臭氧發生器在污水處理中的應用
1.概述
臭氧具有極強的氧化性，且反應速度快，低濃度中可瞬時反應，殺菌能力為氯的數百倍；不產生污泥和酚臭味，無二次污染。臭氧是極強的氧化劑，可以和許多物質進行作用，比如能與許多有機物或官能團發生反應，可有效殺滅水中的各種細菌和病毒。臭氧通過和多種有機化合物反應，可氧化降解有機物，達到去除水中色、臭味的作用。臭氧消毒效率高,對各種病毒、細菌均有很強的殺滅能力,還能除味、脫色、改善水質。臭氧處理技術是治理環境和水質污染的關鍵技術, 下面主要介紹臭氧在污水處理中的應用。
2.臭氧在污水處理中的應用
2.1 臭氧發生器氧化用消毒
O3屬于溶菌劑，用于殺菌消毒可以達到徹底、所有微生物。臭氧消毒原理是利用O3能破壞或溶解微生物的細胞壁，迅速地擴散到細胞內部，氧化破壞細胞內酶，使細胞發生通透性畸變導致其溶解死亡。O3的消毒作用是瞬時徹底的。與傳統的二氧化氯相比，O3殺菌能力是其600～3000倍。臭氧是加藥消毒法中最有效的消毒劑。在二級水處理中，臭氧的殺菌作用比氯快15～30倍,可替代氯當消毒劑，以防止處理出水中形成致癌性的嗅二氯烷等，避免因原水水質惡化而需加大氯量造成的二次污染如氯酚味問題。而在滅活病毒方面,由于臭氧的高氧化電位和容易通過微生物細胞膜擴散,所以臭氧能氧化微生物細胞的有機物或破壞有機體鏈狀結構而導致細胞死亡,因此臭氧對病毒、芽孢等具有強大的殺傷力,臭氧消毒時對細菌的滅活率都在95%以上。
2.2 臭氧發生器氧化用去除水中雜質
利用O3去除水中有機物時，用作預氧化劑，它能部分氧化有機物中分子量小的中間產物。O3氧化使分子量大于105的有機物減少，但卻增加分子量在1000～3000的有機物的量，提高了后續裝置中的生物活性，有利于有機物質的去除。國內泛應用的臭氧工藝為：O3(預處理)+生物活性濾池。此工藝比普通的活性炭工藝的去除COD(去除率高達68%)更有效。O3也能去除水中氨氮：在高pH(9～10)下誘發臭氧產生強氧化能力的OH·來氧化廢水中的氨氮，此種方法可運用于高氨氮廢水(垃圾滲濾液)處理，也可用于污水的深度處理中。
2.3 臭氧發生器氧化去除水中的一般化學物質
臭氧的強氧化性能將水中的Fe2+和Mn2+氧化成Fe3+和Mn4+，除鐵錳效果穩定。臭氧可氧化去除污水中的硫化物，其氧化產物是一系列含氧酸根，最終為硫酸根臭氧與氰化物反應，產生氰酸根，最終水解生成二氧化碳和二氧化氮。臭氧對硫化物和氰化物的去除率在條件適當時可達98%以上。
2.4 臭氧發生器氧化處理剩余污泥
在污水處理廠的剩余污泥中投加O3，使其與泥中生物接觸，從而破壞微生物的細胞膜，使污泥成為容易分解的生物污泥。Yasui H和Nakamura K等研究了向剩余污泥中投加O3，此技術提高污泥的可生物降解性，幾乎能夠完全去除剩余污泥，而且并不影響整個工藝中處理水的水質。除此之外，他們的實驗研究發現，非連續臭氧氧化比連續的投加能得到更好的效果，而且大量節省了臭氧的投加量。在獲得同樣的處理效果前提下，非連續投加量只是連續投加量的30%左右。利用臭氧進行剩余污泥處理是一種行之有效而且節省運行費用的新工藝，有著良好的前景。
2.5臭氧發生器用于脫色除臭
污水中有色、臭味是含有雙鍵和單鍵交替排列的有色基團化合物，一般由含有Ｃ＝Ｃ或苯環的物質及金屬離子等引起的。臭氧可以與Ｃ＝Ｃ作用，使雙建斷裂，形成酮、醛和酸，從而去除水中顏色，同時可以氧化鐵、錳等無機成色離子。有報道表明，臭氧投加量為1mg/L時，可以將水中色度由20-50度降到10度左右。臭氧通過破壞藻類的代謝過程可去除因藻類的代謝產物產生的臭味。
4.結語
臭氧不僅有很好的快速殺菌、消毒性質，而且具有很高的氧化有機和無機化合物的氧化力，它發生的反應完全、速度快，可去除其他水處理工藝難以去除的物質且不會造成二次污染。但目前使用臭氧處理污水也存在一些問題:
一是臭氧的利用效率不高,加上臭氧的生產成本高,導致臭氧處理的費用較高;
二是臭氧與有機物的反應具有較強的選擇性,對微污染飲用水的礦化度很低,并且在處理一些難降解有機物時也有一定的限制。
三是臭氧氧化很難將水中的有機污染物徹底無機化, 主要以中間產物的形式存在于水中。
因此現在，水處理一般采用臭氧與其它處理方法聯合的工藝來去除難以生物降解的有機物。
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