臭氧微纳米气泡水处理技术及工程应用

臭氧氧化在污废水深度处理过程中发挥重要作用。微纳米气泡可赋予臭氧更高的溶解传质效率和更多的羟基自由基产量，臭氧微纳米气泡在水处理领域具有广阔应用前景。广东汇祥环境科技有限公司湛蛟技术总监在2023年8月19日举办的“先进水技术博览（Part 11）”上，系统介绍了臭氧微纳米气泡水处理技术的原理以及在水处理领域的工程应用。

微纳米气泡是指直径不足100 μm的小气泡，其具有比表面积大、水中停留时间长、传质效率高等特点。上述特点使得微纳米气泡在传质、传热等气液界面过程中有明显优势。

臭氧具有强氧化性，且在水中可短时间内自行分解，没有二次污染。但传统臭氧气泡因为其半衰期短、传质效率和氧化效率较低、选择性高、运行成本高等问题，使得臭氧在水处理领域的应用推广受到了限制。

臭氧与微纳米气泡相结合可以赋予臭氧气体更高的溶解传质效率以及更多的羟基自由基产生量。针对聚乙烯醇PVA的研究结果表明，传统臭氧气泡在酸性条件下难以矿化PVA，而微纳米气泡臭氧在酸性条件对PVA的矿化率可提升至30%。

臭氧微纳米气泡水处理技术在实际应用中显示出明显优势。例如，日本宫城县鱼糕工厂废水排水量为 200-300 m³/d、COD为 2500-2800 mg/L，改造前工厂采用活性污泥法，出水不能稳定达标而且会排放大量的剩余污泥。改造后采用臭氧微纳米气泡单独处理，出水生物需氧量和化学需氧量（COD）低至10 mg/L。江苏某印染园区污水处理厂（3.0万m³/d，臭氧氧化工艺段进水COD为110mg/L），改造前采用微孔盘曝气，COD去除率约29.0%，臭氧投加当量为4.0 kg-O₃/kg-COD。采用微纳米臭氧处理后，COD去除率提升至55.5%，臭氧投加当量降低至1.4 kg-O₃/kg-COD。

今后应进一步探索如何实现更高的O₃溶解传质效率及更多的·OH产量，从而进一步提高污染物去除效率并减少臭氧投加量。

2023年8月19日上午，由中国环境科学学会水处理与回用专业委员会主办，中国科学院过程工程研究所联合主办，四川大学建筑与环境学院协办的技术沙龙“先进水技术博览（Part 11）”（WaterTech.）成功举行。技术沙龙采用网络会议的形式进行，中国科学院过程工程研究所谢勇冰研究员主持了会议。广东汇祥环境科技有限公司湛蛟技术总监和天津万峰环保科技有限公司设计部杜静轩部长分别作了题为《臭氧微纳米气泡水处理技术及工程应用》和《污水臭氧催化氧化深度处理技术规程及工程应用》的精彩报告，来自水处理领域的专家、学者、工程技术人员和学生等6400余人通过腾讯会议、再生水视频号、环境工程视频号、中国给水排水视频号、尚云互联和蔻享学术等直播平台参加了此次沙龙。

湛蛟

广东汇祥环境科技有限公司 技术总监。