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污水處理中的高級氧化技術之臭氧氧化
創建時間：2025-05-05 15:22:53
水環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，同時還在環境類激素等微量有害化學物質的處理方面具有很大的優勢，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、連續地通入臭氧化混合氣的半連續半間歇操作中，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－氣浮（吹脫）、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，在常規凈水工藝前增設臭氧工藝;
2）臭氧-生物活性炭處理，O3與顆粒活性炭結合，在常規凈水工藝后，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，使循環水中的COD和AOX的數量都被抑制在很低的水平，從而得到優良的水質；
2)系統能在高濃縮倍數下運行，可實現零排污，節約水量，比化學藥劑法節約1/2－2/3；
3)系統內不會產生結垢現象，同時，系統中原來形成的垢也能被有效去除；
4)臭氧對系統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。