1、臭氧法水处理工艺及其应用 臭氧(O3)技术于 1905 年应用于水处理，随着相关技术的进步，臭氧化法成本的降低，被普遍认为是很有发 展前景的水处理方法1,2。臭氧具有极强的氧化性，其氧化作用机理目前尚无肯定的研究结论，通常认为主 要来自臭氧离解的OH 自由基，它是发生在水中的已知氧化剂中最活泼的氧化剂，它很容易通过基型反应 将各种类型的有机物氧化。 臭氧化法的主要工艺 水处理工艺类型很多，主要有以下几种类型： O3+生物活性炭法 O3+混凝法 O3+活性炭吸附法 O3+活性污泥法 O3+膜处理法 O3+超声波法。 生物活性炭法主要过程是 先往水中投加臭氧，其强氧化性使复杂有机物分子断链成小分子
2、，从而 易于生物降解，同时提高了水中溶解氧浓度。然后再进人生物活性炭装置，易降解有机物被活性炭富集， 经好氧微生物氧化分解为 CO2 和 H2O 等。该工艺的特点是臭氧预处理提高了废水的可生化性，有机物的富 集和富氧提高了生化反应速度；活性炭上的有机物生物降解又可恢复活性炭吸附性能。O3+混凝法基于 O3 对亲水性物质强烈的破坏力，当亲水性物质转变成疏水性时，混凝沉淀效果将大大改善。O3+活性炭吸附法 是指：由于活性炭微孔孔隙小，限制了对大分子物质的吸附，O3 可破坏物质分子结构，形成小分子，增大 活性炭吸附容量。 活性污泥法 O3+活性污泥法的作用如同生物活性炭法，目的在于提高废水的可生化性
3、。在 O3+膜处理 法中，O3 常用在超滤(UF)的后处理上 O3+超声波处理法中，超声功率的增大可增加反应速度，O3 通 人量增大可加深生物反应程度，提高复杂有机物去除率。 O3+活性炭吸附法 是指：由于活性炭微孔孔隙小，限制了对大分子物质的吸附，O3 可破坏物质分子结构，形成小分子，增大 活性炭吸附容量。 臭氧化法在水处理中的应用 常见的臭氧化法在水处理中的应用有：微污染源水深度处理，印染染料废水、含酚废水、农药生产废 水、造纸废水、表面活性剂废水、石油化工废水等的处理。 微污染源水深度处理中的应用 经净水厂处理的微污染源水，水中有机物经氯化后会形成氯仿(CHCl3)等含氧有机物，常规水处
4、理工艺 ）的过羟基3 ，4 ）或重碳酸根( )，臭氧分子可离解成过 。 印染染料废水处理中的应用 印染染料废水处理中的应用 印染染料废水含有高浓度的人工合成有机高分子染料，采用一般的物理化学或生物方法很难满足处理 要求，而采用臭氧化法可取得良好的处理效果。 含酚废水处理中的应用 炼焦制气工厂、煤气发生站、石油化工工厂等均排放含酚废水。由于废水中杂质很多，采用萃取结晶 酚钠盐的方法通常是很不经济， 而生物方法仅适用于低浓度的含酚废水。 农药生产废水处理中的应用 臭氧可以有效去除废水中多种有机农药，如有机氯农药、有机磷农药、有机氮农药、苯氯酸衍生物等。 造纸废水处理中的应用 常规方法难以去除造纸废
5、水中的有机氮化物、木质素和色素等。斯洛克斯和科特拉斯纸浆联合企业的 亚硫酸盐强碱液以及木质磺酸水溶液的臭氧化试验表明， 臭氧则可以氧化这些废水中所含的 70一 75有 机物质，木质素氧化为易被生物降解的衍生物 含表面活性剂废水处理中的应用 表面活性剂很难生物降解，当用臭氧化法处理氮化烷基苯磺酸钠及烷基苯磺酸钠溶液时，这些化合物 可被分解破坏达 50。废水采用铝酸钙进行初步处理，再进行臭氧化，效果更好，这时臭氧化可去除 90 氯化烷基苯磺酸钠，68的烷基苯磺酸钠，并转换成易被生物降解的衍生物 石油化工废水处理中的应用 臭氧处理石油化工废水效果良好，含有 lmgL 阿尔兰汽油、飞机用汽油 B100
6、BO 和机器油 MC-20 及 MK-8 的废水，经臭氧化处理后可将含油量降至痕迹含量并将其分子结构全部破坏，这时的臭氧耗量为 9-15mgL。 含有汽油、 煤油及燃料油 TC-110rngL 的废水经臭氧化法除臭后， 可使其含量降低至 1100， 得到完全澄清的溶液。莫斯科雅拉斯夫炼油厂经生化后的石油废水再用臭氧化法处理，当臭氧耗氧量达到 2.53mgL 时， 含油量则从 4-5mgL 降至 0.2-0.4mgL， 饱和烃、 非饱和烃及芳香烃则被破坏 2030 。 臭氧化法的应用除上述范围外，还可用于处理氨基葸醌废水、电镀废水、含氮废水、食品加 3 总 结 工废水、制革废水等多种工业废水。
7、家庭水处理设备套装 臭氧法水处理工艺的前景 为了解决臭氧发生器能耗高、臭氧产率低的问题,目前有几个方面突破,一是国内开发了臭氧高效率制取技术,提出用“陡变电场”制取臭氧,其特点是场强Emax 70 kV/ cm,休止时间在0. 0110 ms 之间,制取臭氧的产率高,能耗低,改变了传统的电晕制取臭氧的方法. 二是美国stero - lizer 公司开发的利用特殊电极,电解产生臭氧和有关自由基,并且电解质溶液可反复使用. 三是日本的压电铝陶瓷技术应用于生产臭氧发生器. 臭氧化技术的自身发展 主要是非光催化臭氧技术的开发研究,目前分为均相和非均相催化法两种,研究结果表明均相催化法处理芳香族化合物:
8、 r, Y. d2 J0 U 7 f2 O M4 效果很好,但催化剂无法重复使用. 非均相催化( 亦称金属催化)多以过镀金属的氧化物( 如CuO, NiO等) 作催化剂. 催化剂用于5 k( K1 & h( _臭氧化法的目的是促进O3 的分解,以产生OH等活性中间体来 ?0 W& o+ g: D. , p强化臭氧化,因此人们把能产生强氧化羟基自由基OH的O3/H2O2 ,O3/ UV及催化臭氧化法统称为高级氧化工艺. 现已证明以TiO2 作催化剂的臭氧催化法对处理水中的富里酸、白朊和纤维二糖等物质优于臭氧法和O3/ H2O2 法. 从反应器设计和应用前景分析,非均相催化臭氧化法优于O3/ UV法. 目前需要解决的问题是揭示催化机理、制备高效催化剂和催化反应器的最优设计. 结语 臭氧化法水处理日见普及,并已用于空气及物体表面消毒,它有着其它方法不可替代的优点. 当前仍存在着臭氧化法费用较高,配套工艺及技术不够完善,作用机理及毒性尚待深入研究等问题. 随着对臭氧化反应机理研究的深入和高效低能耗新型臭氧发生器装置的开发,臭氧化法必将会在水处理等领域广泛应用. 谢谢观看！
