应降至传统的1/3至1/4。
主反应罐操作压力为0.3~0.6MPa，次反应罐为0.03~0.1MPa。密闭带压运行模式实现了臭氧零泄漏，现场环境友好，安全环保。
采用浮动床催化反应，催化剂不易堵塞板结。结合自动反冲洗、活化与再生程序，确保了催化剂长效稳定及处理效果的可靠性。
全自动DCS/PLC控制系统，集成智能优化与预警功能，无需人工值守，设备操作维护简便，运行稳定性和安全性高。
反应时间显著缩短，仅需15分钟，约为传统工艺的1/6。模块化撬装设计占地面积小，配套设施简化，施工周期短。
