臭氧發(fā)生器在污水處理中的應用
1.概述
臭氧具有極強的氧化性，且反應速度快，低濃度中可瞬時反應，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。臭氧是極強的氧化劑，可以和許多物質(zhì)進行作用，比如能與許多有機物或官能團發(fā)生反應，可有效殺滅水中的各種細菌和病毒。臭氧通過和多種有機化合物反應，可氧化降解有機物，達到去除水中色、臭味的作用。臭氧消毒效率高,對各種病毒、細菌均有很強的殺滅能力,還能除味、脫色、改善水質(zhì)。臭氧處理技術是治理環(huán)境和水質(zhì)污染的關鍵技術, 下面主要介紹臭氧在污水處理中的應用。
2.臭氧在污水處理中的應用
2.1 臭氧發(fā)生器氧化用消毒
O3屬于溶菌劑，用于殺菌消毒可以達到徹底、所有微生物。臭氧消毒原理是利用O3能破壞或溶解微生物的細胞壁，迅速地擴散到細胞內(nèi)部，氧化破壞細胞內(nèi)酶，使細胞發(fā)生通透性畸變導致其溶解死亡。O3的消毒作用是瞬時徹底的。與傳統(tǒng)的二氧化氯相比，O3殺菌能力是其600～3000倍。臭氧是加藥消毒法中最有效的消毒劑。在二級水處理中，臭氧的殺菌作用比氯快15～30倍,可替代氯當消毒劑，以防止處理出水中形成致癌性的嗅二氯烷等，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胞膜擴散,所以臭氧能氧化微生物細胞的有機物或破壞有機體鏈狀結(jié)構(gòu)而導致細胞死亡,因此臭氧對病毒、芽孢等具有強大的殺傷力,臭氧消毒時對細菌的滅活率都在95%以上。
2.2 臭氧發(fā)生器氧化用去除水中雜質(zhì)
利用O3去除水中有機物時，用作預氧化劑，它能部分氧化有機物中分子量小的中間產(chǎn)物。O3氧化使分子量大于105的有機物減少，但卻增加分子量在1000～3000的有機物的量，提高了后續(xù)裝置中的生物活性，有利于有機物質(zhì)的去除。國內(nèi)泛應用的臭氧工藝為：O3(預處理)+生物活性濾池。此工藝比普通的活性炭工藝的去除COD(去除率高達68%)更有效。O3也能去除水中氨氮：在高pH(9～10)下誘發(fā)臭氧產(chǎn)生強氧化能力的OH·來氧化廢水中的氨氮，此種方法可運用于高氨氮廢水(垃圾滲濾液)處理，也可用于污水的深度處理中。
2.3 臭氧發(fā)生器氧化去除水中的一般化學物質(zhì)
臭氧的強氧化性能將水中的Fe2+和Mn2+氧化成Fe3+和Mn4+，除鐵錳效果穩(wěn)定。臭氧可氧化去除污水中的硫化物，其氧化產(chǎn)物是一系列含氧酸根，最終為硫酸根臭氧與氰化物反應，產(chǎn)生氰酸根，最終水解生成二氧化碳和二氧化氮。臭氧對硫化物和氰化物的去除率在條件適當時可達98%以上。
2.4 臭氧發(fā)生器氧化處理剩余污泥
在污水處理廠的剩余污泥中投加O3，使其與泥中生物接觸，從而破壞微生物的細胞膜，使污泥成為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，此技術提高污泥的可生物降解性，幾乎能夠完全去除剩余污泥，而且并不影響整個工藝中處理水的水質(zhì)。除此之外，他們的實驗研究發(fā)現(xiàn)，非連續(xù)臭氧氧化比連續(xù)的投加能得到更好的效果，而且大量節(jié)省了臭氧的投加量。在獲得同樣的處理效果前提下，非連續(xù)投加量只是連續(xù)投加量的30%左右。利用臭氧進行剩余污泥處理是一種行之有效而且節(jié)省運行費用的新工藝，有著良好的前景。
2.5臭氧發(fā)生器用于脫色除臭
污水中有色、臭味是含有雙鍵和單鍵交替排列的有色基團化合物，一般由含有Ｃ＝Ｃ或苯環(huán)的物質(zhì)及金屬離子等引起的。臭氧可以與Ｃ＝Ｃ作用，使雙建斷裂，形成酮、醛和酸，從而去除水中顏色，同時可以氧化鐵、錳等無機成色離子。有報道表明，臭氧投加量為1mg/L時，可以將水中色度由20-50度降到10度左右。臭氧通過破壞藻類的代謝過程可去除因藻類的代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的臭味。
4.結(jié)語
臭氧不僅有很好的快速殺菌、消毒性質(zhì)，而且具有很高的氧化有機和無機化合物的氧化力，它發(fā)生的反應完全、速度快，可去除其他水處理工藝難以去除的物質(zhì)且不會造成二次污染。但目前使用臭氧處理污水也存在一些問題:
一是臭氧的利用效率不高,加上臭氧的生產(chǎn)成本高,導致臭氧處理的費用較高;
二是臭氧與有機物的反應具有較強的選擇性,對微污染飲用水的礦化度很低,并且在處理一些難降解有機物時也有一定的限制。
三是臭氧氧化很難將水中的有機污染物徹底無機化, 主要以中間產(chǎn)物的形式存在于水中。
因此現(xiàn)在，水處理一般采用臭氧與其它處理方法聯(lián)合的工藝來去除難以生物降解的有機物。
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