《北京市水污染防治技术目录》（2017版）发布（全文）

技术名称

大功率板式臭氧发生器及其污水深度处理技术与装备

技术依托单位

北京科慧德自动化技术有限公司

适用范围

饮用水深度处理、污水处理、黑臭水体治理臭气氧化降解、高浓度有机废水预处理、难降解污水深度净化、杀菌消毒等领域。

技术内容

一、基本原理

臭氧是一种具有极强氧化能力和杀菌能力的无污染强氧化剂，主要作用是氧化分解、杀菌杀毒和脱色除味。臭氧的氧化能力极强，且反应产物是氧气，是一种高效清洁的强氧化剂。板式臭氧发生器以放电小单元为基本组合单位，由 1-25 个放电单元组合为不同产能的反应堆，由 1-3 个反应堆形成单机主体，由多个单机主体可形成主机阵列形成超大型臭氧发生器。具有臭氧浓度高、能耗低、体积小、组合方便、运行可靠、维修方便等特点。通过调整产品的频率、组合单元数量等技术参数可用于环保领域的各个场合。系统包括臭氧发生器、检测仪器仪表、PLC与电气控制模块，冷却水装置、供气气源、臭氧投加装置、尾气处理与回收装置等.其中臭氧发生器包括电源模块以及放电室模块。系统框架如下图所示。

二、工艺流程

大功率板式臭氧发生器系统包括臭氧气体和被处理水接触的接触池，把臭氧气体变成微小气泡的钛合金微孔扩散器，安装微孔扩散器并向所有的微孔扩散器均匀提供臭氧气体的布气导管，调节臭氧气体流量的阀门及流量计，双向透气安全阀、调节阀、消泡除雾器及各种控制监测仪表等主要设备。

污水深度处理单元自二沉池出水到臭氧接触池，进行臭氧投加。系统运行生成臭氧后，通过臭氧发生器连接的臭氧浓度检测仪监测臭氧浓度，通过气路的臭氧管道输送到污水处理区域的臭氧投加装置。臭氧接触池出水段安装液相臭氧浓度检测仪，检测并控制主臭氧投加量。臭氧接触池装设尾气臭氧浓度检测仪，以监测臭氧吸收率。

三、关键技术

1、独特的板式结构：发生器的放电室是板式结构，板式结构的优势在于容易实现模具化生产、高精度加工、面与面间紧密结合的小体积结构，便于维修保养，各个部件都可独立互换、且性能不受影响。为模块化化提供了可靠保证。

2、安全性高：臭氧发生器放电室采用非压力容器设计，在气压大于等于0.1MP可安全正常工作，不会有爆炸现象产生；所有放电单元不需要放置于压力容器中，为实现灵活调整臭氧产量的目标打下了基础。

3、可靠性、稳定性高、模块化：采用模块化的整体技术方案是目前最为安全、可靠、稳定的解决方案，较之传统的大功率电源设计，不会在部分放电单元故障时出现系统停机现象，独立对应电源设计，即使在某个放电单元模块出现故障时，也不会使整个臭氧发生器瘫痪 。

 4、臭氧浓度不衰减：臭氧发生器的放电通道表面采用了特殊的陶瓷化处理工艺，与传统结构材料相比，在长期连续运行过程中，陶瓷化处理的放电通道表面不会形成金属氧化物，不会被等离子体腐蚀。臭氧浓度不会衰减。放电电极全陶瓷化处理，无等离子腐蚀产生，臭氧浓度不下降，性能指标稳定。

5、运行成本低：臭氧发生器采用高频电源，通过提高频率减小了变压器的体积，从而减小了变压器本身的损耗，更好地实现了节能降耗。 预期功率因数可以达到0.99。单位功耗优于同类产品水平。在浓度150mg/l时，预期单位电耗小于7.0kw，与传统管式臭氧发生器相比，节电可达20~30%。

6、无需冗余备份：常规方案为N+1，即为实际需要量加上备用量，本方案为N+0，即为只需要实际使用量，不需要备用量，可以为用户节省采购成本。

四、水污染防治效果

以2.4万吨/天工业污水深度处理为例，采用臭氧产量为50kg/H的臭氧发生器，每立方污水投加量为50克，一公斤臭氧的电耗为9.8KW/h（包含制氧机）,该污水厂用的是自备电厂的电，电价为0.5元每度，处理一立方污水的费用为9.8×0.5÷20=0.245元。每小时可以处理水量为1000m³,每小时的运行费用为9.8×0.5×50=245元，一天的运行费用为245×24=5880元。

臭氧浓度在140-160mg/L之间，经过絮凝沉淀和生化反应后，臭氧反应池进水的色度基本维持在90~110倍左右，臭氧的投加量平均为50~60g/m3，出水色度基本维持在30倍左右，进水的COD 平均在60mg/L左右，出水COD降至30~40mg/L。

技术来源和知识产权

本技术系自主研发，具有全套自主知识产权，共获得国家专利8项。

专利：

整定臭氧发生装置输出功率的方法及装置 ZL201610394828.9

催化式臭氧尾气破坏器，ZL201520616064.4

高效模块化平板式臭氧发生放电单元 ZL201520300591.4

一种一体化集成污水处理装置, ZL201620765161.4

一种臭氧投加水处理实验装置，ZL201620766009.8

专用臭氧发生器高压电极盒，ZL201520616063.X

新型模块化板式等离子臭氧发生器，ZL201520616062.5

一种容性负载高频高压电源，ZL201620764846.7

获奖：

2016年北京市科技进步二等奖（新型环保关键控制技术与大功率高效板式臭氧发生器研发及应用）

2016年中国仪器仪表学会科技成果奖（“微间隙板式臭氧发生器及谐振电源关键技术研发”）

示范应用情况

目前，该技术成果已在污水处理厂深度处理和黑臭水体整治领域广泛应用，在广东、江苏、黑龙江、北京形成一批示范工程项目，用于污水深度处理规模达到10万m3/d，以及佛山市黑臭水体治理项目，对于提升出水水质和改善水环境均取得了良好的应用效果。

典型案例

编辑：赵凡