水處理中臭氧氧化技術的探討

① 臭氧在水處理中的應用

一、概述
目前，在我國瓶裝飲用水市場上，主要有礦泉水和純凈水兩種飲用水。在飲料市場上，各種飲料的主要成分均為水，稱為飲料用水。在此，就礦泉水和純凈水兩種飲用水及飲料用水的消毒殺菌工藝做以概述。
在水質處理過程中，大部分微生物已被去除，但即使是採用微濾、超濾等方法處理水時，水中的細菌物質也不能全被去除。而一般的水質處理方法更不能除盡微生物。為確保產品在保質期內合格，保證消費者的健康，在製造飲料，特別是製造碳酸飲料、礦泉水、純凈水以及包裝後不再進行二次滅菌的果汁飲料時，必須對水進行消毒處理，並要注意貯罐、管道、閥門等衛生狀態，防止對水產生二次污染。
水消毒的目的是殺滅水中的致病菌，並使水中的細菌含量符合規定標准。常用的水消毒方法是氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。
二、消毒原理
氯消毒包括液氯、漂白粉、次氯酸鈉、氯胺。其消毒原理是氯在水中會產生如下反應：
Cl2 + H2O → HCl + HOCl → 2H+ + Cl- + OCl-
反應生成的次氯酸具有很強的穿透力，能迅速穿過微生物的細胞膜，進入微生物體內，破壞微生物體內的系統使之失去的活力而致死。另一方面，次氯酸性質很不穩定，即容易放出新生態氧[O]，新生態氧與銨鹽、硫化氫、氧化亞鐵、亞硝酸鹽以及有機物腐敗後產生的物質相結合，對水中有機物和一些無機物等起氧化作用，從而抑制了依靠這些物質為營養的大部分微生物的生長，因此一般認為次氯酸具有主要的滅菌作用。而反應中生成的次氯酸根殺菌力較弱，不具有次氯酸穿透微生物細胞膜的能力，因此其消毒作用遠低於次氯酸。
紫外線消毒的原理是紫外線的光譜波長在490nm -140nm范圍內具有殺菌能力。微生物受到紫外線照射後，氣體內的核蛋白質會因吸收紫外線光譜能量而變性，引起新陳代謝障礙，從而喪失繁殖能力。當照射劑量增大一定量時，微生物細胞被破壞致死。紫外線對澄清透明的水有一定的穿透力，因此能使水消毒。
臭氧消毒的原理是臭氧在水中發生氧化還原反應，產生氧化能力極強的單原子氧（O）和羥基（OH），瞬間分解水中的有機物質、細菌和微生物。羥基（OH）是強氧化劑、催化劑，可使有機物發生連鎖反應，反應十分迅速。羥基（OH）對各種致病微生物有極強的殺滅作用。單原子氧（O）也具有強氧化能力，對頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。
三、比較
自來水等飲用水在我國目前普遍使用氯劑消毒。而使用氯法有嚴重的二次污染問題存在。1973年起，荷蘭、加拿大、美國等國相繼發現用氯消毒後的自來水中會產生鹵代有機物（氯仿、氯胺等），經動物實驗證明有致癌危險。況且氯消毒易受溫度和PH值影響。余氯還會影響飲用水的口感，特別對於飲料用水，余氯會使碳酸飲料等飲料製品產生氯的臭味，並使飲料中的色素發生氧化，影響產品質量。
採用紫外消毒時，不同的對像菌致死所需的照射能量差異較大，另一方面原水水質對紫外殺菌效果也有影響，紫外線因在水中的穿透能力有限而難以達到理想效果。而且紫外消毒不能像余氯那樣維持消毒效果。
臭氧具有比氯更強的氧化消毒能力，不但可以較徹底地殺菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金屬離子以及多種有機物等雜質，如鐵、錳、硫化物、苯、酚、有機磷、有機氯、氰化物等，還可以使水除臭脫色，從而達到凈化水的目的。臭氧適應能力強，受水溫、PH值影響較小。臭氧適應范圍廣，不受菌種限制，殺菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。與氯不同的是殘余臭氧可以自行分解為氧氣，不會產生二次污染。臭氧處理後的水無色無臭，口感好，能改善飲用水品質。
故此，為了提高瓶裝飲用水的質量和延長保質期，國際瓶裝水協會（IBWA）建議採用臭氧處理。在臭氧處理前，瓶裝水一般用反滲透、納濾、超濾去除天然水中99%的有機物，降低臭氧的用量。

② 臭氧氧化在水處理過程中，投加量怎麼確定

3. 1 臭氧投加量的確定
為保證接觸裝置的設計合理、可靠，應通過模擬試驗取得設計參數。但是由於目前沒有原水中的COD 組分的詳細分析，也沒有臭氧投加量的小試數據，因而此處根據公開發表的文獻以及臭氧供應商的建議來確定臭氧投加量:《城市污水二級處理水臭氧深度處理初探》的實驗結果表明，臭氧對色度的去除非常有效，在臭氧消耗量為5mg/L 和反應時間為5min的條件下，出水色度為3 度以下，脫色率高達80%以上，其結論指出在臭氧氧化和生物處理組合工藝中，考慮到臭氧氧化的目標和經濟運行費用，臭氧氧化最佳設計運行參數建議為臭氧消耗量5mg/L，臭氧接觸氧化時間5~ 10min; 北京經濟技術開發區經開再生水廠(4 萬m3/d) 採用CMF+ O3 工藝，臭氧投加量為5~ 8mg/L，接觸時間約為34m in; 日本東京有明再生中心臭氧投加量為4. 9mg/L，出水色度小於10。綜合考慮本工程原水為一級A 出水，又經過自清洗過濾器和超濾膜處理，水體中的污染物含量以及色度會有所降低(西安建築科技大學在北京北小河污水處理廠利用二沉池出水直接進行超濾膜處理試驗，其試驗結論指出總大腸桿菌和糞大腸桿菌的去除率大於99%，對CODcr 的平均去除率為22. 63%，對色度的平均去除率為38. 52%，對氨氮的平均去除率為2. 42%) ，因而此處選用5mg/L 臭氧投加量，臭氧濃度為12%(質量比) ，接觸時間約為20min，純氧需要量為48m3/h。
3. 2 氧源的確定
臭氧發生器的氧源主要包括空氣、現場制氧。
採用空氣制臭氧，由於其效率低、能耗較高而多用於臭氧量非常小的情況，本工程採用現場制氧再制臭氧的方案，重點對現場制氧的方案進行比較。
(1) 常壓解吸變壓吸附制氧PSA(推薦)。由空壓機增壓,再生時放到常壓進行解吸，利用余壓將產生的氧氣供給用戶。
(2) 真空解吸變壓吸附制氧VPSA。由鼓風機供氣，供氣壓力較低，再生時需要設置真空泵抽真空進行解吸。
(3) 真空解吸制氧VSA。原理同VPSA，只是原料空氣進氣壓力低於VPSA，所以設備規模更大。

③ 水處理中臭氧與二氧化氯的應用比較

1.ClO2和O3都是高效的氧化消毒劑, 其氧化消毒能力受pH值及水中氨氮的影響均較小，回消毒都不會產生三氯甲答烷，，是液氯消毒的理想替代產品。
2. ClO2比O3具有更高的穩定性，同時又比氯具有更強的消毒能力；但氧化能力比O3差。但用銓聚臭氧消毒時，為了維持管網中的持續消毒能力，需要採用氯、氯胺、二氧化氯等作為輔助消毒劑。
3. 為避免生成三鹵甲烷難以去除，在原水腐殖質、藻類、酚含量高的水廠，建議使用ClO2或O3進行預處理。
4. 水處理中採用O3要比採用ClO2成本略高，但從水質來講，採用銓聚臭氧——活性炭工藝要比採用ClO2好。就經濟水平而言，這兩種改進水質的方法都是可以接受的，各水廠可以根據具體情況採用相應的的措施。
5. 由於ClO2和O3氧化能力都很強，並都具有毒性和腐蝕性，在使用中宜注意安全防護措施。

④ 如何有效使用臭氧氧化技術處理有機廢水

臭氧氧化作為一種有效的有機廢水處理技術,對難生物降解的有機回廢水具有良好的降解效果。臭答氧一般不能氧化徹底有機物,由此衍生了一系列的臭氧組合工藝,臭氧氧化和衍生技術在處理農葯廢水、焦化廢水、垃圾滲濾液、紡織印染廢水等難降解有機廢水中都得到了很好的應用。

⑤ 水處理 臭氧

理論上(20°C)臭氧在水中的半衰期為20分鍾，空氣中為40分鍾。但在實際的環境條件中，臭回氧不穩定自行分解的答速率非常快。分解成氧氣和游離氧 也會產生一些羥基 0H— 我剛新入的公司就是賣臭氧消毒機的。培訓資料中有以下說明：臭氧本身消毒效果並不理想，臭氧必須與空氣（或消毒對象）中的水分子結合轉化產生O和OH後才能發揮殺菌、消毒、除臭的作用，而臭氧水能無需再轉化能直接發揮功效

⑥ 臭氧在水處理中起到怎樣的作用

臭氧的作用相當於過氧化氫，臭氧可以提供活性氧原子，可以氧化水中的有機質，起到凈化水的作用。殺菌的效果也很明顯。

⑦ 臭氧可用於水的消毒凈化該過程是什麼變化

臭氧消毒是指以臭氧作為消毒劑的水處理技術。臭氧是一種強氧化劑，溶於水後，直接或利用反應中生成的大量羥基自由基及新生態氧間接氧化水中的無機物、有機物，並進入細菌的細胞內氧化胞內有機物，從而達到殺菌消毒、凈化水質的目的，與加氯消毒相比，臭氧消毒劑髦小、作用快、消毒效果更佳，同時可以改善水的口感和觀感[2]。
滅菌原理
臭氧是一種強氧化劑，滅菌過程屬生物化學氧化反應。O3滅菌有以下3種形式：
1.臭氧能氧化分解細菌內部葡萄糖所需的酶，使細菌滅活死亡。
2.直接與細菌、病毒作用，破壞它們的細胞器和DNA、RNA，使細菌的新陳代謝受到破壞，導致細菌死亡。
3.透過細胞膜組織，侵入細胞內，作用於外膜的脂蛋白和內部的脂多糖，使細菌發生通透性畸變而溶解死亡。
臭氧的介紹
臭氧是什麼
臭氧的分子式為O3。為天藍色腥臭味氣體，液態呈暗黑色，固態呈藍黑色。臭氧主要存在於距地球表面20公里的同溫層下部的臭氧層中。它吸收、阻擋並削弱對人體有害的短波紫外線，防止其到達地球。
臭氧的毒性
當環境中臭氧濃度偏高時，又是一種環境污染氣體，它是溫室效應氣體之一，殺滅細菌的同時也對人體細胞構成損傷，在靜電區，列印機旁，都應注意通風，避免臭氧濃度過高引起的毒性效應。
折疊
化學分子式為O3，三原子形式的氧。常溫、常態、常壓下無色，有腥臭的氣味，具有強氧化作用。所屬學科:大氣科學(一級學科);大氣化學(二級學科)
定義2:氧氣的同素異形體，每個分子由三個氧原子組成。當其存在於平流層時，有助於保護地球上的生物免受紫外線的傷害，而當其在地球表面附近時, 是城市光化學煙霧的一種組分，對植被和人類有傷害作用

⑧ 臭氧技術如何應用在市政污水處理中

臭氧技術如今已被廣泛應用於市政污水處理領域，臭氧處理法具有回佔地面積小、凈答化程度高、無二次污染、浮渣和污泥產生量較少等優點。我國部分城市包括北京等地已經採用臭氧污水處理法，但整體仍處於起步階段，各種相關的技術、配套工藝、設備乃至標准還不完善，是未來的重點發展技術。
臭氧用於市政污水處理的特點
臭氧具有強氧化能力，可以破壞有機污染物的分子結構從而達到改變污染物性質的目的，在一定條件下能提高常規工藝去除常量有機物的能力，具有較強的殺菌消毒作用，還具有除臭去味、褪色、去除鐵除錳等作用，能有效氧化分解有機物。
城市污水經二級處理後，水質得到改善，細菌含量也大幅度減少，但仍存在一定數量的細菌，必須去除這些微生物後，廢水才可以安全地排入水體或循環再用。隨著居民對生活品質要求的不斷提高，污水處理廠的二級處理出水對城市水體造成的影響引起了人們對健康和安全問題的更多關注。消毒是滅活這些致病生物體的基本方法之一，因此污水處理廠的尾水消毒已經成為污水處理中的重要工序，水處理專業人員也在不斷探索污水消毒的最佳方法，臭氧則是最佳的殺菌抑菌方案之一。

⑨ 臭氧在水處理中的操作方式

用紫外線吧。這種臭氧不適合用。如果都是國產的，我選紫外線而不是臭氧機。

⑩ 臭氧在水處理中起到怎樣的作用

1、臭氧在工業上起到的作用

工業上用電暈放電法來製取臭氧，這樣生產出來的臭氧適用於初步處理含烷基苯磺酸鈉、焦油、COD、BOD、污泥、氨氮等污染物的污水。

2、臭氧在生活上起到的作用

用於處理含Fe2+、Mn2+、氰、酚、親水性染料、細菌等生活污水。 由於水資源愈來愈緊張，工業及城市生活污水處理後經常回用，這就需要提高污水的處理標准。利用臭氧對水進行深度處理，可除掉水中各種雜質，從而達到回用標准。

3、臭氧在醫院污水起到的作用

臭氧處理醫院污水可消毒滅菌。若採用臭氧處理醫院污水，可截斷傳染源，免除後顧之憂。並且臭氧在幾分鍾之內可以將病毒全部殺死，比當量氯氣快200～3000倍。

4、臭氧在鍋爐循環水起到的作用

在循環冷卻水中，需對水進行深度處理，臭氧可以除去形成污垢的雜質，防止阻塞管道。當然，要達到此目的必須先將氨除盡，否則其還原性會分解殘余臭氧，不利於保持臭氧的氧化效率，通常殘余臭氧保持在0.5mg/L左右為宜。

5、臭氧在飲用水上起到的作用

採用臭氧消毒滅菌不存在任何對人體有害的殘留物（如用氯消毒有致癌的鹵化有機物產生），對提高飲用水的消毒質量問題非常有效。地表水中含有各種有機、無機以及各種細菌、病毒。地表水用臭氧進行深度處理後，基本上可以達到優質飲用水標准。

6、臭氧在其他水處理起到的作用

應用臭氧消毒游泳池水在國外十分普遍。經臭氧消毒後，游泳池池水清澈透明，徹底解決了氯消毒刺激眼睛、皮膚的問題。部分經濟發達地區也採用臭氧消毒游泳池水，效果較好。