(臭氧)在污水处理中的应用

臭氧(O3)

2.1臭氧的氧化消毒特性。

①O3作为高效的无二次污染的氧化剂，是常用氧化剂中氧化能力最强的(O3>ClO2>Cl2>NH2Cl)，其氧化能力是氯的2倍。②O3消毒受pH值、水温及水中含氨量影响较小，但也有一定的选择性。③O3去除微生物、水草、藻类等有机物产生的嗅、味，效果良好，脱色能力比Cl2和ClO2更为有效和迅速。④投加O3能改变小粒径颗粒表面电荷的性质和大小，使带电的小颗粒聚集;同时O3氧化溶解性有机物的过程中，还存在“徽絮凝作用”，对提高混凝效果有一定作用。⑤O3消毒效果好，剂量小，作用快，不产生三氯甲烷等有害物质，同时还可使水具有较好的感官指标。⑥O3能将水中不易降解的大分子有机物氯化分解为小分子有机物，并向水中充氧使水中溶解氧增加，为后续处理(特别是生物处理)提供了更好的条件。但从经济上考虑，O3投加量不可能太高，所以氧化并不彻底，如果后续工艺处理不当，也会产生三氯甲烷等有害物质。⑦在水处理过程中，应尽量不要生成新的三氯甲烷物质，因为三氯甲烷一且形成，O3也很难将其氧化去除。

2.2臭氧的制备及经济性分析。

生产O3的方法有无声放电法、放射法、紫外线法、电解法等。在实际净水厂应用中都采用无声放电法。

使氧气(O2)转变O3，首先需要有很大的能量将O-O键裂解为氧原子。无声放电就是利用高速电子来轰击氧气，使其分解成氧原子:O2=2O。

离解后的氧原子有些合成臭氧:3O=O3

有些重新合成为氧气，有些则和氧气合成为O3:O+O2=O3

上述反应都是可逆的，生成的O3也会分解成为氧原子活氧气。所以，通过放电区域的氧气中只有一部分能够变成O3，因此生产出来的O3通常指含一定浓度O3的空气，称为臭氧化空气，并非纯臭氧气。

根据目前的技术水平，O3的生产原料分为空气、纯氧气、液氧三种。

采用液氧一般适用于中小规模(臭氧量<50kg/h)。采用变压吸附法或负压吸附法现场制取纯氧，适用于臭氧量>50kg/h的规模。利用干燥空气制取O3获得的臭氧浓度一般在1%～3%;而利用纯氧或液氧生产的臭氧浓度可达10%左右，而且空气制取O3的电耗约为另外两种方法的2倍。

3结论

3.1ClO2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，消毒都不会产生三氯甲烷，是液氯消毒的理想替代产品。

3.2ClO2和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。

3.3为避免生成三氯甲烷难以去除，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。

3.4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措施。

3.5由于ClO2和O3氧化能力都很强，并都具有毒性和腐蚀性.在使用中要注意安全防护措施。(