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污水處理中的高級氧化技術之臭氧氧化
創(chuàng)建時間：2025-05-05 15:22:53
水環(huán)境保護是當前人類社會廣泛關注的一個問題，隨著我國國民經濟的快速發(fā)展，高濃度的有機廢水對我國寶貴的水資源 造成了威脅。然而利用現(xiàn)有的生物處理方法，對可生化性差、相對分子質量從幾千到幾萬的物質處理較困難，而高級氧化法（Advanced Oxidation Process,簡稱AOPs）可將其直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性，同時還在環(huán)境類激素等微量有害化學物質的處理方面具有很大的優(yōu)勢，能夠使絕大部分有機物完全礦化或分解，具有很好的應用前景。今天我們主要介紹其中的臭氧氧化法：
一、臭氧氧化的定義
臭氧具有極強的氧化性能，臭氧分子中的氧原子具有強烈的親電子或親質子性，臭氧分解會產生的新生態(tài)氧原子和在水中形成具有強氧化作用的羥基自由基-OH來氧化分解水中的污染物。
二、臭氧與有機物的反應途徑（或機理）
直接反應：
污染物+O3——產物或中間產物（有選擇性，速度慢）；
間接反應：
污染物+O3——（無選擇性，HO-（E0=2.8V）電位高，反應能力強，速度快，可引發(fā)鏈反應，使許多有機物徹底降解）
三、增強臭氧氧化的措施方法
3.1增強臭氧氧化的措施方法
改變臭氧化混合氣的進氣量，就是改變單位時間內的臭氧投加量，在有機物濃度一定的條件下，就是改變反應過程中臭氧和有機物的投加比，在有機物濃度一定、連續(xù)地通入臭氧化混合氣的半連續(xù)半間歇操作中，隨單位時間內臭氧量的增加，有機物氧化反應速率相應提高。
3.2超聲強化臭氧氧化技術
超聲輻射與O3氧化相結合產生了超聲強化臭氧氧化技術，降解的有機物主要包括酚類、染料和芳香化合物等，其降解五氯酚的效果明顯好于超聲或O3單獨使用時。
3.3金屬催化臭氧氧化技術
金屬催化臭氧化技術、在臭氧水處理體系中，加入一定量的Fe2＋、Mn2＋、Co2＋、Ni2＋或Co2＋的硫酸鹽。
3.4與其他水處理單元結合
臭氧與其他常規(guī)水處理單元結合比如O3－活性污泥、O3－活性炭吸附、O3－絮凝－膜處理、O3－絮凝－O3、O3－氣?。ù得摚?、O3－生物活性炭、O3－膜處理。
幾種臭氧處理單元自身改進：
O3/U V高級氧化技術
O3/H2O2高級氧化技術
O3/H2O2/UV
臭氧/活性炭協(xié)同降解有機物處理技術
超聲強化臭氧氧化技術
四、臭氧在水處理中的應用
飲用水處理/廢水處理/去除染料和印染廢水的色度和難降解有機物/處理含金屬離子廢水/循環(huán)冷卻水的處理。
在飲用水處理中，臭氧主要用于三個方面:
1）臭氧預處理，在常規(guī)凈水工藝前增設臭氧工藝;
2）臭氧-生物活性炭處理，O3與顆?；钚蕴拷Y合，在常規(guī)凈水工藝后，對水作深度處理，以除去各種有機物和色、嗅、味等;
3）臭氧消毒，用以代替氯對水進行消毒；
應用特點
與化學藥劑處理法相比，臭氧法具有以下特點：
1)能有效地控制有機微生物，使循環(huán)水中的COD和AOX的數量都被抑制在很低的水平，從而得到優(yōu)良的水質；
2)系統(tǒng)能在高濃縮倍數下運行，可實現(xiàn)零排污，節(jié)約水量，比化學藥劑法節(jié)約1/2－2/3；
3)系統(tǒng)內不會產生結垢現(xiàn)象，同時，系統(tǒng)中原來形成的垢也能被有效去除；
4)臭氧對系統(tǒng)具有良好的緩蝕作用；
5)適應pH值范圍寬；
6)運行費用大大低于化學藥劑。