臭氧發(fā)生器在飲用水處理過(guò)程中的應用

臭氧活性碳技術是目前國(guó)際上先進(jìn)的自來水處理工藝，在日、美、歐等已廣泛采用，目前我國(guó)昆明、上海、大慶的自來水廠已開(kāi)始采用該技術，取得了明顯的效果。采用臭氧發(fā)生器消毒處理是水廠消毒的發(fā)展趨勢。臭氧用于純淨水處理是目前綠色環保的消毒方式。

　　一、臭氧在水處理中的應用

　　20世紀90年代起(qǐ)，由于懷疑水中的有機物和天然物質與氯發(fā)生反應形成(chéng)的三甲烷具有緻癌性，美國(guó)、日本和英國(guó)等也逐漸開(kāi)始在水處理工程中的應用臭氧處理工藝。

　　由于臭氧比氯有較高的氧化電位，因此它比氯消毒具有更強的殺菌作用。對(duì)細菌的作用也比氯快，且在很大程度上不受PH的影響。有關資料報道(dào)，在0.45mg/L臭氧作用下，經(jīng)過(guò)2min，脊髓灰質炎病毒即死亡;如用氯消毒，則劑量爲2mg/L時需經(jīng)過(guò)3h，當1mL水中含有274~325個大腸菌，在臭氧劑量爲1mg/L時可降低在腸菌數86%：劑量爲2mg/L時，水幾乎可以完全被消毒。

　　1.較之傳統的氯消毒方法，臭氧消毒還(hái)有如下優點：

　　(1)消毒的同時可改善水的性質，且較少産生附加的化學(xué)物質污染。

　　(2)不會産生如氯酚那樣的臭味。

　　(3)不會産生三鹵甲烷等氯消毒的消毒副産物。

　　(4)臭氧可就地制造獲得，它隻需要電能(néng)，不需要任何輔料和添加劑。

　　(5)某些特定的用水中，如食品加工，飲料生産以及微電子工業等，臭氧消毒不需要從已淨化的水中除去過(guò)剩餘臭氧尚有0.4mg/L, 但經(jīng)過(guò)水廠清水池的停留後(hòu)，水中的剩餘臭氧已完全分解，沒(méi)有剩餘消毒劑的水將(jiāng)進(jìn)入管網。因此，經(jīng)過(guò)臭氧消毒的自來水通常在其進(jìn)入管網前還(hái)要加入少量的氯或氯胺，以維持水中一定的消毒劑剩餘水平。

　　二、臭氧的主要特性和消毒機理

　　1.臭氧的特性

　　1)臭氧的分子式是O3，是氧的同素異形體，臭氧的英文詞爲“OZONE”，來源于希臘語。意爲“味道(dào)”。在常溫常壓下，臭氧是淡藍色的具有強烈刺激性氣味的氣體，臭氧具有很高的氧化電位(2.076V)，比氯(1.36V)高出50%以上，因此它具有比氯更強的氧化能(néng)力。 臭氧分子極不穩定,可自行分解,伴随着分解過(guò)程全放出能(néng)量，因此臭氧比氧具有更高的活性和氧化能(néng)力。

　　2)臭氧氣體向(xiàng)水中的傳遞能(néng)力：許多實驗表明，臭氧氣體要溶解在水中，必須在與之接觸的液體表面(miàn)上完全擴散進(jìn)而溶解在表面(miàn)的液體中、最終擴散到液體的内部，因此，氣液兩(liǎng)相間的傳遞率主要由下列因素所決定：

　　(1)氣液兩(liǎng)相的物理特性;

　　(2)氣體通過(guò)氣液界面(miàn)的濃度差;

　　(3)氣體湍流的程度。

　　2.臭氧的氧化反應和消毒機理

　　臭氧一經(jīng)溶解在水裡(lǐ)，會出現下列兩(liǎng)種(zhǒng)反應：一種(zhǒng)是直接氧化，它是較緩慢的且有明顯選擇性的反應;另一種(zhǒng)則是在水中羟基、過(guò)氧化氫、有機物、腐植質和高濃度的氫氧根誘發(fā)下自行分解成(chéng)羟基自由基，間接地氧化有機物、微生物或氨等。後(hòu)一種(zhǒng)反應相當快，且沒(méi)有選擇性，另外還(hái)能(néng)將(jiāng)重碳酸根氧化成(chéng)重碳酸和碳酸。這(zhè)兩(liǎng)種(zhǒng)反應中後(hòu)一種(zhǒng)反應更強烈，氧化能(néng)力更強，臭氧的自行分解率在很大程度上取決于ph值、溫度、UV值、臭氧濃度以及水中存在的其他可去除物，其分解速率可由餘臭氧的含量來間接表示。由于重碳酸鹽和碳酸鹽(尤其是碳酸鹽)具有較強的緩沖性能(néng)，因此在低PH和高緩沖性能(néng)的餘臭氧可維持較長(cháng)時間。臭氧可殺菌消毒的作用主要能(néng)氧化微生物細胞的有機物或破壞有機體鏈狀結構而導緻細胞死亡，因此，臭氧對(duì)頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。因此，臭氧在殺傷微生物的同時，還(hái)能(néng)氧化水中的各種(zhǒng)有機物。去除水中的色、嗅、味和酚等。

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