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1、臭氧在污水處理中的應(yīng)用摘要：臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，在污水處理中備受關(guān)注。本文主要介紹了臭氧在水中的化學(xué)特性以及在污水處理中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：臭氧強(qiáng)氧化性污水處理OzoneApplicationsInWastewaterTreatmentAbstract:Ozoneasastrongoxidantismoreandmoreconcernedinwastewatertreatment.Thisarticlemainlyintroducedthechemicalpropertiesandtheapplicationofozoneinthewastewate
2、rtreatment.Keywords:Ozone;strongoxidizing;wastewatertreatment.1.概述臭氧(O3)是氧氣(O2)的同素異形體,由3個氧原子構(gòu)成,在常溫常壓下為一種淡藍(lán)色具有刺激性氣味的不穩(wěn)定性氣體，極易分解成氧氣。臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，且反應(yīng)速度快，低濃度中可瞬時反應(yīng)，殺菌能力為氯的數(shù)百倍；不產(chǎn)生污泥和酚臭味，無二次污染。因此在各個方面都得到了廣泛的應(yīng)用。由于消毒效率高,對各種病毒、細(xì)菌均有很強(qiáng)的殺滅能力,還能除味、脫色、改善水質(zhì)。臭氧處理技術(shù)是治理環(huán)境和水質(zhì)污染的關(guān)鍵技術(shù),是二十一世紀(jì)環(huán)境科學(xué)四大關(guān)鍵
3、技術(shù)之一,普遍應(yīng)用于空氣、水、物體表面的消毒以及油煙凈化等方面。而本文主要介紹臭氧在污水處理中的應(yīng)用。2.臭氧的基本性質(zhì)2.1 臭氧在水中的溶解度臭氧的相對密度為氧的1.５倍，在水中的溶解度比氧氣大１０倍，比空氣大２５倍。臭氧在水中的溶解度一樣符合亨利定律，臭氧在水中的溶解度隨著溫度的升高而降低。2.2 臭氧的分解臭氧穩(wěn)定性極差，在常溫下易自行分解為氧氣，濃度約為１％的臭氧，在常溫常壓的空氣中分解的半衰期為１６ｈ左右。臭氧在水中的分解速度比空氣中快得多，水中臭氧濃度為３ｍｇ·Ｌ－１時，其半衰期僅５～３０ｍｉｎ。臭氧在水中分解的半衰期與溫度及ｐＨ值有
4、關(guān)。隨著溫度的升高，分解速度加快，溫度超過１００℃時，分解非常劇烈，同時ｐＨ值越高，分解也越快。2.3 臭氧的強(qiáng)氧化性臭氧顯現(xiàn)的強(qiáng)氧化性質(zhì)可用其分解反應(yīng)表示：Ｏ３＋Ｈ２Ｏ→ＨＯ３＋＋ＯＨ-ＨＯ３＋＋ＯＨ-→２ＨＯ２·Ｏ３＋ＨＯ２·→ＯＨ·＋２Ｏ２ＯＨ·＋ＨＯ２·→Ｈ２Ｏ＋Ｏ２反應(yīng)形成的自由基ＨＯ２·及ＯＨ·具有很強(qiáng)的氧化能力，也是消毒過程中活化形式。臭氧是極強(qiáng)的氧化劑，在天然元素中僅次于氟。通常在氧不能反應(yīng)的條件下，它可以和許多物質(zhì)進(jìn)行作用，比如能與許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，如Ｃ＝Ｃ、Ｃ≡Ｃ、芳香化合物、雜環(huán)化合物、Ｎ＝Ｎ、Ｃ＝Ｎ、Ｃ－Ｓｉ、－Ｏ
5、Ｈ、－ＳＨ、－ＮＨ２、－ＣＨＯ等?？捎行缢械母鞣N細(xì)菌和病毒。臭氧通過和多種有機(jī)化合物反應(yīng)，可氧化降解有機(jī)物，達(dá)到去除水中色、臭味的作用。3.臭氧在污水處理中的應(yīng)用對于O3的反應(yīng)機(jī)理已經(jīng)有了很多研究報道，主要是因為O3的分解產(chǎn)物是一些分子態(tài)氧和具有高度活性的自由基HO2·、OH·、H·等，它們的高度活性在水處理中被用于殺菌消毒、破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)等等，副產(chǎn)物無毒，基本無二次污染，有著許多別的氧化劑無法比擬的優(yōu)點。O3直接參與的反應(yīng)稱D反應(yīng)，此類反應(yīng)速度慢，而且具有選擇性，是去除水中有機(jī)物的主要反應(yīng)；O3分解產(chǎn)生自由基的反應(yīng)稱為R反應(yīng)，此類反應(yīng)速度快
6、，選擇性差。3.1臭氧氧化用于消毒O3屬于溶菌劑，用于殺菌消毒可以達(dá)到徹底、永久地消滅物體內(nèi)部所有微生物。原理是利用O3能破壞或溶解微生物的細(xì)胞壁，迅速地擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)部，氧化破壞細(xì)胞內(nèi)酶，使細(xì)胞發(fā)生通透性畸變導(dǎo)致其溶解死亡。研究指出，O3的消毒作用是瞬時徹底的。與傳統(tǒng)的Cl2相比，O3殺菌能力是其600～3000倍，且pH值的變化范圍較大，投加量少。O3的投加量一般是Cl2所能達(dá)到同樣效果的投加量的0.6倍，平均投加量為1mg/L，并能保證一定的剩余濃度0.6mg/L。雖然有研究表明剩余O3對水生生物有影響，但由于其在水中半衰期短，容易分解，不會對
7、受納水體生物造成重大影響。目前，臭氧是加藥消毒法中最有效的消毒劑。在二級水處理中，由于臭氧的殺菌作用比氯快15～30倍,因此，它可替代氯當(dāng)消毒劑，以防止處理出水中形成致癌性的ＴＨＭｓ（如氯仿、嗅二氯烷、二嗅氯烷等），避免因原水水質(zhì)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(xì)胞膜擴(kuò)散,所以臭氧能氧化微生物細(xì)胞的有機(jī)物或破壞有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡,因此臭氧對病毒、芽孢等具有強(qiáng)大的殺傷力,而氯對病毒作用很小或不起作用。用臭氧消毒時對細(xì)菌的滅活率都在95%以上,所以經(jīng)臭氧消毒過的水,其中的病毒實
8、際上已完全失去了活力。3.2臭氧氧化用于去除水中雜質(zhì)利用O3去除水中有機(jī)物時，一般將其用作預(yù)氧化劑，它能部分氧化有機(jī)物中分
