臭氧在水处理技术中的应用

Posted 2023-01-14 臭氧

篇首语：人生难得几回搏，此时不搏待何时。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了臭氧在水处理技术中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

随着水源污染的加剧和水质标准的提高，针对常规处理工艺的不足，各种氧化技术应运而生，臭氧化技术正逐渐引起人们的关注。臭氧1886年由法国最早进行技术研究，20世纪80年代末臭氧开始使用，臭氧的氧化能力极强，氧化还原电位为2 .07 V，在碱性溶液中仅次于氟。它可以氧化多种化合物，而且具有耗量小，反应速度快、不产生污泥等优点，因此被成功地应用于饮用水深度处理、养殖用水和泳池水处理并扩展到矿泉水生产等领域。让我们来看看臭氧的特性：

1　改善感官指标

大量研究和应用实践证实臭氧具有很强的脱色、嗅、味能力。能有效改善水的感官指标。

水的色度主要由溶解性有机物、悬浮胶体和颗粒物引起，其中光吸收和散射引起的表色较易去除，溶解性有机物引起的真色较难去除。致色有机物的特征结构是带双键和芳香环，代表物是腐殖酸和富里酸。臭氧通过与不饱和官能团反应、破坏碳碳双键而去除真色，去除程度取决于臭氧投加量和接触条件；同时臭氧可氧化铁、锰等无机呈色离子为难溶物；臭氧的微絮凝效应还有助于有机胶体和颗粒物的混凝，并通过颗粒过滤去除致色物。

水的嗅味主要由腐殖质等有机物、藻类、放线菌和真菌以及过量投氯引起，现已查明主要致臭物有土臭素、2-甲基异冰片、2，4，6-三氯回香醚等。一般水中异臭物质的阈值仅为0.005～0.01 μg/L；臭氧去除嗅味的效率非常高，一般1～3 mg/L的投加量即可达到规定阈值。

2　消毒杀菌

　　臭氧作为一种强氧化剂，它具有很强的消毒灭活能力，对一般细菌、大肠菌、病毒等特别有效。其杀菌能力比氯系列消毒剂要强几十倍到数百倍，各种常规消毒剂的杀菌能力次序为：

O3>CIO2>HOCI>OCI->CI->CI->NHCI>NHCL3。

当臭氧浓度为0.01mg/L时,1分钟以下的接触时间即可杀死纯水中大肠杆菌,对于饮用水,最佳的臭氧数量为1-4mg/L[1]，若要是99.9%的细菌和病毒失活则接触时间约为10-12分钟。　70年代以后，人们逐渐认识到氯消毒会产生有害副产物THM。从而臭氧代替氯进行消毒的应用大幅度增加。同时有研究表明：有代表性的有害氯化消毒副产物(DBPs)主要为三卤甲院(THMs)和卤乙酸(HAAs)等，臭氧化通过两个途径控制DBPs：一是直接去除DBPs的前驱物质；二是转化前驱物质，从而利于后续工艺的的协同去除。

3　控制藻类

藻类问题普遍存在于世界各国的水处理实践中。藻类含量高时会影响混凝和沉淀，增加混凝剂量；堵塞滤池，缩短滤池过滤周期，致臭并产生藻毒素，和氯作用形成氯化消毒副产物，降低饮用水安全性。臭氧氧化作用之一是溶裂藻细胞，二是杀藻，使死亡的藻类易于被后续工艺去除。臭氧投加量直接影响藻细胞的溶裂程度。

4 铁、锰和硫化氢、硫化物的去除

臭氧可以使有机物状态的铁的聚合物（腐蚀铁化合物）迅速氧化并发生沉淀，结合砂滤方法可有效去除铁,而臭氧除锰时不需要通常所需的高PH值，甚至在PH为0.5这样低的情况下就可以发生完全氧化。臭氧还是去除水中硫化氢和硫化物的一种简单而又有效的方法。

总而言之，臭氧氧化技术用于脱色除臭、控制氯化消毒副产物、去除藻类和藻毒素、助凝、消毒杀菌、初步去除或转化有机污染物等，已在国内外不少水厂和居民饮用水中得到应用。