臭氧化技術在水處理中的應用
來(lai)源：新(xin)鄉市錦程環(huan)保設備有限公司 閱(yue)讀：3313 更(geng)新時間：2009-09-02 14:22臭氧(yang)(yang)(O3)技術(shu)于(yu)1905年(nian)應用(yong)(yong)(yong)于(yu)水處理(li)，隨著相關(guan)技術(shu)的(de)(de)進步，臭氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)法成本的(de)(de)降低(di)，被普遍認為是很(hen)有(you)發展前(qian)景的(de)(de)水處理(li)方法。臭氧(yang)(yang)具有(you)極(ji)強(qiang)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)，其氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)機理(li)目前(qian)尚無肯定(ding)的(de)(de)研(yan)究結(jie)論，通常認為主要來(lai)自(zi)(zi)臭氧(yang)(yang)離解(jie)的(de)(de)·OH自(zi)(zi)由(you)基，它是發生在水中的(de)(de)已(yi)知氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)中最活潑(po)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，它很(hen)容易(yi)通過基型反應將(jiang)各種類型的(de)(de)有(you)機物(wu)(wu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)。·OH自(zi)(zi)由(you)基還可(ke)與其他物(wu)(wu)質如苯衍生物(wu)(wu)等形(xing)成二次(ci)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)基(R·)，它還能將(jiang)碳酸(suan)鹽(yan)或重(zhong)碳酸(suan)鹽(yan)離子氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)成可(ke)起三次(ci)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)碳酸(suan)根(gen)（ ）或重(zhong)碳酸(suan)根(gen)( )，臭氧(yang)(yang)分子可(ke)離解(jie)成過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)高子( ）的(de)(de)過羥基[3，4]。
1 臭氧(yang)化法的主要工藝
O3水(shui)處理(li)工藝類型很多(duo)[5-7]，主(zhu)要有(you)以下幾(ji)種(zhong)類型：①O3十生物活(huo)性炭法，②O3+混凝法，③O3+活(huo)性炭吸附法，④O3+活(huo)性污泥法，⑤O3+膜處理(li)法，⑥O3+超聲(sheng)波法。
O3+生物活性炭法主要過程是：先往水中投加臭氧，其強氧化性使復雜有機物分子斷鏈成小分子，從而易于生物降解，同時提高了水中溶解氧濃度。然后再進人生物活性炭裝置，易降解有機物被活性炭富集，經好氧微生物氧化分解為CO2和H2O等。該工藝的特點是臭氧預處理提高了廢水的可生化性，有機物的富集和富氧提高了生化反應速度；活性炭上的有機物生物降解又可恢復活性炭吸附性能。O3+混凝法基于O3對親水性物質強烈的破壞力，當親水性物質轉變成疏水性時，混凝沉淀效果將大大改善。O3+活性炭吸附法是指：由于活性炭微孔孔隙小，限制了對大分子物質的吸附，O3可破壞物質分子結構，形成小分子，增大活性炭吸附容量。O3+活性污泥法的作用如同生物活性炭法，目的在于提高廢水的可生化性。在O3+膜處理法中，O3常用在超濾(UF)的后處理上。在O3+超聲波[8]處理法中，超聲功率的增大可增加反應速度，O3通人量增大可加深生物反應程度，提高復雜有機物去除率。
臭(chou)氧(yang)單元處(chu)理(li)(li)[5-7]主要是催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)法，如堿催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)、光(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)和多(duo)相催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)等，具體處(chu)理(li)(li)方法有：①O3/H2O2，②O3/UV(紫外光(guang))，③O3/固體催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(金屬及其氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物，活性(xing)炭等)。從反(fan)應機理(li)(li)看：①屬于(yu)堿催(cui)化(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)，②屬于(yu)光(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)，③屬于(yu)多(duo)相催(cui)化(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)。
堿催化臭氧化反應的途徑是：通(tong)過OH-催化，生成·OH自由基，再氧化分解有機物，·OH基產生過程如下：
O3+OH-→·O2+HO2，O3+·O2→O3+O2，·O3+H+→HO3·→·OH+O2
光催化氧(yang)化是以紫(zi)外(wai)線(xian)為(wei)(wei)能源，以臭(chou)氧(yang)為(wei)(wei)氧(yang)化劑，利用臭(chou)氧(yang)在紫(zi)外(wai)線(xian)照射(she)下(xia)生(sheng)成的活潑次生(sheng)氧(yang)化劑來氧(yang)化有機(ji)物，Gary，P·Peyton等認為(wei)(wei)臭(chou)氧(yang)光解先產(chan)生(sheng)H2O2，H2O2在紫(zi)外(wai)光的照射(she)下(xia)又產(chan)生(sheng)·OH基，進入·OH自(zi)由(you)基循環：
O2-+O3→·O3-+O2，·O3-+H+→HO3·→·OH+O2
利用光催化臭氧化法處理難降解有機物廢水時，部分難降解有機物在紫外光照射下，提高了能級，處于激發狀態，與·OH基發生羥基化反應，生成易于生物降解的新物質。
多相(xiang)催(cui)(cui)化(hua)臭氧化(hua)是近(jin)幾年發展起來的(de)新技術，其金屬催(cui)(cui)化(hua)的(de)目的(de)是促進O3的(de)分(fen)解，以產(chan)生(sheng)活潑的(de)·OH自由基強(qiang)化(hua)其氧化(hua)作用(yong)，常用(yong)的(de)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)有CuO、Fe2O3、NiO、TiO2、Mn(II)等。
2 臭(chou)氧化法(fa)在水處理中的應用
常見的(de)臭(chou)氧化法在水(shui)處(chu)(chu)理(li)中的(de)應用有：微污(wu)染(ran)源水(shui)深度(du)處(chu)(chu)理(li)，印(yin)染(ran)染(ran)料廢水(shui)、含(han)酚廢水(shui)、農(nong)藥生(sheng)產廢水(shui)、造紙(zhi)廢水(shui)、表面活性劑廢水(shui)、石油化工(gong)廢水(shui)等的(de)處(chu)(chu)理(li)。
2.1 微污染源水(shui)深度處理中的應用(yong)
經凈水廠處理的微污染源水，水中有機物經氯化后會形成氯仿(CHCl3)等含氧有機物，常規水處理工藝
不能去除有機磷農藥和含氮有機物，采用生物活性炭(BAC)工藝就可達到深度處理的目的。其工藝為：
德國Southeimer及Duesseldorf首先將BAC技術用于凈水工藝，目前歐洲水廠已普遭應用該技術。(臭氧投加量通常<4mg/L)。
源(yuan)水中所含腐殖質會引起(qi)色度(du)，常(chang)規(gui)方(fang)法難以(yi)去除。采用纖維TiO2作催化(hua)(hua)劑的O3+UV催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)可有特(te)殊效(xiao)果，反應接觸時間(jian)30Min，去除率>92%。所需O3濃度(du)與腐殖質結構有關。
