臭氧发生器在污水处理中的应用
1.概述
臭氧具有极强的氧化性，且反应速度快，低浓度中可瞬时反应，杀菌能力为氯的数百倍；不产生污泥和酚臭味，无二次污染。臭氧是极强的氧化剂，可以和许多物质进行作用，比如能与许多有机物或官能团发生反应，可有效杀灭水中的各种细菌和病毒。臭氧通过和多种有机化合物反应，可氧化降解有机物，达到去除水中色、臭味的作用。臭氧消毒效率高,对各种病毒、细菌均有很强的杀灭能力,还能除味、脱色、改善水质。臭氧处理技术是治理环境和水质污染的关键技术, 下面主要介绍臭氧在污水处理中的应用。
2.臭氧在污水处理中的应用
2.1 臭氧发生器氧化用消毒
O3属于溶菌剂，用于杀菌消毒可以达到彻底、所有微生物。臭氧消毒原理是利用O3能破坏或溶解微生物的细胞壁，迅速地扩散到细胞内部，氧化破坏细胞内酶，使细胞发生通透性畸变导致其溶解死亡。O3的消毒作用是瞬时彻底的。与传统的二氧化氯相比，O3杀菌能力是其600～3000倍。臭氧是加药消毒法中最有效的消毒剂。在二级水处理中，臭氧的杀菌作用比氯快15～30倍,可替代氯当消毒剂，以防止处理出水中形成致癌性的嗅二氯烷等，避免因原水水质恶化而需加大氯量造成的二次污染如氯酚味问题。而在灭活病毒方面,由于臭氧的高氧化电位和容易通过微生物细胞膜扩散,所以臭氧能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡,因此臭氧对病毒、芽孢等具有强大的杀伤力,臭氧消毒时对细菌的灭活率都在95%以上。
2.2 臭氧发生器氧化用去除水中杂质
利用O3去除水中有机物时，用作预氧化剂，它能部分氧化有机物中分子量小的中间产物。O3氧化使分子量大于105的有机物减少，但却增加分子量在1000～3000的有机物的量，提高了后续装置中的生物活性，有利于有机物质的去除。国内泛应用的臭氧工艺为：O3(预处理)+生物活性滤池。此工艺比普通的活性炭工艺的去除COD(去除率高达68%)更有效。O3也能去除水中氨氮：在高pH(9～10)下诱发臭氧产生强氧化能力的OH·来氧化废水中的氨氮，此种方法可运用于高氨氮废水(垃圾渗滤液)处理，也可用于污水的深度处理中。
2.3 臭氧发生器氧化去除水中的一般化学物质
臭氧的强氧化性能将水中的Fe2+和Mn2+氧化成Fe3+和Mn4+，除铁锰效果稳定。臭氧可氧化去除污水中的硫化物，其氧化产物是一系列含氧酸根，最终为硫酸根臭氧与氰化物反应，产生氰酸根，最终水解生成二氧化碳和二氧化氮。臭氧对硫化物和氰化物的去除率在条件适当时可达98%以上。
2.4 臭氧发生器氧化处理剩余污泥
在污水处理厂的剩余污泥中投加O3，使其与泥中生物接触，从而破坏微生物的细胞膜，使污泥成为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，此技术提高污泥的可生物降解性，几乎能够完全去除剩余污泥，而且并不影响整个工艺中处理水的水质。除此之外，他们的实验研究发现，非连续臭氧氧化比连续的投加能得到更好的效果，而且大量节省了臭氧的投加量。在获得同样的处理效果前提下，非连续投加量只是连续投加量的30%左右。利用臭氧进行剩余污泥处理是一种行之有效而且节省运行费用的新工艺，有着良好的前景。
2.5臭氧发生器用于脱色除臭
污水中有色、臭味是含有双键和单键交替排列的有色基团化合物，一般由含有Ｃ＝Ｃ或苯环的物质及金属离子等引起的。臭氧可以与Ｃ＝Ｃ作用，使双建断裂，形成酮、醛和酸，从而去除水中颜色，同时可以氧化铁、锰等无机成色离子。有报道表明，臭氧投加量为1mg/L时，可以将水中色度由20-50度降到10度左右。臭氧通过破坏藻类的代谢过程可去除因藻类的代谢产物产生的臭味。
4.结语
臭氧不仅有很好的快速杀菌、消毒性质，而且具有很高的氧化有机和无机化合物的氧化力，它发生的反应完全、速度快，可去除其他水处理工艺难以去除的物质且不会造成二次污染。但目前使用臭氧处理污水也存在一些问题:
一是臭氧的利用效率不高,加上臭氧的生产成本高,导致臭氧处理的费用较高;
二是臭氧与有机物的反应具有较强的选择性,对微污染饮用水的矿化度很低,并且在处理一些难降解有机物时也有一定的限制。
三是臭氧氧化很难将水中的有机污染物彻底无机化, 主要以中间产物的形式存在于水中。
因此现在，水处理一般采用臭氧与其它处理方法联合的工艺来去除难以生物降解的有机物。
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