張雪晨

【摘要】臭氧（O3）對各種物體的氧化能力較強，并且是極易溶于水的一種氧分子。因此，人們常常利用臭氧來氧化水中的污染物，從而使水更加清潔，減少因污水導(dǎo)致的土壤破化，以及對水生物的傷害。臭氧工作原理極其簡單，一方面通過自身的氧化作用直接對水中污染物進行分解，另一方面，通過產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì)間接對污染物進行降解。該技術(shù)容易操作，因此臭氧被廣泛地應(yīng)用于污水處理中。

【關(guān)鍵詞】臭氧；污水處理；應(yīng)用

由于環(huán)保污染治理工作的不斷深入，廢水處理領(lǐng)域已得到長足的進步。但環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中的污染物種類日益增多，污染物濃度限值日益嚴(yán)格，為此市政污水處理需求不斷增加。市政污水經(jīng)過物化、生化等處理后，出水具有B/C低、污染物濃度低、污染物處理難度大等特點，常規(guī)的物化和生化方法難以大幅提高污染物去除效果。臭氧因其具有強氧化性，為難降解污染物的去除提供了可能。因此，臭氧在市政污水處理中研究和應(yīng)用日益增多。

一、臭氧的基本性質(zhì)

（一）臭氧的氧化能力

臭氧在水中進行溶解之后會逐步轉(zhuǎn)變成長鏈狀的有機物，并且這種有機物是不飽和的狀態(tài)。臭氧是屬于氧的同素異形體，屬于一種含有三個氧原子的大分子，并且這三個氧原子呈現(xiàn)三角形的排列方式。其中處于中間的一個原子與其他的兩個原子距離長度是相等的。臭氧在正常的溫度下呈現(xiàn)的是一種淡藍(lán)色的氣體，并有一種刺鼻的魚腥味，溶于水之后使水變成了深藍(lán)色，而臭氧在固體的狀態(tài)時是紫黑色的。臭氧的分子結(jié)構(gòu)界定其具有不穩(wěn)定的特點，一般情況下，在空氣中臭氧只需要20～50min就可以完全揮發(fā)掉，所以臭氧在空氣中有一部分會變成氧氣，并且溫度越高越容易分解，分解的速度也就越快。研究表明，臭氧在水中的分解速度要比在空氣中慢一些，正常情況下為35min，并且其溶解速度受到水溫的影響，因此要具體情況具體分析。將臭氧、氯、過氧化氫這三種化學(xué)分子的電極電位進行比較，發(fā)現(xiàn)臭氧的氧化性能最優(yōu)，氯和過氧化氫分別為1.36和1.78。所以，臭氧氧化性最強，僅次于氟，而氟不易溶于水的特征決定了在進行水處理時，應(yīng)當(dāng)首選臭氧。

（二）臭氧的腐蝕性

臭氧有著高強度的氧化性能，顯而易見其缺點就是自身的強腐蝕性。除了一些比較貴重的金屬，例如金、鉑以外，臭氧對其他類型的金屬都具有高強度的腐蝕和破壞的作用，此外，臭氧還對一些非金屬的物體同樣具有腐蝕性，即便是一些抗腐蝕性極強并且含有聚氯乙烯的塑料制品。在操作臭氧技術(shù)時所使用的設(shè)備也會因和臭氧的接觸而產(chǎn)生氧化的現(xiàn)象，設(shè)備經(jīng)常會出現(xiàn)疏松和開裂的問題。臭氧有著難聞的氣味，并且并不是無毒的氣體，所以工業(yè)對臭氧的生產(chǎn)量要有所控制，不能進行大量的生產(chǎn)，否則對人的身體也會帶來一定的危害。

二、臭氧在市政污水處理中的應(yīng)用

（一）消毒、除臭、脫色、去雜質(zhì)方面的應(yīng)用

在市政污水處理過程中，臭氧常用來進行殺菌消毒、除臭、脫色、去雜質(zhì)等。不同臭氧投加量可以達到不同的處理效果，具體項目的實際臭氧投加量取決于項目實際水質(zhì)特征和處理效果等因素。根據(jù)自來水廠和市政污水處理廠的應(yīng)用，通常采用不銹鋼管將臭氧通入混凝土結(jié)構(gòu)的反應(yīng)池內(nèi)，采用陶瓷曝氣盤進行曝氣。因其可利用原有的設(shè)施，這種方法使用最多。同時，旁流注入、主流注入、活塞流反應(yīng)器和加壓反應(yīng)器也被應(yīng)用。臭氧產(chǎn)量（臭氧濃度和臭氧流量）、尾氣臭氧濃度的在線監(jiān)測也易于實現(xiàn)，并可根據(jù)實際廢水流量控制臭氧加量。

（二）印染污水和造紙污水處理方面的應(yīng)用

臭氧獨特的氧化性能使之可以很好地與有機物中的發(fā)色基團發(fā)生化學(xué)作用，實現(xiàn)斷開有機物的化學(xué)鍵的功能，進而使水中污染物質(zhì)中的大分子逐步變小，并使之變成無色的小分子，進而實現(xiàn)消除污染物的目的。所以臭氧便可以應(yīng)用在處理一些燃料或者印刷的工業(yè)中，例如染布工業(yè)和一些造紙工業(yè)中，對于清除掉廢水的顏色起到了重要的作用。國外的一些科學(xué)家據(jù)此導(dǎo)出了臭氧在對染料進行分解過程中產(chǎn)生一系列反應(yīng)的方程式，另外還進一步探討了水中的COD和BOD5發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)。我國相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者盧寧川等在研究臭氧氧化印染廢水時，得出結(jié)論是臭氧對GBC棗紅基染料清除率為94%，而對CODCr卻只有72%。

（三）煉油廠的污水處理方面的應(yīng)用

煉油廠的廢水與其他類別的廢水不同，其污物質(zhì)大部分是石油大分子發(fā)生分解后產(chǎn)生的有利分子，這種產(chǎn)物自身可降解能力較弱，因此必須要利用氧化能力強的化學(xué)分子進行分解。傳統(tǒng)上一直所采用的方式通常為“隔油+氣浮+生化”。而當(dāng)前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)一些學(xué)者利用臭氧進行該類型廢水的處理。實驗過程中進水量的要求為0.5m3/h、HRT1.49h，COD44.07～102.13mg/L、氨氮28.37～50.01mg/L、水中污染物的濃度大概為4.10～6.77mg/L。經(jīng)處理后COD、氨氮、石油類物質(zhì)平均清除率分別達到94%、96.1%、91.9%。經(jīng)過臭氧處理后的水可以實現(xiàn)重復(fù)使用。

三、結(jié)語

城市污水的臭氧處理具有顯著的殺菌和脫色效果，對COD有一定的去除率，對改善污水處理廠的出水和再利用水質(zhì)有明顯效果。國內(nèi)臭氧技術(shù)在城市污水處理領(lǐng)域仍處于起步階段，工程實踐經(jīng)驗不足，但隨著我國保護環(huán)境意識的加強以及科技的進步，臭氧法的應(yīng)用范圍將會更加廣闊，此外，相關(guān)的技術(shù)人員還應(yīng)該結(jié)合其他的氧化技術(shù)，為未來實現(xiàn)更成熟和更完善的污水處理技術(shù)提供保障。

參考文獻

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