饮用水处理中的臭氧氧化及其相关氧化工艺
饮用水的臭氧氧化技术

2 饮用水 臭 氧处理 系统 的功 能
1 消毒杀菌。 ) 2 无机物的氧化。 ) 3 有机物的氧化 。 )
与 浓度和 OH一 浓度成一级动力学关 系[3[ H一
矗=
4 环境友好 的臭氧在 杀菌后 , ) 不会在 水 中残 留化学 物质 , 而 臭 氧在纯 水 中的分解机 理 : 氧在纯水 中的分解 机理是极其 臭 氯、 高锰酸钾 、 二氧化氯等 杀菌 剂则在 水中残 留或生成有 毒有 害 复杂 的 , 它与水 中的 O 有 三种可能的反应 , : H一 即 物质 。 情况 1 : 0 +O 一Ho + ‘ 3 H一 ・ 5所 有的水处理 技术 ( 如过滤 、 ) 例 离子 交换 、 活性 碳 吸附 、 反 这种机理简称 为 S H 机理 , B 在纯水 中 , 3由链 反 应分解 , 0 分 渗透 ) 可以与臭 氧系统联合应用 以解决相应 的难题 。
中 图分 类 号 : U9 12 T 9 .5 文献标识码 : A
1 概述
水水 质 、 臭氧氧化条件有关 。虽然 残余消毒 剂可在一 定程度上 限
但 细 随着水源 污染 的加剧和水质标准 的提高 , 针对 常规处理工艺 制管网中的细菌生 长 , 在有机 营养 基质 浓度较 高时 , 菌仍会 再度繁殖 , 并附着生长在 管壁 上形成生物膜 , 增加水 中细菌总数 , 的不足 , 各种饮用水 的氧 化技术 应运 而生 , 氧氧化 技术 正逐渐 臭
6 控制氯化消毒副产物。 ) 7 控制藻类 。 )
8助凝 。 )
大量研究表明 , 臭氧 氧化会改 善水 的可生 化性 , 增加 水 中有 机 营养基质 的含量 , 具体 表现 为水的生 物可 同化有机碳 ( O 和 A C) 可生物降解的溶解 性有机 碳 ( D( ) 度升 高 , 响程 度也 与原 B ) 浓 C 影
臭氧高级氧化技术报告

臭氧高级氧化技术报告一、引言臭氧高级氧化技术是一种先进且有效的水处理技术,能够高效地去除水中的有机污染物和微生物。
本文将介绍臭氧高级氧化技术的原理、应用和优势。
二、原理臭氧高级氧化技术利用臭氧与水中有机污染物发生氧化反应,生成多种氧化物,如过氧化氢、羟基自由基等。
这些氧化物具有高度活性,能够降解有机污染物,破坏微生物的细胞结构,从而实现水的净化和消毒。
三、应用 1. 污水处理:臭氧高级氧化技术广泛应用于污水处理厂,能够高效地去除有机污染物、重金属和微生物,提高出水质量。
2. 饮用水处理:臭氧高级氧化技术可以用于饮用水的消毒和净化,能够有效地去除水中的致病菌和有机物,提供安全的饮用水。
3. 工业废水处理:许多工业过程中会产生大量的废水,其中含有有机物和有毒物质。
臭氧高级氧化技术可以将这些有害物质降解为无害的物质,减少对环境的污染。
四、优势 1. 高效性:臭氧高级氧化技术具有高度活性的氧化物,能够快速降解有机污染物和微生物,处理效率高。
2. 安全性:臭氧高级氧化技术无需添加化学药剂,不会产生二次污染,对人体和环境无害。
3. 全面性:臭氧高级氧化技术能够去除多种有机污染物和微生物,对不同种类的水体污染都具有良好的处理效果。
4. 灵活性:臭氧高级氧化技术可以与其他水处理技术相结合,形成多种复合工艺,提高整体处理效果。
五、臭氧生成装置臭氧高级氧化技术的关键是臭氧的生成。
常用的臭氧生成装置有电解法、紫外线法和冷等离子体法。
这些装置能够高效地产生臭氧,并将其溶解到水中,实现臭氧与水中污染物的接触和反应。
六、操作要点 1. 控制臭氧浓度:臭氧浓度过高会对设备和操作人员造成危险。
因此,在操作臭氧高级氧化技术时,需要控制好臭氧的浓度,确保安全操作。
2. 控制反应时间:反应时间是影响臭氧高级氧化技术处理效果的重要因素。
过短的反应时间可能导致污染物无法完全降解,而过长的反应时间则会浪费资源。
因此,需要根据实际情况控制反应时间,以达到最佳处理效果。
臭氧氧化技术在饮用水深度水处理中应用

臭氧氧化技术在饮用水深度水处理中的应用摘要:概述了臭氧氧化工艺的原理,介绍了单独臭氧氧化、催化臭氧氧化工艺在水处理中的研究现状。
分析并指出了臭氧氧化工艺研究的热点及今后的主要发展方向。
关键词:臭氧氧化技术饮用水深度水处理应用水是基础性自然资源,又是战略性经济资源,21世纪全球可持续发展所面临的“人口、资源、环境”三大问题,无一不与水的问题息息相关。
近年来,随着工业发展和城市化进程的加快以及农用化学品种类和数量的增加,我国大部分城镇饮用水源水已受到不同程度的污染。
据相关文献报道,我国七大重点流域地表水普遍受到污染,且以有机污染为主,其中i到iii类水体占45.1%,iv类和v类水体占22.9%,劣v类水体占32.0%[1]。
常规的饮用水处理工艺对水体中有机污染物的去除效果通常比较差。
为了解决饮用水体中有机污染物的问题,近年来,国内外许多研究者提出了多种强化去除水体中有机污染物的技术。
化学氧化技术作为一种有效的废水处理手段,目前已发展成饮用水深度处理工艺过程中一个必不可少的单元过程。
化学氧化技术去除水体中有机物的方法主要是利用强氧化剂分解水中的有机污染物,使之转变成诸如h2o, co2和无机盐等无害的无机化合物,彻底实现水体中污染物的完全去除和矿化。
具有除污染效果好,适应范围广,应用相对较多等特点。
目前能够用于饮用水深度处理的氧化剂主要有氯、二氧化氯、高锰酸钾、过氧化氢和臭氧,而使用臭氧和以臭氧为基础的高级氧化工艺作为化学氧化的手段是水处理技术发展的必然趋势[2]。
单独臭氧氧化臭氧具有极强的氧化能力和杀菌能力,对不饱和键和苯环上电子云密度大的位置具有较强的氧化能力。
自1906年法国nice第一座以臭氧氧化作为饮用水处理工艺的水厂投入运行以来,臭氧氧化技术在水处理中的应用已有100多年历史[3]。
臭氧一般通过两种途径与水体中的有机污染物发生反应。
一是通过亲核或亲电作用,臭氧能够直接与有机物反应;二是臭氧在碱等一系列因素的作用下分解,产生强氧化性的羟基自由基,羟基自由基是目前已知的水中最强的氧化剂,其氧化电位达2.8v,羟基自由基没有选择性,对水中几乎所有的有机物都可发生瞬时的氧化作用。
臭氧氧化氧化技术及应用

臭氧氧化氧化技术及应用臭氧氧化技术是一种利用臭氧气体对有机物进行氧化分解的技术。
臭氧气体具有较强的氧化性能,在大气环境中也是一种重要的次级大气污染物。
但在工业应用中,臭氧气体却被广泛应用于有机废水、废气和固体废物的处理和净化中。
臭氧氧化技术在环境保护领域具有重要的应用价值。
臭氧氧化技术可分为两种形式:臭氧水溶液法和臭氧气体法。
臭氧水溶液法即将臭氧溶解于水中形成臭氧水溶液,然后使用臭氧水溶液进行处理。
该技术主要用于废水处理,通过臭氧的氧化能力,将废水中的有机物、重金属和有害物质氧化分解,从而达到净化水质的目的。
臭氧水溶液法具有处理效果好、处理速度快、操作简单等特点,广泛应用于工业废水处理。
臭氧气体法即通过将臭氧气体引入到废气或固体废物处理的系统中进行处理。
在废气处理中,臭氧气体可与废气中的有机物反应生成二氧化碳、水和其他无害物质,从而减少或消灭废气中的有毒成分。
在固体废物处理中,臭氧气体可直接或间接与固体废物中的有机物发生反应,降解有害物质并减少废物体积。
臭氧气体法具有处理效果好、能够彻底分解有机物、适用于高浓度、高COD(化学需氧量)废水处理等优点,常用于印染废水、食品加工废水、制药废水等领域。
臭氧氧化技术在废气处理中的应用主要有以下几个方面:1. VOCs(挥发性有机物)治理:臭氧气体法能够高效氧化分解挥发性有机物,是处理VOCs废气的一种有效手段。
通过控制臭氧投加量和反应时间,能够将VOCs废气处理效率提高到90%以上。
2. 烟气脱硫:臭氧气体具有氧化亚硫酸盐的能力,可以将烟气中的SO2(二氧化硫)氧化为硫酸盐,从而实现烟气脱硫的目的。
相比传统的石灰石湿法脱硫,臭氧气体法具有反应速度快、脱硫效率高等优势。
3. NOx(氮氧化物)治理:臭氧气体与NOx反应生成氮酸,从而实现对NOx 的氧化分解。
臭氧气体法能够有效地降低NOx浓度,是一种很有潜力的NOx 治理技术。
臭氧氧化技术在废水处理中的应用也是非常广泛的,主要有以下几个方面:1. 有机物的氧化分解:臭氧气体具有很强的氧化性能,能够将废水中的有机物氧化分解为CO2、H2O等无害物质,从而实现对有机物的处理和净化。
阐述饮用水的臭氧氧化技术

阐述饮用水的臭氧氧化技术1 概述近年来,随着饮用水水源污染日益严重,而常规工艺对有机物的去除效率不高,并且极易产生氯消毒副产物,供水管网也面临着二次污染的问题。
在这种情况下,臭氧作为一種强氧化剂被广泛应用到了饮用水的处理行业当中。
臭氧用于饮用水处理,不仅灭菌效果好,还有脱色、除臭、去除铁和锰、氧化分解有机物、助凝的作用。
通过对包括臭氧消毒过的饮用水在内的对象进行生物测定的研究,它并不一定会导致诱变效应。
已有的研究结果大多数都表明了氯化处理的水比臭氧处理过的水具有更强的诱变效应。
当臭氧饱和时,臭氧不会增强饮用水的诱变性。
假如没有经臭氧处理的原水自身具有诱变效应,臭氧则会消除这种效应。
臭氧是人类所知最强力的氧化剂之一,人类对臭氧性能的了解已有100多年的历史,臭氧水净化性能在世界范围内得到了广泛的认可,但早期臭氧技术的高投资和高运行费用抑制了它的应用发展。
随着臭氧发生效率的提高和费用的降低,现在,臭氧氧化技术已开始被广泛应用。
2 饮用水臭氧处理系统的功能2.1 消毒杀菌臭氧是有效地广谱型杀菌剂,具有较高的氧化还原电势,与氯相比,杀菌能力强、作用快、耗量少、效果较好。
臭氧灭菌机理是:能渗入微生物细胞壁,阻碍物质交换,使活性强的硫化物基团转变为活性弱的二硫化物的平衡遭到破坏,氧化微生物细胞的有机体,导致细菌死亡。
在灭活病毒方面,臭氧对过滤性或其他病毒、芽孢等具有强大的杀伤力,而氯对病毒作用很小或不起作用。
2.2 无机物的氧化臭氧氧化具有使无机物氧化去除或无机物形式转变的特点而加以去除,而其他的处理方法还是会留下很多无机物。
在整个臭氧的作用中,氧化无机物只是一个次要的作用,但采用臭氧化法从天然水中去除铁、锰的处理过程很有意义。
2.3 有机物的氧化臭氧可以氧化水中有机物,改变某些有机物的分子组成,并在一定程度上去除部分有机物。
对于天然有机物,臭氧氧化的任务是:除色和除去被吸收的紫外线;提高可生化性;减少有毒副产物(三氯甲烷)的生成;通过矿化直接减少总有机碳的浓度。
臭氧催化氧化技术在饮用水处理中的应用

水处理技术
TE CHNOL OGY ATER RE OFW T ATMENT
Vol3 o 1 -6N . 2
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臭氧催化氧 化技术在饮用水处理 中的应用
刘 建 广 夏 , 鹏 祁 , 峰 秦 亚 敏 2 , ,吕德 龙
(. 1 山东 建筑 大学市 政与环 境工程 学 院, 山东 济 南 2 0 0 ; 5 11
2 沈 阳 建 筑 大 学 市 政 与 环 境 工 程 学 院 , 宁 沈 阳 10 6 ) . 辽 11 8
摘
要: 臭氧催化氧化技 术是一种新兴的饮 用水处理技术 , 其反应过程利用羟基 自由基 ( O 的强氧化性 , ・ H) 降解 处
文章编号 :0 00 7 (0 0 1 -0 10 4 10 —7 02 1)20 1-0
近年 来 , 用水 水源污 染 日益严 重 , 常规 工 艺 饮 而 对 有机物 的去 除效率 不高 ,并 且极 易产生 氯消 毒 副 产物 ( B ), 水管 网也 面临着 二 次污染 的 问题 。 DP S 供 在这 种情 况下 ,臭氧 作为一 种 强氧化 剂被广 泛 应用 到 了饮用 水 的处理行 业 当中 。单 独 的臭氧 氧化 仅仅 能 够去 除部 分 含有 不 饱和 双 键 的 芳香 族化 合 物 , 但 是对 于那 些化学 结构 复杂 、难 以被生 物 降解 的有机 污染 物 ( 持久 性有机 物 、 内分 泌干扰物 、 三致 ” [ “ 物 】 ) 却不 能进行 有效 的氧化 处理 , 在这 种情 况下 , 臭氧 催
显 著提 高 O 氧化对 嗅 味物质 的去 除效果… 。 】
臭氧氧化高级氧化工艺

臭氧氧化高级氧化工艺
臭氧氧化高级氧化工艺是一种利用臭氧处理水中污染物的有效技术。
它是一种高效、低耗、环境友好的水处理工艺,因此被用于处理污染源丰富的水体,如污水、污泥水等。
臭氧氧化高级氧化工艺主要分为三个部分:臭氧生成、氧化反应和污染物去除。
在臭氧生成部分,采用了臭氧电极技术,通过电弧离子化技术从空气中生成臭氧;氧化反应部分,臭氧与污染物在水中发生反应,对污染物进行氧化分解;污染物去除部分,通过过滤技术,将水中的污染物进行过滤和去除。
臭氧氧化高级氧化工艺的优点在于:1)具有良好的去除
有机污染物的能力,可以有效地去除水中的有机污染物;2)
可以有效地降低水中的有害物质(如重金属离子),提高水质;3)臭氧氧化技术低耗能,具有节能环保的特点;4)反应过程简单,操作简单,易于实施。
臭氧氧化高级氧化工艺是一种有效的水处理工艺,但也存在一些缺点,如臭氧的使用可能会产生有害的副产物;臭氧氧化高级氧化工艺对污染物去除率有一定的要求,一般达不到十分理想的效果;臭氧氧化反应速率是受温度影响的,反应速率越高,耗能越大;最后,臭氧氧化高级氧化工艺的成本比其他水处理技术较高。
总之,臭氧氧化高级氧化工艺是一种有效的水处理工艺,可以有效去除污染物,提高水质,具有节能环保的特点,但也存在一些缺点,需要在实际应用中进行改进和完善。
臭氧在天然矿泉水纯净水饮料厂用水中的应用

臭氧在天然矿泉水/纯净水/饮料厂用水中的应用一、矿泉水、纯净水、饮料厂的现状分析根据国标《饮料通则》,矿物质水是在2008年12月1日正式成为我国饮用水的第六水种。
矿物质水虽然是行业的后来者,却有着惊人的市场潜力。
我国的甁装饮用水市场上,主要是矿泉水\纯净水\饮料厂和纯净水两种,各种饮料的主要成分均为水,称为饮料用水,为了提高瓶装饮用水的质量和延长保质期,国际瓶装水协会(IBWA)建议采用臭氧处理。
二、臭氧水处理灭菌净化原理臭氧在水中时刻发生还原反应,产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基(OH),瞬间分解水中的有机物质、细菌和微生物。
羟基(OH),是强氧化剂、催化剂,使有机物发生连锁反应。
反应十分迅速,单原子氧(O)和羟基(OH),对各种致病微生物均有极强的杀灭作用,羟的氧化还原位为2.80V,与氟的氧化能力相当。
臭氧可以对水中的硫化物、氨、氰化物进行降解,有毒的硫化物,氨、氰化物通过与臭氧反应后,产生了无霉的H2SO4、CO2、N2等物质,从而达到净化水的目的。
三、臭氧对水中细菌的杀灭效果取天然矿泉水\纯净水\饮料厂将其暴露于空气中,让细菌自然生长。
然后于此水样通入不同浓度的臭氧气体,分别于接触5分钟和密闭放置24小时后测定细菌的浓度(见表1)。
当矿泉水\纯净水\饮料厂中的臭氧浓度达到0.5mg/L,在5分钟内可将细菌全部杀灭。
四、臭氧消毒对矿泉水\纯净水\饮料厂成份的影响我国饮用天然矿泉水\纯净水\饮料厂主要化学类型是含锶、偏硅酸重碳酸盐型,矿泉水\纯净水\饮料厂经臭氧处理后锶、偏硅酸、重碳酸盐、总碱度和总硬度的浓度几乎没有改变,说明臭氧消毒对这些指标影响不大。
五、臭氧消毒技术在矿泉水\纯净水\饮料厂\纯净水\饮料厂中的应用矿泉水\纯净水\饮料厂臭氧溶解度在0.4~0.5mg/时即可满足杀菌保质要求,合理的设计为臭氧投加量1.5~2.0g/m3。
臭氧在水中的溶解度随温度降低、压力提高而提高。
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饮用水处理中的臭氧氧化及其相关氧化工艺曹仲宏摘要:本文总结了臭氧(O3)氧化及其相关氧化工艺(如O3/H2O2和O3/UV)在天然水(地表水及地下水)处理中的主要应用。
在整个水处理中氧化剂可在多点投加:预氧化,中间氧化,末端消毒。
文中论及O3氧化的以下几个方面:去除无机物,促进凝聚-絮凝处理,氧化天然有机物,氧化微污染物,消毒。
关键词:臭氧;深度氧化工艺;饮用水;氧化副产物;三卤甲烷由于O3具有强氧化能力,O3在近几年已被广泛应用于去除天然水中的化合物(主要是有机类,腐殖质,有毒微污染物)。
然而,在O3氧化处理中,也有一些污染物很难处理,有些则生成难于更进一步处理的氧化副产物。
在整个处理过程中,氧化剂的投入主要有三种方式:预氧化,中间氧化及末端消毒。
通常,预氧化可去除无机矿化物、色度、浊度、悬浮物及令人不愉快的嗅和味,还可部分地降解天然有机物和灭活微生物,预氧化还可强化凝聚-絮凝效果。
中间氧化旨在降解有毒微污染物,去除三卤甲烷(THMs)前体,及增强可生物降解性(以便后续砂滤或GAC(granular activated carbon颗粒活性炭)过滤能较完全地去除有机物)。
末端消毒应去除所有剩余微生物并使DBPs (disinfection by-products 消毒副产物)的形成最少[1]。
本文论及O3氧化的以下几个方面:(1)去除无机物;(2)促进凝聚-絮凝处理;(3)氧化天然有机物;(4)氧化微污染物;(5)消毒。
一、去除无机物预氧化可去除大多数无机物,但预氧化后必须有过滤或凝聚-絮凝-沉淀处理措施,以除去金属离子氧化后形成的不溶物。
氨氮可由O3氧化成硝酸根离子,这样氨可通过后续生物硝化作用去除(在砂滤器中或GAC过滤器中)。
此外,在溴化物存在情况下,通过O3氧化氨能被分解成为氮气(N2),此过程中,Br-被O3迅速氧化成HOBr,HOBr进一步与氨反应生成N2和Br-;溴化物能被O3再氧化,从而迅速去除氨。
水中溴化物在预氧化中会生成HOBr/BrO-,长时间氧化会生成潜在致癌物溴酸盐,因此必须最大限度减少其生成,这可通过优化影响溴酸盐生成的O3氧化条件来实现,这些条件有:O3剂量(c);接触时间(t);O3氧化有机物与溴化物的竞争反应;c t值;溴化物浓度;pH值(因为溴酸盐的形成依赖于介质中BrO-离子);温度。
此外,投加氨亦可减少BrO-的生成。
这是因为氨与HOBr酸反应生成了一溴胺。
应用AOPs(advanced oxidation processes深度氧化工艺)也可限制溴酸盐的生成。
这是因为氢氧自由基消耗了臭氧,或是H2O2的存在减少了HOBr/BrO-,高的H2O2/O3比可限制溴酸盐的形成。
向O3中添加异类催化剂(TiO2)也可最大限度减少溴酸盐的生成(在催化剂存在下,臭氧分子与天然有机物的反应要更快(限制了对溴化物的氧化),或是臭氧分子在催化剂表面上的反应产生了对溴化物氧化效率较低的氢氧自由基)。
还可通过在氧化后增加活性炭吸附减少溴酸盐的量[2]。
二、促进凝聚-絮凝处理低剂量O3(0.5到1g/m3)就足以强化凝聚-絮凝处理。
这是因为形成了具有更强疏水性的小分子,或是形成了具有氧化功能的物质群(如羧酸),或者是产生了聚合反应效果。
一些研究已给出了O3氧化诱导了聚合反应的证据,但与此相反,有些结果表明,预氧化不利于凝聚。
合适的臭氧氧化条件可降低TOC (total organic carbon 总有机炭)及DOC(dissolved organic carbon 溶解性有机炭),也可增强絮凝效果;添加H2O2可减少臭氧最佳需要量。
近期有研究表明,仅在O3存在下不能使被天然有机物包裹的颗粒脱稳,而在络合剂(Ca)存在情况下就能脱稳。
已提出的机理是钙与O3氧化后的天然有机物的结合(由于在O3上产生了更多的配位体位置)及与形成的副产物的结合被加强,从而阻止了颗粒对有机物的吸附,相应因表面电荷减少致使颗粒稳定性降低。
三、氧化天然有机物地表水和地下中含有大量会使水质恶化的有机物,另外,在末端氧化中腐殖质会形成THMs。
给水中天然有机物的存在使细菌在管网中再生长从而引起卫生问题。
因此,在水处理中要尽可能去除天然有机物。
(一)去除色度和UV吸收物大多数时间,腐殖质的O3氧化能迅速脱色并因芳香类的减少而使UV(ultroviolet radiations紫外线照射)吸收物减少。
低分子化合物的生成表明臭氧氧化了腐殖酸的大多数活性位。
氧化反应的发生是由于臭氧分子的攻击,同时氧化反应发生时自由基的链反应也发生(甚至在pH为2.6时);pH升高,氧化过程中自由基反应会发生的更早。
(二)减少TOC和DOC臭氧氧化腐殖质时,TOC或者降低,或者不变。
不同来源的腐殖质与臭氧有不同的反应,但不论对TOC和DOC的影响如何,腐殖质的臭氧氧化主要形成了小分子的醛和羧酸。
由于醛和羧酸难于同臭氧进一步反应,醛和羧酸有在溶液中积累的趋势。
甲醛和其他副产物显示出的致突变性和致癌性,已引起人们对健康的关注。
此外,健康危险还来源于臭氧对含溴水平高的天然有机物氧化产生的溴化物。
为获得天然有机物的完全矿化,对深度氧化工艺进行深入研究是必要的。
Gracia等人注意到,在能促使臭氧分解的金属催化剂存在的情况下,腐殖质的臭氧氧化可获得更好的TOC去除效果(用Mn(II)和Ag(I)可获得最佳效果),但已证明矿化并不完全。
(三)增大可生物降解性O3氧化天然水可生成能被活性炭更好地吸附的低分子化合物,但氧化使有机化合物的极性增强,使其向GAC上吸附的能力降低。
已证明在末端消毒前的O3/GAC组合对降低DOC非常有效,这是因O3氧化增强了有机物的可生物降解性。
O3氧化与GAC组合,使得因O3氧化产生的乙醛可以GAC过滤除去。
尽管O3/GAC系统中GAC对DOC的吸附能力减小了,但此系统增强了可生物降解性,O3/GAC系统从总体上仍然优于GAC系统。
还有许多研究表明,AOPs(如O3/H2O2和O3/γ-照射)产生的生物降解性的增加比O3氧化更为明显。
O3氧化、粉末活性炭和超滤的组合工艺,在去除嗅和味,限制DBP产生及增大生物降解性方面很有效。
(四)减少THMs生成的可能性迄今,THMs是氯化的最终副产物(主要是氯仿CHCl3,溴二氯甲烷CHCl2Br,二溴氯甲烷CHClBr2,溴仿CHBr3)。
一旦THMs形成,化学氧化就不再能去除THMs,因此在最终氯化前就应该使THMs前体降解。
有报道,O3氧化可降解腐殖质成为对氯不活泼的低分子化合物,但同时水中存在的溴化物被氧化成亚溴酸盐,再进一步成为溴酸盐化合物。
实际上单用O3并非一种去除所有THMs前体的普遍工艺,AOPs工艺(如O3/UV和O3/H2O2)更为有效。
不过,化学氧化可能有两重作用:一方面破坏了THMs前体,另一方面又会形成新的THMs前体。
因此,THMs的产生,极大地依赖于氧化程度,此外,也与氯化的pH值相关。
(五)网捕化合物的释放腐殖质可与金属和杀虫剂作用,也会在其聚合网状结构中网捕挥发性芳香族化合物。
化学氧化腐殖质的结果使腐殖质网捕的金属、杀虫剂、芳香族化合物等被释放出来,致使TOC增加、毒性增强。
天然有机物的氧化,不可避免地会产生氧化副产物,还可能释放已网捕化合物。
因此,将化学氧化与GAC过滤结合起来,可能更利于最大限度减少那些存在于配送水中的有害的化合物。
另外,此工艺可避免在最终氯化中THMs的生成(通过去除THMs前体)[3]。
四、微污染物的氧化以化学氧化降解微污染物的效率与微污染物的性质及水质有关。
微污染物一般指氯苯、多氯化联苯(PCBs)、多环芳烃(PAHs)、杀虫剂。
由于大部分微污染物(特别是杀虫剂)的矿化不完全及形成副产物,应在砂滤或GAC过滤前采用化学氧化以在最终氯化前,通过吸附、生物降解去除残留有机化合物。
因此,要采用O3/H2O2与GAC过滤组合的工艺[4]。
五、消毒De Meritens在1886年首次用O3对水进行了消毒实验,从那时起,人们对将O3用作氯消毒的可行替代物进行了较为深入的研究。
虽然O3消毒在减少THMs和有机氯化合物生成方面有一定的效果,但也产生了O3氧化副产物,有时还会使水的致突变性增加。
因致突变变化与水中存在的起始溶解物和副产物的形成相关,O3氧化的效果取决于氧化实现条件(如O3剂量和接触时间)。
通常,高O3剂量、长时间接触会产生深度氧化效果并能更好地降低毒性。
但是,消毒效果很大程度上依赖于前处理效果。
已有报道O3能有效杀灭细菌、病毒和某些藻类。
微生物对O3的抵抗力从弱到强的顺序为细菌、病毒、胞囊。
O3穿透细胞膜与胞浆物质反应,此外脱氧核糖核酸(DNA)被降解,也可能是细胞死亡原因之一。
病毒灭活机理可能是因破坏了蛋白表层或直接破坏了核酸。
有报道认为,对胞囊的灭活,O3可能比自由性氯更有效,但是大多数原生动物胞囊比细菌和病毒对O3的抵抗力更强。
影响消毒的因素:接触时间,氧化剂浓度及氧化剂性质,可能消耗氧化剂的竞争反应,微生物性质及其物理性状,温度等。
有效的消毒需要优化O3剂量和接触时间,消毒中还要确保O3从气相向液相的有效转移;温度对O3稳定性及消毒效率有着相反的影响,温度升高,O3在水中的溶解性和稳定性降低,但微生物与O3的反应速率增大,因此,就原生动物胞囊来说,升高温度,提高了O3氧化效率。
由于在水中O3会很快分解,在水中溶解存留时间太短(不足1小时)而不能保证有剩余的臭氧存留于整个配水系统。
因此,臭氧只在特定情况(主要是输水距离短、规模小的给水系统)才能保持持续有效的消毒效果。
一般在末端消毒中用氯或二氧化氯代替臭氧,这样就需要有相应的防范措施:其他消毒剂投入点要在离O3氧化处理足够远的地方,以便使剩余臭氧完全消失,从而避免O3消耗消毒剂[5]。
六、结语由于O3氧化及其相关的氧化工艺(如O3/H2O2和O3/UV)有许多氯化所不具备的优点,近几年在水处理中得到广泛应用。
这些工艺具有更强的氧化能力,可减小THMs生成的可能性,也可降解对氯来说难于处理的微污染物。
这些工艺也为增强诸如凝聚-絮凝或颗粒活性炭过滤的处理效果创造了条件。
但这些降解并不完全,会引起配水管网中细菌再生长、诱变性的增加。
因此,为了进一步提高给水水质,在末端消毒和配送水之前,化学氧化后还应辅以生物处理措施(砂滤或GAC过滤)。
参考文献[1] Jr. Weber W. J., ,LeBoeuf E.J., Processes for advanced treatment of water. Wat. Sci. Tech., 1999, 40(4-5): 11~19[2] Baumgardt W., Weber A., Schmidt W., ricke. B ,Kuhn W., The application of ozone for the treatment of bromid containing surface water., In Proceedings of the 12th Ozone World Congress, Lille, France, 1995, 1: 251~516[3]Amy G. L., Chadik P. A., Cooper W. J., Ozonation of aquatic organic matter and humic substances. Environ. Technol. Lett., 1986, 7: 99~108.[4]Amy G. L., Davis M. K., The effects of ozonation and actived carbon adsorption on trihalomethane speciation. Wat. Res.,1991, 25: 191~202[5]许葆玖,给水处理理论,479~481,中国建筑工业出版社,2000。