臭氧发生器生活污水处理中的应用与探讨

 中小规模生活污水的处理，主要适用中小城镇和大型企业.处理后的生活污水可作为工业用水或生活杂用水，也可用于绿化灌溉，使污水资源化.本文通过对几个有代表性的不同类型生活污水处理工艺的比较探讨，说明其各自特点，以利更好地选择应用不同的生活污水处理工艺。
  1 典型生活污水水质
  经使用后的生活用水水质发生了变化，水中增加了有机物、悬浮物和致病菌。水处理设备 比较典型的生活污水水质中生化需氧量(BOD5)-般为l00-400mg/LI化学需氧量(CODcr)-般为250—1000mg/LI悬浮物(Ss)一般为100-350mg/LIPH值为6-9。
  2 生活污水处理工艺
  2.1 人工生物净化
  人工生物净化，是人为的创造条件使微生物大量繁殖，人工驯化微生物，利用微生物质新陈代谢降解水中有机物的方法，是目前国内外对生活污水二级处理的主体工艺。主要优点为：处理效果稳定，可以在一定范围内调节处理效率，处理工艺占地面积小。主要缺点为：投资高、运行费用高、管理复杂，需操作人员较多。
  主要处理工艺如下：
  生活污水一沉淀(或气浮)一生物膜法一生物滤池(生物转盘、接触氧化、活性污泥法)一曝气池(氧化沟)一沉淀(或气浮)一消毒一出水
  2.2 自然生物净化处理
  自然生物净化处理，主要利用土壤在的微生物和植物根系或水塘中的微生物作用使水中的污染物浓度降低。主要优点为：投资低(征地费l万元/hm的情况下)、运行费用低、管理简单、需要的操作人员少。可以单独使用，也可相互组成联合处理系统。缺点为：占地面积大。主要处理工艺如下：生活污水一沉淀一氧化塘(土地处理)一快速渗滤(满速渗滤、地表漫流)
  2.3 人工生物净化和自然生物净化
  在土地资源丰富，地价相对便宜的城镇，采用人工生物净化与自然生物净化相结合的方法，在经济不发达地区有其实际意义。
  主要处理工艺为：
  生活污水一沉淀一曝气氧化塘一土地处理(农业灌溉)曝气氧化塘与土地处理都具有运行费用低、耗能少及管理简单等优点。曝气氧化塘能去除部分N、P、病菌和寄生虫。
  在我国西北的大多数中小城镇，有可利用的土地资源，应该大力提倡采用自然生物净化工艺处理生活污水。
  3 生活污水处理新工艺
  3.1 水解一好氧处理技术
  水解沉淀是利用兼性菌，使污水在特殊的沉淀池中预先降解40%的有机物，集沉淀\吸附\生物絮凝\生物降解为一体的处理功能，可以使后续处理的曝气池容积减少约50%，曝气量也可减少约50%I与初沉池比较COD\BOD5、SS去除率都提高了一倍左右，经水解、酸化后的出水再经好痒生物处理，有效的提高了污染物的去除率。该工艺基建投资较普通过活性污泥工艺可节约30%-40%，占地可减少20%-30%，总耗电可节约34%，处理成本可节约37%-40%。
  3.2 管道处理工艺
  管道处理工艺是利用输送污水的挂表到加压作为处理设备，并在管内充痒，使污水在输送过程中进行生物处理，以减轻管道末端污水处理厂的负担。生活污水处理厂只需建设沉淀池，不用活性污泥回流，管道处理能力可在较大范围内灵活变化，与普通活性污泥法比较，可节约投资40%，运转费用低，适用与污水输送距离较远的城市(管道长度需6km—l0km).
  3.3 生物膜自然净化工艺
  生物膜自然净化是移植生物膜技术，采用厌痒菌和兼性菌处理生活污水。具有运行费用低，几乎不耗能的特点，适合在旅游区和居民区生活污水处理中采用。
  3.4 深井曝气
  深井曝气是以一深井为曝气池的高效率活性污泥工艺，井直径lm一6m，深度50m一100m。一般利用废井进行改造，投资费用较低。深井曝气具有很高的充痒能力，并能维持很高的混合液污泥浓度，处理效率较普通曝气法提高约5倍，电耗节省40%-50%。其主要优点是高效、低耗、占地少，是目前国内推广应用较好的处理方法。
  臭氧发生器在污水处理中的使用：
  近年来，臭氧技术己在污水处理、医学、食品、化工生产、空气净化、饮用水杀菌消毒等领域得到广泛应用，因此臭氧家电产品具有广泛的发展前景。然而目前市场销售的大多数臭氧发生器的电源工作在固定的中高频率上，无法根据用户需求进行智能化调节，另外还由于发生器内的温度不可控，造成臭氧产生效率低等缺点。
  在明确臭氧发生器工作原理的基础上测量了不同频率下的V-A 特性和放电功率并研究了臭氧发生器这种特殊负载的动态电容功率因数等的变化规律这些问题的研究对于大功率中高频臭氧发生技术的研发有十分重要的实际价值对解决电源/反应器的匹配问题电气参数的优化有着现实的指导作用：
  1、反应器内发生放电时动态电容变大几倍容抗变小容性电流突然增大而且很多微放电电流在整个电极上的积分为容性电流之上的密集的毛刺电流见电流波形这些微放电的瞬时功率较大即对电源而言放电反应器在每半个周期内都呈现急剧跳跃的变化这在文中介绍的电压电流波形瞬时功率曲线和动态V-A 特性中都可以明显看出该特性对于研究电源反应器匹配问题和进行电源/变压器设计是十分重要的解决途径之一就是增大高压变压器的漏抗使电源/变压器能够比较平缓的输出， 如果漏抗选择合适有助于电源反应器之间的阻抗匹配。
  2、文中首次给出的功率因数的变化规律，同实际的试验测量值变化趋势基本吻合，在放电反应器工作电压范围内存在zui大的功率因数对于电气参数的优化有着非常大的实际参考价值再结合放电功率随供电的频率电压的变化规律可以比较方便地研究放电反应器的功率注入和优化作者在上述研究的基础上所研发的200 300 g/h 氧气源中频臭氧发生试验装置,当臭氧浓度为50 g/m3 左右时，能量效率可以达到150 g/kWh。
  3、臭氧发生是DBD等离子体反应器的一个典型应用应用在其它领域的DBD等离子体反应器还有很多如脱除有害气体NOX SO2 VOC等材料改性紫外光源制造等虽然各自的反应器中放电状态有所区别但是工作频率小于10 kHz时等效电路的形式基本是一样的文中的工作对于这些领域的研究亦有一定的借鉴作用