臭氧在水處理技術中的應用

隨著水源污染的加劇和水質(zhì)標準的提高，針對常規(guī)處理工藝的不足，各種氧化技術應運而生，臭氧化技術正逐漸引起人們的關注。臭氧1886年由法國最早進行技術研究，20世紀80年代末臭氧開始使用，臭氧的氧化能力極強，氧化還原電位為2 .07 V，在堿性溶液中僅次于氟。它可以氧化多種化合物，而且具有耗量小，反應速度快、不產(chǎn)生污泥等優(yōu)點，因此被成功地應用于飲用水深度處理、養(yǎng)殖用水和泳池水處理并擴展到礦泉水生產(chǎn)等領域。讓我們來看看臭氧的特性：

1　改善感官指標

大量研究和應用實踐證實臭氧具有很強的脫色、嗅、味能力。能有效改善水的感官指標。

水的色度主要由溶解性有機物、懸浮膠體和顆粒物引起，其中光吸收和散射引起的表色較易去除，溶解性有機物引起的真色較難去除。致色有機物的特征結構是帶雙鍵和芳香環(huán)，代表物是腐殖酸和富里酸。臭氧通過與不飽和官能團反應、破壞碳碳雙鍵而去除真色，去除程度取決于臭氧投加量和接觸條件；同時臭氧可氧化鐵、錳等無機呈色離子為難溶物；臭氧的微絮凝效應還有助于有機膠體和顆粒物的混凝，并通過顆粒過濾去除致色物。

水的嗅味主要由腐殖質(zhì)等有機物、藻類、放線菌和真菌以及過量投氯引起，現(xiàn)已查明主要致臭物有土臭素、2-甲基異冰片、2，4，6-三氯回香醚等。一般水中異臭物質(zhì)的閾值僅為0.005～0.01 μg/L；臭氧去除嗅味的效率非常高，一般1～3 mg/L的投加量即可達到規(guī)定閾值。

2　消毒殺菌

　　臭氧作為一種強氧化劑，它具有很強的消毒滅活能力，對一般細菌、大腸菌、病毒等特別有效。其殺菌能力比氯系列消毒劑要強幾十倍到數(shù)百倍，各種常規(guī)消毒劑的殺菌能力次序為：

???????????? O3>CIO2>HOCI>OCI->CI->CI->NHCI>NHCL3。

當臭氧濃度為0.01mg/L時,1分鐘以下的接觸時間即可殺死純水中大腸桿菌,對于飲用水,最佳的臭氧數(shù)量為1-4mg/L[1]，若要是99.9%的細菌和病毒失活則接觸時間約為10-12分鐘。　70年代以后，人們逐漸認識到氯消毒會產(chǎn)生有害副產(chǎn)物THM。從而臭氧代替氯進行消毒的應用大幅度增加。同時有研究表明：有代表性的有害氯化消毒副產(chǎn)物(DBPs)主要為三鹵甲院(THMs)和鹵乙酸(HAAs)等，臭氧化通過兩個途徑控制DBPs：一是直接去除DBPs的前驅(qū)物質(zhì)；二是轉(zhuǎn)化前驅(qū)物質(zhì)，從而利于后續(xù)工藝的的協(xié)同去除。

3　控制藻類

藻類問題普遍存在于世界各國的水處理實踐中。藻類含量高時會影響混凝和沉淀，增加混凝劑量；堵塞濾池，縮短濾池過濾周期，致臭并產(chǎn)生藻毒素，和氯作用形成氯化消毒副產(chǎn)物，降低飲用水安全性。臭氧氧化作用之一是溶裂藻細胞，二是殺藻，使死亡的藻類易于被后續(xù)工藝去除。臭氧投加量直接影響藻細胞的溶裂程度。

4?????鐵、錳和硫化氫、硫化物的去除

臭氧可以使有機物狀態(tài)的鐵的聚合物（腐蝕鐵化合物）迅速氧化并發(fā)生沉淀，結合砂濾方法可有效去除鐵,而臭氧除錳時不需要通常所需的高PH值，甚至在PH為0.5這樣低的情況下就可以發(fā)生完全氧化。臭氧還是去除水中硫化氫和硫化物的一種簡單而又有效的方法。

總而言之，臭氧氧化技術用于脫色除臭、控制氯化消毒副產(chǎn)物、去除藻類和藻毒素、助凝、消毒殺菌、初步去除或轉(zhuǎn)化有機污染物等，已在國內(nèi)外不少水廠和居民飲用水中得到應用。