污水处理中的高级氧化技术之臭氧氧化

       水环境保护是当前人类社会广泛关注的一个问题，随着我国国民经济的快速发展，高浓度的有机废水对我国宝贵的水资源造成了威胁。然而利用现有的生物处理方法，对可生化性差，相对分子质量从几千到几万的物质处理叫困难，而高级氧化法（Advanced Oxidation Process，简称AOPs）可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还在环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能使绝大部分有机物完全矿化或分解，具有很好的应用前景。今天我么主要介绍其中的臭氧氧化法：

      一、臭氧氧化的定义：

      臭氧具有极强的氧化性能，臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，臭氧分解会产生的新生态氧原子和在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH来氧化分解水中的污染物。

      二、臭氧与有机物的反应途径（或机理）

      ◆直接反应：污染物+ O3→产物或中间物(有选择性，速度慢)；

      ◆间接反应：污染物+ HO·→产物或中间物(无选择性，HO·（E0=2.8V）电位高，反应能力强，速度快，可引发链反应，使许多有机物彻底降解)

      三、臭氧氧化性能的影响因素：

      臭氧化混合气进气量、搅拌速度溶液pH、有机物浓度、溶液温度、催化剂、投加方式；

      四、增强臭氧氧化的措施方法：

      ①改变臭氧化混合气的进气量，就是改变单位时间内的臭氧投加量，在有机负荷一定的条件下，就是改变反应过程中臭氧和有机物的投加比，在有机物浓度一定、连续地通入臭氧化混合气的半连续半间歇操作中，随单位时间 内臭氧通入量的增加，有机物氧化反应速率相应提高。

      ②超声强化臭氧氧化技术。

      ③金属催化臭氧化技术、在臭氧水处理体系中，加入一定量的Fe2＋、Mn2＋、Co2＋、Ni2＋或Co2＋的硫酸盐。

      ④臭氧与其他常规水处理单元结合比如O3－活性污泥、O3－活性炭吸附、O3－絮凝－膜处理、O3－絮凝－O3、O3－气浮（吹脱）、O3－生物活性炭、O3－膜处理。

       几种臭氧处理单元自身的改进：

       (1) O3/U V高级氧化技术

       (2) O3/H2O2高级氧化技术

       (3) O3/H2O2/UV

       (4)臭氧/活性炭协同降解有机物处理技术

       (5)超声强化臭氧氧化技术

      五、臭氧在水处理中的应用

      饮用水处理/废水处理/去除染料和印染废水的色度和难降解有机物/处理含金属离子废水/循环冷却水的处理。

      在饮用水处理中，臭氧主要用于三个方面:

      1）臭氧预处理，在常规净水工艺前增设臭氧工艺;

      2）臭氧-生物活性炭处理，O3与颗粒活性炭结合，在常规净水工艺后，对水作深度处理，以除去各种有机物和色、嗅、味等;

      3）臭氧消毒，用以代替氯对水进行消毒

      六、与化学药剂处理法相比，臭氧法具有以下特点

      能有效地控制有机微生物，使循环水中的COD和AOX的数量都被抑制在很低的水平，从而得到优良的水质；系统能在高浓缩倍数下运行，可实现零排污，节约水量，比化学药剂法节约1/2－2/3；系统内不会产生结垢现象，同时，系统中原来形成的垢也能被有效去除；臭氧对系统具有良好的缓蚀作用；适应pH值范围宽；运行费用大大低于化学药剂。