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一  臭氧氧化在污水廢水處理中的應(yīng)用

（一） 臭氧在污水處理中的作用：

        1.降解難降解的大分子及有機(jī)物；臭氧可以分解難生物降解的有機(jī)物和三致物質(zhì)，提高污水的可生化性。

        2.脫色、除味；臭氧去除污水中的色、嗅、味和酚氯等污染物，增加水中的溶解氧，改善水質(zhì)。

        3.殺菌；臭氧是優(yōu)良的氧化劑 ，可以殺滅抗氯性強(qiáng)的病毒和芽孢；

        4.降解COD、BOD。

（二） 污水廢水臭氧化的發(fā)展前景

        臭氧處理技術(shù)的發(fā)展可從兩方面來看：一是臭氧作為預(yù)處理或后處理與其他處理方法的聯(lián)合使用，如絮凝、氣浮、生化等；二是臭氧處理單元自身的發(fā)展，如光催化、金屬催化氧化等。

        臭氧與其他處理方法聯(lián)合的工藝流程有很多形式，如：①O3+生化（活性污泥、生物活性炭法）；②O3+絮凝+膜處理；③O3+膜處理；④O3+氣?。ù得摚虎軴3+活性炭吸附；⑥O3+絮凝+O3。臭氧處理單元自身有以下幾種形式：①O3；②O3/H2O2；③O3/H2O2/UV；④O3/UV；⑤O3/固體催化劑（固體催化劑如活性炭、金屬及其氧化物）。

（三） 臭氧/活性炭技術(shù)

        活性炭在反應(yīng)中，可能如同堿性溶液中OH-作用一樣，加速臭氧分解生成如·OH等自由基。作為催化劑，活性炭與臭氧共同作用降解微量有機(jī)污染物的反應(yīng)同其他涉及臭氧生成·OH的反應(yīng)（如提高PH值、投加H2O2、UV輻射）一樣，屬于氧化技術(shù)。 

（四） 臭氧生物活性炭作用及應(yīng)用

        臭氧生物活性炭對(duì)有機(jī)物的去除包括三個(gè)過程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在對(duì)有機(jī)物的去除上，先發(fā)揮臭氧的強(qiáng)氧化能力，將有機(jī)物氧化成可被生物降解的小分子有機(jī)物，接著利用活性炭良好的吸附性能將其吸附，再由吸附在活性炭上的生物對(duì)吸附的有機(jī)物進(jìn)行生物降解，而臭氧分解后產(chǎn)生的氧，提高水中的溶解氧，使水中溶解氧常呈飽和狀態(tài)或接近飽和狀態(tài)，又為活性炭處理中的生物降解除提供必要條件。這一臭氧與顆?；钚蕴繛V池相結(jié)合的臭氧生物活性炭凈水處理工藝（BAC法），一般置于凈水常規(guī)處去除水中的有機(jī)物，且由于應(yīng)用了生物技術(shù)，大大延長了活性炭的運(yùn)行同期。

二、工業(yè)廢水的臭氧氧化處理

（一） 臭氧在污水處理中的原理

        臭氧具有很強(qiáng)的氧化力，目前是已知zui強(qiáng)的氧化劑之一。 臭氧在污水處理中的用途是zui廣泛的，其原理都是利用的臭氧的強(qiáng)氧化性。臭氧分解后，分解為氧氣，無二次污染。

無論是飲用水還是廢水，臭氧與簡單或者復(fù)雜的有機(jī)物反應(yīng)后得到一些相同的產(chǎn)物：乙醛、羧酸、脂肪族、芳香族及其他的氧化物形成。這些產(chǎn)物很容易生化降解，而且沒有明顯的毒性。

        臭氧不僅能氧化水中的無機(jī)物，如CN-、NH3等，而且能氧化難以生物降解的有機(jī)物，如芳烴化合物等。臭氧化反應(yīng)的途徑有兩條：其一是臭氧通過親核或親電作用直接參與反應(yīng)；其二是臭氧在堿等因素作用下，通過活潑的自由基，主要有·OH與污染物反應(yīng)。臭氧能與許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)：C==C、C≡C、芳香化合物、雜環(huán)化合物、碳環(huán)化合物、==N-N、==S、C≡N、C-N、C-Si、-OH、-SH、-NH2、、-CHO、-N==N-等。臭氧破壞和去除廢水中污染物的作用已被廣泛研究，對(duì)有機(jī)物臭氧化的產(chǎn)物也進(jìn)行了一些研究。研究表明，臭氧化產(chǎn)物主要是一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸類有機(jī)小分子。

臭氧技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

（二）污水處理工藝流程及臭氧投加方法

        污水處理一般分為三個(gè)處理階段：1.機(jī)械處理；2.生化處理；3.深度處理。臭氧投加在污水處理的深度處理階段，在深度處理階段的消毒池或清水池，投加方法為，從水池中取水通過增壓泵和水射器再回流到水池中，在水池中使臭氧和水充分接觸，延長臭氧和水的接觸時(shí)間，把多余的尾氣分離出來，臭氧接觸池密封，收集的尾氣通過尾氣口排到室外或接上尾氣毀滅裝置。

三、醫(yī)院污水臭氧處理

        臭氧對(duì)幾乎所有細(xì)菌繁殖體、芽飽、真菌、菌毒、原蟲如綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色球菌、霍亂弧菌、結(jié)核桿菌和蠕蟲卵都有很強(qiáng)的殺滅能力。

        醫(yī)院污水狀況復(fù)雜，在消毒前須做好預(yù)處理，一般一級(jí)處理出水的臭氧投加量為30-50mg/l，二級(jí)出水臭氧投加量為15-20mg/L ，經(jīng)二級(jí)處理后再用臭氧消毒。

        臭氧消毒處理的主要優(yōu)點(diǎn)：

        1、 性：擴(kuò)散均勻，包容性好，克服了紫外線殺菌存在諸多死角的弱點(diǎn)，可快速的消毒滅菌；殺菌能力強(qiáng)，作用快，殺菌速度比氯快600--3000倍，可以殺滅抗氧化性強(qiáng)的病毒和芽飽。

        2、 受污水PH值和水溫的影響較小。

        3、 可以去除水中的色、嗅、味和酚氰等污物，增加水中的溶解氧，改病況水質(zhì)。

        4、 可以分解難生物降解的有機(jī)物和三致物質(zhì)，提高水的可生化性.

        5、 高潔凈性。臭氧具有自然分解的特性，消毒后不存在任何殘留物，無二次污染，不產(chǎn)生有致癌作用的鹵代有機(jī)物。

        6、 臭氧的制備，僅需空氣、氧氣和電能，不需要任何輔助材料和添加劑，不存在原料的運(yùn)輸和貯存問題。  

四、其它污水臭氧處理

        1、 紡織印染污水

　　采用*的臭氧+超聲強(qiáng)化+生化處理工藝，去除偶氮染料脫色效果好，有機(jī)物去率高，有效地處理高濃度PVA褪漿污水。

        2、 制革污水

　　針對(duì)制革污水有機(jī)物濃度高的特點(diǎn)，采用物化+生化處理方法，生化段采用A-O工藝，對(duì)該類污水的處理效果良好。

        3、 化工污水

　　對(duì)含苯、酚、氰化wu等有毒物質(zhì)的化工污水，采用臭氧處理工藝，有效地去除了這此有害物質(zhì)。

        4、 食品污水

　　采用A-O工藝處理食品污水，操作運(yùn)行簡單，占地面積小，處理效果好。

五、直接影響臭氧系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)過程的因素 

        1、 影響臭氧濃度和產(chǎn)率的因素：

        空氣（富氧空氣或氧氣）的濕度、溫度、流量、壓力、發(fā)生器功率等條件都含導(dǎo)致臭氧濃度和產(chǎn)率的變化

        2、 臭氧氧化難降解有機(jī)物的反映途經(jīng)：

       其一、臭氧通過親核或親電作用直接參加反應(yīng)。具有直接氧化有機(jī)物、反應(yīng)較慢、有選擇性、有直接氧化產(chǎn)物產(chǎn)生特征。

       其二、臭氧在堿性環(huán)境等因素作用下，通過活潑自由基主要是·OH-與污染物反應(yīng)，具有氧化有機(jī)物速度快、無選擇性、間接氧化產(chǎn)物特點(diǎn)。因?yàn)镺H是臭氧基型鏈反應(yīng)的引發(fā)劑：反映式為：O3+OH- 

      3、臭氧投放量對(duì)氧化反應(yīng)的影響：

        臭氧投放量對(duì)污染物去除有著重要的作用，在污染物濃度一定時(shí)，通常是臭氧投放量越大，去除效率越高，去除率增加，對(duì)于該有機(jī)廢水臭氧化*調(diào)試數(shù)據(jù)2.8～4.2mg臭氧/mg污染物。因此，處理難降解有機(jī)污染、高濃度和大產(chǎn)率都需要，高濃度和小產(chǎn)率顯然不適，低濃度和小產(chǎn)率更不適。

      4、時(shí)間對(duì)臭氧氧化反應(yīng)的影響： 

       實(shí)驗(yàn)表明，通常接觸時(shí)間在臭氧濃度≥40mg/L時(shí)，為5～10分鐘為宜。時(shí)間過短、反應(yīng)不*、給后續(xù)工藝帶來負(fù)擔(dān)，時(shí)間過長，如超過15分鐘，反應(yīng)過頭出現(xiàn)色度加深現(xiàn)象且影響水處理效率。因此，應(yīng)選擇合適的反應(yīng)時(shí)間。

       5、PH值對(duì)臭氧氧化反應(yīng)的影響：

         （1）臭氧本身氧化能力強(qiáng)弱與PH值有關(guān)，臭氧分子中的氧原子本身具有強(qiáng)親電子或質(zhì)子特征，直接表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性能。臭氧在水中的分解速度隨PH值提高而加快。如果PH提高一個(gè)單位，臭氧分解大約會(huì)快三倍，從而產(chǎn)生更多的·OH，可見堿性條件下對(duì)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的·OH多么重要！

        （2）廢水中有機(jī)物物理、化學(xué)性質(zhì)與PH值有密切關(guān)系。

        （3）臭氧吸收率與PH值有一定的關(guān)系，通常認(rèn)為堿性條件吸收要優(yōu)于酸性條件。

        （4）PH值在全部臭氧氧化過程中的變化主要表現(xiàn)在中性（PH=7）或堿性（PH＞7）條件下，PH值隨氧化過程進(jìn)行呈下降趨勢，其原因是有機(jī)物氧化成小分子有機(jī)酸醛類物質(zhì)。因此，要加強(qiáng)臭氧氧化反應(yīng)，應(yīng)不斷進(jìn)行PH值調(diào)節(jié)偏堿進(jìn)行。

        6、臭氧氧化特征的堿性環(huán)境形成條件：

        臭氧氧化的溶液中：臭氧、臭氧+H2O2、臭氧+紫外線、臭氧+H2O2+紫外線幾種方式都可成為堿性化環(huán)境，針對(duì)不同難降解有機(jī)物特點(diǎn)可選擇工藝不同方式。