水处理中臭氧氧化技术的探讨

① 臭氧在水处理中的应用

一、概述
目前，在我国瓶装饮用水市场上，主要有矿泉水和纯净水两种饮用水。在饮料市场上，各种饮料的主要成分均为水，称为饮料用水。在此，就矿泉水和纯净水两种饮用水及饮料用水的消毒杀菌工艺做以概述。
在水质处理过程中，大部分微生物已被去除，但即使是采用微滤、超滤等方法处理水时，水中的细菌物质也不能全被去除。而一般的水质处理方法更不能除尽微生物。为确保产品在保质期内合格，保证消费者的健康，在制造饮料，特别是制造碳酸饮料、矿泉水、纯净水以及包装后不再进行二次灭菌的果汁饮料时，必须对水进行消毒处理，并要注意贮罐、管道、阀门等卫生状态，防止对水产生二次污染。
水消毒的目的是杀灭水中的致病菌，并使水中的细菌含量符合规定标准。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、次氯酸钠、氯胺。其消毒原理是氯在水中会产生如下反应：
Cl2 + H2O → HCl + HOCl → 2H+ + Cl- + OCl-
反应生成的次氯酸具有很强的穿透力，能迅速穿过微生物的细胞膜，进入微生物体内，破坏微生物体内的系统使之失去的活力而致死。另一方面，次氯酸性质很不稳定，即容易放出新生态氧[O]，新生态氧与铵盐、硫化氢、氧化亚铁、亚硝酸盐以及有机物腐败后产生的物质相结合，对水中有机物和一些无机物等起氧化作用，从而抑制了依靠这些物质为营养的大部分微生物的生长，因此一般认为次氯酸具有主要的灭菌作用。而反应中生成的次氯酸根杀菌力较弱，不具有次氯酸穿透微生物细胞膜的能力，因此其消毒作用远低于次氯酸。
紫外线消毒的原理是紫外线的光谱波长在490nm -140nm范围内具有杀菌能力。微生物受到紫外线照射后，气体内的核蛋白质会因吸收紫外线光谱能量而变性，引起新陈代谢障碍，从而丧失繁殖能力。当照射剂量增大一定量时，微生物细胞被破坏致死。紫外线对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发生氧化还原反应，产生氧化能力极强的单原子氧（O）和羟基（OH），瞬间分解水中的有机物质、细菌和微生物。羟基（OH）是强氧化剂、催化剂，可使有机物发生连锁反应，反应十分迅速。羟基（OH）对各种致病微生物有极强的杀灭作用。单原子氧（O）也具有强氧化能力，对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。
三、比较
自来水等饮用水在我国目前普遍使用氯剂消毒。而使用氯法有严重的二次污染问题存在。1973年起，荷兰、加拿大、美国等国相继发现用氯消毒后的自来水中会产生卤代有机物（氯仿、氯胺等），经动物实验证明有致癌危险。况且氯消毒易受温度和PH值影响。余氯还会影响饮用水的口感，特别对于饮料用水，余氯会使碳酸饮料等饮料制品产生氯的臭味，并使饮料中的色素发生氧化，影响产品质量。
采用紫外消毒时，不同的对像菌致死所需的照射能量差异较大，另一方面原水水质对紫外杀菌效果也有影响，紫外线因在水中的穿透能力有限而难以达到理想效果。而且紫外消毒不能像余氯那样维持消毒效果。
臭氧具有比氯更强的氧化消毒能力，不但可以较彻底地杀菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金属离子以及多种有机物等杂质，如铁、锰、硫化物、苯、酚、有机磷、有机氯、氰化物等，还可以使水除臭脱色，从而达到净化水的目的。臭氧适应能力强，受水温、PH值影响较小。臭氧适应范围广，不受菌种限制，杀菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。与氯不同的是残余臭氧可以自行分解为氧气，不会产生二次污染。臭氧处理后的水无色无臭，口感好，能改善饮用水品质。
故此，为了提高瓶装饮用水的质量和延长保质期，国际瓶装水协会（IBWA）建议采用臭氧处理。在臭氧处理前，瓶装水一般用反渗透、纳滤、超滤去除天然水中99%的有机物，降低臭氧的用量。

② 臭氧氧化在水处理过程中，投加量怎么确定

3. 1 臭氧投加量的确定
为保证接触装置的设计合理、可靠，应通过模拟试验取得设计参数。但是由于目前没有原水中的COD 组分的详细分析，也没有臭氧投加量的小试数据，因而此处根据公开发表的文献以及臭氧供应商的建议来确定臭氧投加量:《城市污水二级处理水臭氧深度处理初探》的实验结果表明，臭氧对色度的去除非常有效，在臭氧消耗量为5mg/L 和反应时间为5min的条件下，出水色度为3 度以下，脱色率高达80%以上，其结论指出在臭氧氧化和生物处理组合工艺中，考虑到臭氧氧化的目标和经济运行费用，臭氧氧化最佳设计运行参数建议为臭氧消耗量5mg/L，臭氧接触氧化时间5~ 10min; 北京经济技术开发区经开再生水厂(4 万m3/d) 采用CMF+ O3 工艺，臭氧投加量为5~ 8mg/L，接触时间约为34m in; 日本东京有明再生中心臭氧投加量为4. 9mg/L，出水色度小于10。综合考虑本工程原水为一级A 出水，又经过自清洗过滤器和超滤膜处理，水体中的污染物含量以及色度会有所降低(西安建筑科技大学在北京北小河污水处理厂利用二沉池出水直接进行超滤膜处理试验，其试验结论指出总大肠杆菌和粪大肠杆菌的去除率大于99%，对CODcr 的平均去除率为22. 63%，对色度的平均去除率为38. 52%，对氨氮的平均去除率为2. 42%) ，因而此处选用5mg/L 臭氧投加量，臭氧浓度为12%(质量比) ，接触时间约为20min，纯氧需要量为48m3/h。
3. 2 氧源的确定
臭氧发生器的氧源主要包括空气、现场制氧。
采用空气制臭氧，由于其效率低、能耗较高而多用于臭氧量非常小的情况，本工程采用现场制氧再制臭氧的方案，重点对现场制氧的方案进行比较。
(1) 常压解吸变压吸附制氧PSA(推荐)。由空压机增压,再生时放到常压进行解吸，利用余压将产生的氧气供给用户。
(2) 真空解吸变压吸附制氧VPSA。由鼓风机供气，供气压力较低，再生时需要设置真空泵抽真空进行解吸。
(3) 真空解吸制氧VSA。原理同VPSA，只是原料空气进气压力低于VPSA，所以设备规模更大。

③ 水处理中臭氧与二氧化氯的应用比较

1.ClO2和O3都是高效的氧化消毒剂, 其氧化消毒能力受pH值及水中氨氮的影响均较小，回消毒都不会产生三氯甲答烷，，是液氯消毒的理想替代产品。
2. ClO2比O3具有更高的稳定性，同时又比氯具有更强的消毒能力；但氧化能力比O3差。但用铨聚臭氧消毒时，为了维持管网中的持续消毒能力，需要采用氯、氯胺、二氧化氯等作为辅助消毒剂。
3. 为避免生成三卤甲烷难以去除，在原水腐殖质、藻类、酚含量高的水厂，建议使用ClO2或O3进行预处理。
4. 水处理中采用O3要比采用ClO2成本略高，但从水质来讲，采用铨聚臭氧——活性炭工艺要比采用ClO2好。就经济水平而言，这两种改进水质的方法都是可以接受的，各水厂可以根据具体情况采用相应的的措施。
5. 由于ClO2和O3氧化能力都很强，并都具有毒性和腐蚀性，在使用中宜注意安全防护措施。

④ 如何有效使用臭氧氧化技术处理有机废水

臭氧氧化作为一种有效的有机废水处理技术,对难生物降解的有机回废水具有良好的降解效果。臭答氧一般不能氧化彻底有机物,由此衍生了一系列的臭氧组合工艺,臭氧氧化和衍生技术在处理农药废水、焦化废水、垃圾渗滤液、纺织印染废水等难降解有机废水中都得到了很好的应用。

⑤ 水处理 臭氧

理论上(20°C)臭氧在水中的半衰期为20分钟，空气中为40分钟。但在实际的环境条件中，臭回氧不稳定自行分解的答速率非常快。分解成氧气和游离氧 也会产生一些羟基 0H— 我刚新入的公司就是卖臭氧消毒机的。培训资料中有以下说明：臭氧本身消毒效果并不理想，臭氧必须与空气（或消毒对象）中的水分子结合转化产生O和OH后才能发挥杀菌、消毒、除臭的作用，而臭氧水能无需再转化能直接发挥功效

⑥ 臭氧在水处理中起到怎样的作用

臭氧的作用相当于过氧化氢，臭氧可以提供活性氧原子，可以氧化水中的有机质，起到净化水的作用。杀菌的效果也很明显。

⑦ 臭氧可用于水的消毒净化该过程是什么变化

臭氧消毒是指以臭氧作为消毒剂的水处理技术。臭氧是一种强氧化剂，溶于水后，直接或利用反应中生成的大量羟基自由基及新生态氧间接氧化水中的无机物、有机物，并进入细菌的细胞内氧化胞内有机物，从而达到杀菌消毒、净化水质的目的，与加氯消毒相比，臭氧消毒剂髦小、作用快、消毒效果更佳，同时可以改善水的口感和观感[2]。
灭菌原理
臭氧是一种强氧化剂，灭菌过程属生物化学氧化反应。O3灭菌有以下3种形式：
1.臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，使细菌灭活死亡。
2.直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和DNA、RNA，使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡。
3.透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。
臭氧的介绍
臭氧是什么
臭氧的分子式为O3。为天蓝色腥臭味气体，液态呈暗黑色，固态呈蓝黑色。臭氧主要存在于距地球表面20公里的同温层下部的臭氧层中。它吸收、阻挡并削弱对人体有害的短波紫外线，防止其到达地球。
臭氧的毒性
当环境中臭氧浓度偏高时，又是一种环境污染气体，它是温室效应气体之一，杀灭细菌的同时也对人体细胞构成损伤，在静电区，打印机旁，都应注意通风，避免臭氧浓度过高引起的毒性效应。
折叠
化学分子式为O3，三原子形式的氧。常温、常态、常压下无色，有腥臭的气味，具有强氧化作用。所属学科:大气科学(一级学科);大气化学(二级学科)
定义2:氧气的同素异形体，每个分子由三个氧原子组成。当其存在于平流层时，有助于保护地球上的生物免受紫外线的伤害，而当其在地球表面附近时, 是城市光化学烟雾的一种组分，对植被和人类有伤害作用

⑧ 臭氧技术如何应用在市政污水处理中

臭氧技术如今已被广泛应用于市政污水处理领域，臭氧处理法具有回占地面积小、净答化程度高、无二次污染、浮渣和污泥产生量较少等优点。我国部分城市包括北京等地已经采用臭氧污水处理法，但整体仍处于起步阶段，各种相关的技术、配套工艺、设备乃至标准还不完善，是未来的重点发展技术。
臭氧用于市政污水处理的特点
臭氧具有强氧化能力，可以破坏有机污染物的分子结构从而达到改变污染物性质的目的，在一定条件下能提高常规工艺去除常量有机物的能力，具有较强的杀菌消毒作用，还具有除臭去味、褪色、去除铁除锰等作用，能有效氧化分解有机物。
城市污水经二级处理后，水质得到改善，细菌含量也大幅度减少，但仍存在一定数量的细菌，必须去除这些微生物后，废水才可以安全地排入水体或循环再用。随着居民对生活品质要求的不断提高，污水处理厂的二级处理出水对城市水体造成的影响引起了人们对健康和安全问题的更多关注。消毒是灭活这些致病生物体的基本方法之一，因此污水处理厂的尾水消毒已经成为污水处理中的重要工序，水处理专业人员也在不断探索污水消毒的最佳方法，臭氧则是最佳的杀菌抑菌方案之一。

⑨ 臭氧在水处理中的操作方式

用紫外线吧。这种臭氧不适合用。如果都是国产的，我选紫外线而不是臭氧机。

⑩ 臭氧在水处理中起到怎样的作用

1、臭氧在工业上起到的作用

工业上用电晕放电法来制取臭氧，这样生产出来的臭氧适用于初步处理含烷基苯磺酸钠、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

用于处理含Fe2+、Mn2+、氰、酚、亲水性染料、细菌等生活污水。 由于水资源愈来愈紧张，工业及城市生活污水处理后经常回用，这就需要提高污水的处理标准。利用臭氧对水进行深度处理，可除掉水中各种杂质，从而达到回用标准。

3、臭氧在医院污水起到的作用

臭氧处理医院污水可消毒灭菌。若采用臭氧处理医院污水，可截断传染源，免除后顾之忧。并且臭氧在几分钟之内可以将病毒全部杀死，比当量氯气快200～3000倍。

4、臭氧在锅炉循环水起到的作用

在循环冷却水中，需对水进行深度处理，臭氧可以除去形成污垢的杂质，防止阻塞管道。当然，要达到此目的必须先将氨除尽，否则其还原性会分解残余臭氧，不利于保持臭氧的氧化效率，通常残余臭氧保持在0.5mg/L左右为宜。

5、臭氧在饮用水上起到的作用

采用臭氧消毒灭菌不存在任何对人体有害的残留物（如用氯消毒有致癌的卤化有机物产生），对提高饮用水的消毒质量问题非常有效。地表水中含有各种有机、无机以及各种细菌、病毒。地表水用臭氧进行深度处理后，基本上可以达到优质饮用水标准。

6、臭氧在其他水处理起到的作用

应用臭氧消毒游泳池水在国外十分普遍。经臭氧消毒后，游泳池池水清澈透明，彻底解决了氯消毒刺激眼睛、皮肤的问题。部分经济发达地区也采用臭氧消毒游泳池水，效果较好。