臭氧技術在污水處理領域的先進應用

隨著基礎工業的迅猛發展，水質污染日益嚴重和可利用水資源減少，人們越來越重視污水回用技術的應用。

傳統的氯氣處理工藝難以滿足污水處理回用的要求.

隨著工業的發展和人口的集中，來自家庭、機關、商業和城市公共設施的生活污水量及所含的污染物種類不斷增加.其中主要是糞便和洗滌污水.這些污水排入水體后往往會傳染疾病，而且會造成水體中懸浮物數量和生化需要氧量越來越高，水體缺氧，水生生物滅絕。臭氧是國際公認的綠色環保型殺菌消毒劑，消毒效率高，對各種病毒、細菌均有很強的殺滅能力，它還能除味、脫色，改善水質。而且沒有二次污染。

臭氧處理技術被認為是未來水處理領域的新興技術。

一、臭氧的物理化學性質臭氧在常溫下為藍色氣體。有刺激性特殊氣味；液態時為藍黑色，熔點為一192.5±0.4℃=(760mmH曲，沸點為一111.9+0.3℃c760mml-I曲，氣體密度21—44g／L，溶解度為O.68g／I_.，溶解系數為032。理論上臭氧的溶解度隨溫度的升高而降低.它對紫外線的最大吸收波長為254nm，工作環境中允許的最大濃度TCV≤0.1。臭氧是一種強氧化劑，蒸氣的還原電位在酸性介質中為一2.07V，在堿性介質中為一124V。臭氧在水中的分解速度很快.在含有雜質的水溶液中能迅速回復到氧氣的狀態，其衰期為5—30rain.若水溫接近0℃時能更穩定些。研究表明。臭氧在水中的分解速度隨水溫和pH值的提高而加快，由于臭氧具有強氧化性，因此能與除了金、鉑外的所有金屬發生反應，能氧化許多有機物，極易與一SH、=s、一NH、=NH、一OH和一CHO等反應；與芳香族化合物也能反應.但速度慢些：對于脂肪族化合物幾乎沒有效果?；诔粞跄苎趸饘俚脑?，因此在實際的生產中常使用含25％的鉻鐵合金來制造臭氧發生設備.而且在發生設備和計量設備中，不能用普遍的橡膠作密封材料，必須采用耐腐蝕的硅膠或者耐酸橡膠。

二、臭氧的產生原理氧氣在電子、原子能射線、等離子體和紫外線等射線流的轟擊下能分解為氧原子。這種氧原子極不穩定，具有高活性，能很快和氧氣結合成三原子的臭氧。目前.生產臭氧的方法大致有：無聲放電法、核輻射法、紫外線法(低壓汞燈)、等離子體射流法和電解法等。電暈放電是利用高速電子轟擊干燥氧氣，使其分解為氧原子。高速電子具有足夠的動能(6～7ev)，通過氧原子與氧氣及其它任何氣體分子三體碰撞，反應形成臭氧。工業中常采用在空氣或氧氣中無聲高頻高壓沿面放電產生臭氧。當以空氣作為氣源時，產生臭氧的濃度為10～20g／m3，電耗為1婦臭氧／16~。[8kwh；以氧氣為氣源時。臭氧的濃度可增加2∞倍，而電耗減半。電解法是一種利用直流電源電解含氧電解質產生臭氧的方法。含有水化熒光陰離子電解質的水溶液在室溫下用高電流動功率可將其氧化成。此種方法產生的臭氧濃度高，成分純凈，在水中溶液度高。紫外線輻射法是利用低壓汞燈輻射產生，此方法簡單.產生臭氧濃度低、適用于實驗室；其優點在于對溫度不敏感，易于通過對汞燈功率的線性控制來控制臭氧的產量。

三、臭氧在污水處理中的應用

3.1飲用水的消毒和深度處理臭氧在飲用水中的應用已有百年的歷史，早在1893年.荷蘭建立了世界上第一座臭氧處理飲用水的裝置.對RJ曲e河水進行消毒處理。飲用水的處理不僅要能有效的消毒殺菌，而且必須去除微污染物質。在傳統的飲用水處理工藝中大多使用氧氣或次氯酸鈉作為消毒劑和氧化劑。氯能有效殺滅水中的細菌.但近年來發現氯處理產生的一些副產物如三氯甲烷等有機鹵代物具有一定的毒性，甚至有致癌、致畸、致突變作用。為此.飲用水的臭氧處理技術受到重視和深入研究。研究表明臭氧不僅具有很強的消毒殺菌作用，還可以氧化去除水中的微污染物質.這些微污染物往往難以生物降解，如腐殖酸、農藥、氯代有機物等。而且臭氧氧化較為徹底.較少產生副產物。

3-2水體的除臭脫色廢水中的有機或無機物含有硫和氮是引起臭味的主要原因.當投加1—2mg／L低濃度的臭氧于廢水中時。就可氧化這些物質起到除臭效果。值得～提的是.臭氧作了脫除異昧外.還可防止異味的再產生。這是由于臭氧發生器產生的氣體中含有大量的氧氣或空氣，而產生臭味的物質易在缺氧環境下導致發臭，若采用臭氧處理時，在氧化除臭的同時，形成了富氧環境.可阻止臭味的再產生。臭氧對水體中的著色有機物具有氧化分解作用.微量的臭氧就能起到良好的效果。著色有機物一般是具有不飽和鍵的多環有機物，用臭氧進行處理時能夠打開不飽和化學鍵，使分子斷鍵.從而使水變清。國內已開展了利用臭氧對印染廢水脫色處理的基礎性研究工作。

3.3廢水中無機和有機污染物質的奧氧化處理工業廢水中最先采用臭氧化法處理的是含氰廢水和臺酚廢水。氯化物經臭氧氧化后生成的氰酸鹽其毒性僅為氰化物的1／100左右，甚至可進一步氧化成無害化物質。用臭氧處理鐵氰鉻合鹽則比較困難，但對其他氰鉻量的銅離子能促進臭氧對氰的分解。臭氧還可用于處理含金屬離子廢水，將存在于廢水中的金屬離子氧化為不溶于水的化合物。臭氧能與各市地多有機物或官能團發生反應.如c=c、c苫c、芳香化合物、雜環化合物、N=N、c；N、一OI-l、一SH、一NH2、一cH等。臭氧破壞和去除廢水中污染物的作用已被廣泛研究。對有機物臭氧化的產物也進行了一些研究，臭氧化產物主要是一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸等有機小分子。3.4臭氧在冷卻水處理中的應用臭氧具有殺菌、緩蝕和阻垢的功效.可代替傳統的化學藥劑處理循不冷卻水，而且處理費用低于化學藥劑處理方法，處理后無二次污染問題。美國自20世紀70年代末開始研究臭氧對冷卻水的處理，至今已成功用于130多座冷卻塔.最大的循環水量達1000m／h.運行情況良好。應當注意的是，腐蝕和生物結垢的防止主要取決于系統中水的化學性質，臭氧處理能夠有效的防腐蝕，抗生物結垢，但不應過分依糊于臭氧處理，在實際應用中要注意水質的變化。4結語臭氧技術的發展已有100多年的歷史，在水處理方面也得到了廣泛的研究和應用。隨著科學技術的發展，與臭氧發生器相關的電源、介電體材料、氣源制備與控制、檢測等諸多方面的改善，將有效提高臭氧的產量，降低能耗。同時，對臭氧在水處理方面的研究也將會有新的突破和進展。想信大型臭氧發生器將被廣泛應用于我國的水處理行業中，結社會帶來健康和清潔。

備注：

大型臭氧發生器，水處理臭氧發生器，游泳池水臭氧發生器

    大型臭氧發生器俗稱重量級臭氧發生器，有時以機組形式存在，我公司大型臭氧發生器 是汲取國內外先進經驗潛心錘煉而成的精品。主要由壓縮空氣及凈化系統、臭氧發生系統、電氣電源系統、控制系統、臭氧化氣體應用系統等組成。單機臭氧產量有 0.5kg /h 到 10kg /h 不等，出口臭氧濃度有 18mg/l、30mg/l 、 80mg/l 、110mg/l 等。與現有國內大型機相比，具有結構緊湊，占地面積小，運行平穩、安全可靠，能耗更低、性能更穩定等特點。
該系列臭氧發生器廣泛應用于化工氧化合成、紙漿漂白、水處理、污水處理、自來水深度處理等領域。
應用： 
1、化工氧化： 臭氧作為氧化劑、催化劑和精制劑應用于化工、石油、造紙、紡織、制藥和香精工業。臭氧的強氧化 能力很容易打斷烯烴、炔烴類有機物的碳鏈結合鍵，使其部分氧化后合成新的化合物。 
2、紙漿漂白： 臭氧在紙漿和造紙工業中，用于化學漿液漂白或機械漿液的機械特性的改善，減少紙漿漂白過程中氯 對環境的污染。 
3、水處理： 臭氧在水中對細菌、病毒等微生物殺滅率高速度快，對有機化合物等污染物質去除徹底而不產生二次污 染，并能降低生化需氧量（BOD）和化學需氧量（COD），去除亞硝酸鹽、懸浮固體及脫色。應用于城市污水處理、城市飲用水處理瓶裝水工業廢水處理、海洋館游泳池水循環和回用等