臭氧在水處理中的應(yīng)用

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1、水處理新技術(shù)請(qǐng)保護(hù)水源，節(jié)約用水！分離技術(shù)化學(xué)方法生物處理方法緒論問題：1、典型的城市污水處理工藝流程2、傳統(tǒng)的自來水廠工藝流程一、污廢水處理方法進(jìn)展1.傳統(tǒng)的處理方法篩網(wǎng)：格柵、篩濾重力分離法及過濾法：沉淀（沉砂池，沉淀池）氣浮、過濾膜分離（微濾、超濾、反滲透）吸附分離（活性炭吸附、沸石）萃取分離分離技術(shù)化學(xué)氧化（臭氧化、光化學(xué)氧化、聲化學(xué)氧化、高錳酸鉀）、加氯消毒、紫外消毒絮凝劑絮凝、電絮凝、離子交換廢水調(diào)節(jié)、均化（均衡）調(diào)節(jié)池、混合池、中和池化學(xué)方法生化處理方法：（包括二次沉淀池）懸浮生長

2、型生物法（如活性污泥）厭氧的好氧的固著生長型生物法（如生物膜法）厭氧的好氧的自然生物處理：生物塘處理氧化塘兼性塘厭氧塘穩(wěn)定塘廢水養(yǎng)殖土地處理系統(tǒng)慢速灌溉快速滲濾地面漫流人工濕地生物處理方法2.污廢水處理方法的進(jìn)展厭氧生物處理對(duì)于難降解,懸浮物,限速28%72%3%17%10%35%15%20%種間氫傳遞(InterspeciesHydrogenTransfer)固定化的優(yōu)勢(shì)，顆粒污泥、生物膜，微生物群落復(fù)雜有機(jī)物的厭氧產(chǎn)甲烷代謝:微生物共生體復(fù)雜有機(jī)化合物(碳水化合物、蛋白質(zhì)、類脂類)簡單有機(jī)化

3、合物(糖、氨基酸、肽)長鏈脂肪酸(丙酸、丁酸等)H2CO2乙酸CH4CO2復(fù)雜有機(jī)化合物(碳水化合物、蛋白質(zhì)、類脂類)簡單有機(jī)化合物(糖、氨基酸、肽)長鏈脂肪酸(丙酸、丁酸等)H2CO2乙酸CH4CO2對(duì)于難降解,懸浮物,限速種間氫傳遞(InterspeciesHydrogenTransfer)固定化的優(yōu)勢(shì)，顆粒污泥、生物膜，微生物群落復(fù)雜有機(jī)物的厭氧產(chǎn)甲烷代謝:微生物共生體水解酸化產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸產(chǎn)甲烷產(chǎn)甲烷階段乙酸乙醇兩相生物處理生物制氫電子傳遞微生物燃料電池水解酸化階段強(qiáng)化生物處理投加工程菌劑

4、補(bǔ)充N、P、K等營養(yǎng)元素或微量元素投加共降解質(zhì)物理措施強(qiáng)化生物處理低強(qiáng)度的超聲波強(qiáng)化生物處理過程磁場(chǎng)強(qiáng)化生物處理過程傳統(tǒng)給水處理工藝水源水污染狀況：氨氮、有機(jī)物、重金屬生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)提高科技、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展混凝沉淀過濾消毒二、微污染水源水凈化研究進(jìn)展微污染水源水處理工藝活性炭——生物活性炭臭氧——活性炭生物預(yù)處理高錳酸鉀氧化光化學(xué)氧化超聲波—紫外線聯(lián)用法膜濾類別：臭氧化、光化學(xué)氧化、聲化學(xué)氧化、高鐵氧化、Fenton氧化、超臨界水氧化等高級(jí)氧化技術(shù)（AdvancedOxidation）：利用OH

5、?等自由基氧化分解水中的有機(jī)污染物的新型氧化技術(shù)。該類氧化過程稱為高級(jí)氧化過程(AdvancedOxidationProcess,AOP)特點(diǎn)：速度快，范圍廣，條件溫和第二講臭氧化技術(shù)1.臭氧分子的結(jié)構(gòu)分子呈三角形，鍵角116.8O，鍵長127.8pm，分子中每個(gè)原子都以SP2雜化形態(tài)組合，在分子中有一個(gè)離域鍵，中心氧原子與其他兩個(gè)原子的距離相等。一、臭氧化技術(shù)原理l分子量：48.0熔點(diǎn)：-193℃l在空氣中的瞬時(shí)嗅覺閾值約40，但在幾分鐘內(nèi)就適應(yīng)空氣中臭氧最大允許濃度：8小時(shí)工作日應(yīng)小于200

6、ug/m3(約0.1ppm)，240ug/m3鼻子最低有毒水平。不穩(wěn)定氣體：接觸熱、光、有機(jī)物、水燈容易分解成氧，室溫空氣中半衰期為20~50分鐘2.臭氧的基本性質(zhì)水溶液中的氧化還原電位：O3(gas)+2H++2e==O2(gas)+H2O2.07eV各種氧化劑的氧化還原電位(eV)F2OH·O·O3H2O2HClOCl2ClO2O23.12.82.42.11.81.51.41.31.2臭氧在生物氧化滅菌的過程中多余的氧原子會(huì)自行重新結(jié)合成氧分子，不存在任何有毒殘留物，故稱無污染消毒劑。臭氧在

7、水中的溶解度[O3](gas)=Kh.[O3](water)20℃、1atm時(shí)，12mgO3/L載氣等于O3重量比1.0%注：表中的溶解度不是一下子就能達(dá)到的,是不斷投加才能達(dá)到的最大濃度(注意:是當(dāng)水中無其它物質(zhì)時(shí))[O3]氣/[O3]水=2/1臭氧在水中的濃度mg/l[O3](gas)0.141.414212842溫度5℃0.070.747.411.114.822.225℃0.040.353.55.37.010.630℃0.030.272.74.05.48.1水中臭氧的分解:不同水中投加臭氧

8、的半衰期隨pH的變化臭氧在水中存在的時(shí)間與水溫及酸堿度有關(guān)在純水中:10-20分鐘在自來水中:10-20秒鐘污水中:1/10秒（1）.臭氧分子的直接反應(yīng)污染物+O3產(chǎn)物或中間產(chǎn)物1）電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)（O3是親電試劑）3.臭氧氧化原理2）氧原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)3）臭氧加成反應(yīng)2.臭氧分子的間接反應(yīng)污染物+HO●產(chǎn)物或中間產(chǎn)物臭氧在水中發(fā)生反應(yīng)：O3O+O2O+H2O2HO·在堿性介質(zhì)中，臭氧可與OH-發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生自由基的速度很快O3+OH-H2O·+O2-O3+H2O·HO·+2O22H2O·O3+H2OH