COP高级氧化技术在印染废水深度处理中的应用
摘要：本文详细介绍了COP高级氧化技术的工作原理、适用性、处理水质效果等，并通过案例分析加以论证技术的可行性，对印染行业废水处理和回用具有积极的指导意义。
关键词：COP 高级氧化 催化 提高可生化性 深度处理 提标
一、概述
目前废水处理最常用的生物处理方法，对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难，而高级氧化法可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还在环境类激素等微量有害化学物质，能够使绝大部分有机物完全矿化或分解，高级氧化技术是一种废水处理方法。其最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·HO的链式反应，或者通过生成有机过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O, 从而达到氧化分解有机物的目的。
COP高级氧化技术是基于工业废水深度处理基础上开发成型，在废水中通入臭氧，在催化剂和臭氧协同作用下，将水中大分子有机物分解为小分子物质，提高水体的可生物降解性，或将有机物直接矿化生成CO2 、H2O和N2等，将有机物彻底降解为二氧化碳、水，不会产生二次污染，达到净化的目的。
二、适用领域
■ 印染废水-直排 ■ 化工废水-直排
■ 市政污水-地表水四类 ■ 零排放-高倍浓缩预处理
■ RO浓水-深度处理 ■ 渗滤液-提高生化性、有机物减量
三、技术目的
该技术广泛应用于印染、化工、市政、焦化、造纸、医药等行业的废水处理，预期可达到两个目的：
（1） 作为预处理提高可生化性，提高后续生化处理的处理效果；
（2） 作为生化后端的深度处理，彻底降解COD和色度，提高出水水质，达国家一级排放新标准（COD<50mg/L）或回用水要求。
四、技术特点
应用范围广：能有效地氧化分解不同种类和浓度的有机物质
将有机物彻底降解为二氧化碳、水，不会产生二次污染
占地面积小，运行成本低：实际接触反应时间1～2h，臭氧消耗量一般为0.6～1.2KgO3/KgCODCr
不加药，无污堵，无污泥：气水上向流化，有机物直接矿化，无残渣污泥
建设周期短、投运快：设施结构简单紧凑，建设方便，无需长时间调试，直接投入运行
自动运行，稳定高效：设施投运后可实现全自动运行，CODCr经济去除率为40～60%
五、COP装置工艺路线图及原理说明
1. COP装置工艺路线图
工艺说明
废（污）水经过预处理满足COP进水水质要求后通过原水泵提升至COP装置依次流经反应器1和反应器2，在催化剂和臭氧协同作用下去除污染物质净化水质，再自流进入催化剂固定床，消耗残余臭氧并拦截破碎催化剂，出水自流进入清水池，清水池的水排放或再处理后回用。脱离水体的臭氧通过引风机进入尾气消除装置，彻底消除后排入大气。
六、COP专有催化剂
经过多年研究应用，公司已研发出多款适用于各类水的专有催化剂，有针对性的提高处理效果，降低运行成本。
七、COP装置深度处理效果
八、以COP技术为核心的印染废水处理工艺流程
工艺流程图
工艺流程说明
生产车间废水通过收集后自流进入格栅集水池，用泵提升至冷却塔（低温季节超越冷却塔）降温后进入调节池，调节池内设置搅拌设施，对废水进行均质均量调节，再用泵提升至物化处理设施（气浮或沉淀），去除COD、SS等物质，净化后的水体自动调节pH后自流进入生化处理系统（生化处理系统根据废水实际水质确定处理工艺），出水进入（自流或用泵提升）物化处理设施（气浮/过滤或沉淀/过滤），出水自流进入COP处理设施，通过催化剂和臭氧协同作用，降解水中色度、COD、氨氮、苯胺等还原性有机物质，净化后的水体自流进入初级回用池，通过水泵回用至厂内用水点或外排。
一般我们在初级回用之后会设置膜处理脱盐工艺，一者可避免初级回用水的长期回用带来厂内生产废水（待处理废水）电导率（盐分）累积对生化处理系统的不利影响；再者，可为生产车间提供部分水质要求较高的生产用水，满足生产工艺需求。膜处理一般采用“超滤+反渗透”工艺，反渗透浓水中污染物质会得到不同程度的浓缩（根据实际低盐水回收比例计算），初级回用水水质指标制定过高，会导致整体水处理成本升高，如需反渗透浓水达到直接排放标准（GB4287-2012 2015修中表3），一般考虑对反渗透浓水（高盐水）进行高级氧化再处理，确保排放水质稳定达标。
各段解决的问题及进出水水质说明（以某类染色废水为例）
| 工艺段名称 | 解决问题 | 进出水水质 |
| 格栅集水池 | 大块悬浮物等 | pH7～11，CODCr≤3000mg/L，色度≤800倍，总锑≤0.6mg/L，水温50~60℃，SS≤400mg/L，苯胺≤6mg/L，电导率≤7000μS/cm |
| 冷却调节池 | 温度、系统水质均匀度 | pH7～11，CODCr≤3000mg/L，色度≤800倍，总锑≤0.6mg/L，水温30~35℃，SS≤400mg/L，苯胺≤6mg/L，电导率≤7000μS/cm |
| 物化处理设施 | pH、总锑、SS、疏水性物质 | pH7～8，CODCr≤1000mg/L，色度≤400倍，总锑≤0.1mg/L，水温30~35℃，SS≤100mg/L，苯胺≤6mg/L，电导率≤7000μS/cm |
| 生化处理设施 | 色度、氨氮、总氮、COD、BOD、AOX等 | pH7～8，CODCr≤200mg/L，色度≤80倍，总锑≤0.1mg/L，水温30~35℃，SS≤100mg/L，苯胺≤1mg/L，电导率≤7000μS/cm |
| 物化处理设施 | pH、硫化物、SS、疏水性物质 | pH7～8，CODCr≤100mg/L，色度≤80倍，总锑≤0.1mg/L，水温30~35℃，SS≤60mg/L，苯胺≤1mg/L，电导率≤7000μS/cm |
| COP处理设施 | 色度、苯胺、COD等有机物和氨氮等 | pH7～8，CODCr≤50mg/L，色度≤20倍，总锑≤0.1mg/L，水温30~35℃，SS≤10mg/L，苯胺≤0.03mg/L，电导率≤7000μS/cm |
| 膜处理设施 | 盐分等 | pH7～8，CODCr≤10mg/L，色度≤10倍，SS≤5mg/L，电导率≤350μS/cm |
| 高盐水再处理设施 | COD等还原性物质 | pH7～8，CODCr≤60mg/L，色度≤30倍，总锑≤0.1mg/L，SS≤20mg/L，苯胺≤0.03mg/L |
与其他工艺对比
| 项目 | 适用范围 | 处理效果 | 占地面积 | 工程投资 | 运行费用 | 剩余污泥 |
| COP高级氧化工艺 | 预处理和深度处理 | 好 | 小 | 较高 | 低 | 无 |
| 臭氧-生物滤池工艺 | 深度处理 | 较好 | 大 | 较高 | 较低 | 有 |
| 臭氧-活性炭过滤工艺 | 深度处理 | 一般 | 小 | 较高 | 高 | 无 |
| 芬顿工艺 | 预处理和深度处理 | 较好 | 较大 | 较高 | 高 | 有 |
| 铁碳流化工艺 | 预处理 | 一般 | 小 | 高 | 较高 | 有 |
| 光催化氧化 | 深度处理 | 一般 | 较大 | 较高 | 较低 | 无 |
| 湿式氧化 | 预处理 | 好 | 较大 | 高 | 高 | 无 |
九、技术应用实例
概述
坯布染色企业，染色废水预处理后出水CODCr80~100mg/L，色度60~80倍，pH6~8，苯胺0.5~1.2mg/L，SS60~100mg/L，电导率1200~1600μS/cm，总硬度30~100mg/L，总废水量5000吨/天，24h连续运行。预处理出水用泵提升至COP装置，催化氧化接触时间约3.0h，出水进入清水池，再用泵提升至后续膜处理系统（UF+RO）。UF和RO膜三年化学清洗12次，膜处理通量三年保持正常范围。
工艺
COP装置水质水量指标
| 项目 | 水量
（吨/天） | 占地面积（m2） | 电耗（KwH） | pH | CODCr（mg/L） | 色度
（倍） | 苯胺（mg/L） | SS
（mg/L） |
| 进水水质 | 5000 | 300 | 70 | 6～8 | 80～100 | 60～80 | 0.5～1.2 | 60～100 |
| 出水水质 | 6～8 | ≤50 | ≤20 | ≤0.03 | ≤10 |