臭氧在饮用纯净水中的应用
臭氧在饮用水净化中的应用
臭氧消毒的原理是臭氧在水中发生氧化还原反应，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，可使有机物发生连锁反应，反应十分迅速。
羟基（ OH ）对各种致病微生物有极强的杀灭作用。
单原子氧（ O ）也具有强氧化能力，对顽强的微生物如病毒、芽胞等有强大的杀伤力。
臭氧具有比氯消毒方法更强的氧化消毒能力，不但可以较彻底地杀菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金属离子以及多种有机物等杂质，如铁、锰、硫化物、苯、醛、有机磷、有机氯、氰化物等，还可以使水除臭脱色，从而达到净化水的目的。
臭氧适应能力强，受水温、 PH 值影响较小。
臭氧适应范围广，不受菌种限制，杀菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。
与氯不同的是残余臭氧可以自行分解为氧气，不会产生二次污染。
臭氧处理后的水无色无臭，口感好，能改善饮用水品质。
故此，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。
在臭氧处理前，瓶装水一般用反渗透、纳滤、超滤去除天然水中 99% 的有机物，降低臭氧的用量。
【臭氧净水消毒的叁数选择】1. 消毒系统设计叁数的选择臭氧投加量为1-5mg / L , 接触时间为4-10min ，保持0.1-1mg / L 剩余臭氧浓度。
2. 主要设备的选择a ．臭氧发生器臭氧发生器的产量应根据设计流量及臭氧投加量来确定。
W = 0.001×Q×PW --- 臭氧发生器的产量（ g / h ）Q --- 设计水量（ L / h ）P --- 臭氧投加量，一般采用 1-5 mg / L0.001 --- 单位换算系数b. 接触氧化罐接触氧化罐的尺寸应根据设计流量及流速来确定。
S = Q / VS --- 罐体截面积（ m2 ）V --- 流速，一般采用 8-10m / h?D =D --- 罐体直径（ m ）罐体高度的确定：H = V×t + 0.2H--- 罐体高度（ m ）t --- 接触时间，一般采用 4-10min0.2 --- 布水空间高度（ m ）【安装运行】臭氧发生器一般采用喷射投加方式，即全部或部分水流与臭氧通过喷射器混合后进入接触反应罐。
臭氧在饮用水处理中的应用
喃类等物质是最难降解的 “持久性有机污染物” 。常 规的混凝、 沉淀、 过滤和投氯消毒工艺以去除水中浊 度、 悬浮物、 胶体、 色度和病原菌等为目的， 而它对水 中有机物尤其是 溶 解 性 有 机 物 不 能 有 效 地 去 除， 水 中的大分子物质 如 腐 殖 质、 蛋白质和多糖等在水中
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臭氧在饮用水处理中的应用
! 李红兰 9， ， 张克峰 ! ， 王永磊 ! （9 5 济南大学土木建筑学院， 山东 济南 山东 济南 !%##!! ； ! 5 山东建筑大学市政与环境工程学院， !%#9#9）
［&］ 降低自来水中卤代烃等有机致癌物 。尽管臭氧
的氧化能力很强， 但主要是选择性地与水中有机污 染物作用， 破坏 其 不 饱 和 键， 导 致 有 机 物 极 性 增 加， 可生化性提高， 对 总 有 机 碳 的 影 响 很 小。 臭 氧 氧 化 很难将水中的有 机 污 染 物 彻 底 无 机 化， 主要以中间 产物的形式存在于水中。 臭氧 与 水 中 污 染 物 的 反 应 极 为 复 杂， 主要通过 两条途径， 即臭氧 的 直 接 反 应 和 臭 氧 分 解 产 生 的 羟 基自由基 ./ ・ （ 0’ 1 2 * %3 ） 的 间 接 反 应。 两 者 比 较， 直接反应有选择 性， 速 度 慢； 间 接 反 应 无 选 择 性、 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。 直接反 应 （4 反 应） ： 污 染 物 5 /) ! 产 物 或 中 间物 间接反应 （6 反 应） ： 污 染 物 5 ./・! 产 物 或 中
过氧化氢和臭氧在净化水中的应用
过氧化氢和臭氧在净化水中的应用随着人类对自然资源的过度开发和污染，水资源的质量遭受了前所未有的破坏。
传统水处理方法已经无法满足人们对清洁水资源的需求。
因此，研究和开发新型水处理技术成为了当前水资源管理领域的热点之一。
过氧化氢和臭氧被广泛研究和应用于水处理中。
在本篇文章中，我们将着重探讨这两种新型水处理技术的优缺点以及应用前景。
一、过氧化氢在净化水中的应用过氧化氢是一种氧化剂，能够在水中迅速分解产生活性氧自由基，从而促进水中杂质的氧化和降解。
过氧化氢在水处理中的主要应用有以下两个方面：1. 去除有机物过氧化氢可以很好地去除水中的有机物，这是因为过氧化氢可以在水中迅速分解产生羟基自由基 (OH)，这种自由基具有很高的氧化还原能力，能够很好地促进水中有机物的氧化降解。
另外，过氧化氢不会产生二次污染问题，因为其分解产生的氧气和水只是一种天然物质，不会对水质造成影响。
2. 去除金属离子过氧化氢也可以被用来去除水中的金属离子。
实验表明，过氧化氢可以将一些金属离子，如Cr、Fe、Cu等氧化成高价态，从而易于后续的沉淀或吸附。
同时，过氧化氢还可以去除水中的硝酸根离子、亚硝酸根离子、亚铁离子等，以及水中的多种有机污染物。
二、臭氧在净化水中的应用臭氧是一种强氧化剂，它可以迅速分解水中的杂质，具有很好的杀灭、氧化和降解能力。
臭氧在水处理中的应用主要有以下两个方面：1. 消毒臭氧可以被用来消毒水资源。
实验表明，臭氧对于一些难以去除的微生物，如细菌、病毒、霉菌等，具有很好的杀灭作用。
臭氧分解产生的自由基更是可以去除水中的一些有害物质。
2. 去除有机物臭氧对于水中的有机物也具有很好的氧化降解作用。
当臭氧反应后会产生一系列氧化产物，例如碳酸盐、氨等，不会污染水质。
而且，臭氧还能够去除水中的一些恶臭物质和颜色。
除此之外，臭氧还可以去除水中的氧化亚铁、亚硝酸根离子等。
三、过氧化氢和臭氧相比较1. 氧化还原能力臭氧的氧化还原能力比过氧化氢还要强大。
臭氧（O3）在水处理中的应用
臭氧（O3）在水处理中的应用臭氧（O3）在水处理中的应用1.1 臭氧消毒原理臭氧（O3）是氧的同素异形体，它是一种具有特殊气味的淡蓝色气体。
分子结构呈三角形，键角为116°，其密度是氧气的1.5倍，在水中的溶解度是氧气的10倍。
臭氧是一种强氧化剂，它在水中的氧化还原电位为2.07V，仅次于氟（2.5V），其氧化能力高于氯（1.36V）和二氧化氯（1.5V），能破坏分解细菌的细胞壁，很快地扩散透进细胞内，氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶等，也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏细胞、核糖核酸（RNA），分解脱氧核糖核酸（DNA）、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的代谢和繁殖过程遭到破坏。
细菌被臭氧杀死是由细胞膜的断裂所致，这一过程被称为细胞消散，是由于细胞质在水中被粉碎引起的，在消散的条件下细胞不可能再生。
应当指出，与次氯酸类消毒剂不同，臭氧的杀菌能力不受PH值变化和氨的影响，其杀菌能力比氯大600-3000倍，它的灭菌、消毒作用几乎是瞬时发生的，在水中臭氧浓度0.3-2mg/L时，0.5-1min内就可以致死细菌。
①病毒已经证明臭氧对病毒具有非常强的杀灭性，例如Poloi病毒在臭氧浓度为0.05-0.45mg/L时，2min就会失去活性。
②孢囊在臭氧浓度为0.3mg/L下作用2.4min就被完全除掉。
③孢子由于孢衣的保护，它比生长态菌的抗臭氧能力高出10-15倍。
④真菌白色念珠菌（candida albicans）和青霉属菌（penicillium）能被杀灭。
⑤寄生生物曼森氏血吸虫（schistosoma mansoni）在3min后被杀灭。
2.1 臭氧的应用1840年瑞士化学家Schōnbein证实了臭氧的存在。
1886年法国人Meritenus发现臭氧具有杀菌作用。
1893年荷兰首先将臭氧应用于水的消毒处理。
1906年法国的Nice城将臭氧用于大规模净水厂的水处理，至今已有近百年历史。
臭氧技术在水处理几大领域的技术及应用
臭氧技术在水处理几大领域的技术及应用- 污水处理一、食品饮用水处理臭氧化应用技术最广泛、最成功的领域是饮用水的处理。
臭氧用于饮用水处理，除灭菌效果好，无二次污染外，还兼有脱色、除味，去除铁、锰、氧化分解有机物和助凝作用，有的报告指出，臭氧能够消杀水中一切对人体有害的物质。
饮用水的国际标准为细菌总个数、大肠菌群均为零，西方欧美等国都执行这一标准，所以自来水供水公司的臭氧水处理产品应用十分普遍。
我国因处发展中，经济上相对落后，饮用水的国家卫生标准为细菌总个数为<100个，大肠菌群<3，而且大多采用漂白粉、加氯和近几年推广的二氧化氯及次氯酸钠发生设备消毒。
因为氯消毒会产生氯的衍生物造成二次污染，其中三卤甲烷是直接致癌物质，在欧美的饮用水处理上已逐步淘汰。
就目前的国内臭氧发生器价格来说，与二氧化氯、次氯酸钠价格差不多，甚至还低，只是人们的认识水平和设备更新缺乏资金，尚有一个过程。
一九九六年国家卫生部下文件，要求二次供水必须安装消毒设施，有些单位的自备井也必须在水质达标的情况下才允许使用，二次供水的消毒及处理产品，目前只有在二氧化氯、次氯酸钠和臭氧发生设备中选用，臭氧水处理具有较强的竞争优势，应是一个成熟市场。
近几年兴起的矿泉水、纯净水、瓶装水已是臭氧技术产品的必用市场，离开臭氧装备很难达标。
饮用水的处理在使用臭氧设备时，臭氧的投加量一般在1-3mg/L，接触时间10-15min即可，可作为选型时根据用水量计算参考。
《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）按照《食品企业通用卫生规范》（GB 14881—1994）的要求，食品生产用水(冰)，必须符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）。
二、游泳池水处理臭氧化技术用于游泳池水处理技术已十分成熟，欧美等国使用十分普遍，国际比赛游泳池几乎都是采用臭氧技术处理，我国的游泳用水标准要求细菌个数<1000个，大肠菌群<100个，浊度<5，目前主要采用加氯、漂白粉、硫酸铜等消杀手段，在水质达标的同时，又造成二次污染，造成使水质扎眼，刺激皮肤等恶果，特别是液氯使用中潜在威胁很大，一旦泄漏会造成大面积中毒污染，使用中使人提心吊胆。
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。
饮用水处理中臭氧应用初探
饮用水处理中臭氧应用初探国外将臭氧应用于水处理要比国内早，法国第一个用臭氧作为消毒剂来处理饮用水，20 世纪70 年代美国将臭氧用于污水处理，同时日本也利用臭氧氧化工艺处理城市污水及工业废水，20 世纪80 年代初，美国又把臭氧氧化工艺应用于循环冷却水处理。
[1]。
而在饮用水处理中，臭氧主要用于杀菌消毒、除嗅味、除铁锰、除微污染水源中的有机物等。
本文的重点重在阐述臭氧在饮用水处理中的杀菌消毒作用和深度氧化处理微污染水的现状与最新技术进展。
1臭氧的性质臭氧是氧气的同素异形体，化学式为O3 ，活泼性强，易分解，易溶于水，在常温下为淡蓝色、具有独特的腥臭味的气体，其密度是空气的1.6 倍，在空气中易于沉降扩散，在标准气压和温度下，水中的溶解度比氧气约大13倍。
臭氧极不稳定，在常温下即可自行分解[2]。
臭氧是极强的氧化剂，在水中分解后产生氧化能力极强的单原子氧（O）、羟基（OH）等，可有效杀灭水中的各种细菌和病毒[3]。
臭氧通过和多种有机化合物反应，可氧化降解有机物，达到去除水中色、臭味的作用。
2 臭氧在饮用水中的杀毒除菌技术2.1臭氧在饮用水消毒中的应用现状臭氧具有很强的杀菌消毒作用，且不易引起二次污染，作为饮用水的消毒杀菌剂在许多欧洲国家得到了广泛应用。
但臭氧作为消毒剂是有选择性的，绿霉菌、青霉菌之类对臭氧具有抗药性，需较长时间才能将其杀死。
饮用水处理是臭氧应用最为广泛的一个领域。
自从世界卫生组织确认经氯法消毒的饮用水能够致癌以后（致癌物质为卤代有机物如氯仿等），臭氧便作为最安全可靠的饮用水消毒方法在世界各地迅速地发展起来。
目前世界上最大的位于加拿大蒙特利尔和美国洛杉矶的应用臭氧消毒的自来水厂，其处理能力均为230万m3 / 天[5]。
我国自七十年代以来，在臭氧水处理方面也去掉了明显成果。
上海周家渡水厂建成的3万m3 / 天臭氧法给水消毒装置[6]。
抚顺自来水公司、上海金山水厂、北京田村水厂等都拟采用或已建成了臭氧消毒的水处理设施。
饮用水臭氧杀菌原理
饮用水臭氧杀菌原理
饮用水臭氧杀菌是一种常见的水处理方法，其原理是利用臭氧气体对水中的微生物进行杀菌消毒。
臭氧（O3）是一种具有强氧化性的气体，能够与水中的有机物和微生物发生化学反应，从而达到杀菌消毒的目的。
首先，臭氧气体可以直接接触水中的微生物，通过氧化作用破坏微生物的细胞膜和细胞壁，导致微生物失去生长和繁殖的能力，从而达到杀菌的效果。
此外，臭氧也能氧化水中的有机物和重金属离子，降低水中有机物和重金属的浓度，减少微生物的生存环境，从而起到抑制微生物生长的作用。
其次，臭氧分解成氧气和自由基等活性氧物质，这些活性氧物质具有强氧化性，能够与微生物的细胞膜和细胞内的生物分子发生化学反应，破坏微生物的代谢功能和遗传物质，最终导致微生物的死亡。
另外，臭氧也能够去除水中的异味和色度，改善水的口感和透明度，提高饮用水的品质。
总的来说，饮用水臭氧杀菌的原理是通过臭氧气体的强氧化性和活性氧物质的作用，对水中的微生物进行杀菌消毒，同时改善水的品质。
这种方法广泛应用于饮用水处理系统中，是一种高效、环保的水处理技术。
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臭氧在饮用纯净水生产中的应用
1.臭氧的产生方法
臭氧发生器目前各种饮用纯净水和矿泉水的生产厂家所使用的
臭氧发生器主要有二种：一种是以空气为气源，空气经压缩、冷凝、过滤、干燥等预处理净化后，进入高压放电管，在高压放电环境中，空气中部分氧分子激发分解成氧原子，氧原子与氧原子(或氧原子与氧分子)结合生成臭氧。
该法的主要缺点是噪音大。
另一种是以纯氧作气源，经硅胶干燥后进入放电管中，产生臭氧气体，氧气源发生器产生的臭氧浓度高、纯净、无噪声，并能克服空气源发生器使用一段时间后易使处理水产生异味的缺点。
缺点是需要经常更换氧气钢瓶。
2.臭氧与纯净水的混合方式
臭氧与纯净水的混合方式有两种：一种是塔式混合，臭氧在臭氧-水混合塔中与水混合形成灌装水。
塔内可以充填一些填料，以增加其传质系数，提高臭氧的浓度。
另一种混合方式是：产生的臭氧先进入-水射器(文丘里管)，然后在一固定螺旋混合器中与水在湍流下充分混合。
该方法具有传质系数高，水中臭氧浓度高，占地面积小等优点，比较适合于以氧气作气源的设备。
3.臭氧与水混合后到灌装前的控制
臭氧与纯净水混合后在水中的半衰期主要取决于水温，水温高则半衰期短；水温低则半衰期长。
一般在15～40min之间。
这就对生产饮用纯净水企业的工艺流程有较高的要求。
有些生产企业的工艺流
程和生产控制不尽合理，是造成灌装水臭氧浓度较低的原因。
如：臭氧与纯净水混合后，还经过过滤装置，然后再进入储存罐等，停留时间过长，通常有10～20min，造成臭氧浓度不必要降低。
采用混合塔将臭氧与饮用纯净水混合时，臭氧与水在塔内的混合主要是以对流方式混合的，塔内水位太低，造成对流时间不够，从而臭氧浓度偏低。
因此，采用塔式混合时，要控制好塔内的水位。
因各种原因造成生产停止，继续生产前必须将罐内的臭氧混合水排放干净。
灌装用水必须是新鲜的臭氧混合水。
特别是在夏季，若臭氧混合水在罐内的停留时间较长，水中臭氧含量就会明显下降，这样的水无法对包装材料起到有效的杀菌作用。
有些厂家在臭氧与水混合后，用泵泵入储存罐，储存罐后再用泵泵到灌装机中，两次使用泵输送。
我们曾做过试验，若泵前的臭氧水浓度为1.7mg/L，经过离心泵后，臭氧浓度只有1.1mg/L，显然经过离心泵后水中臭氧含量下降了许多。
究其原因，可能是在强离心力作用下，臭氧又从水中分离出来了。
因此，臭氧与纯净水混合后，应该减少泵的使用。
同时缩短臭氧水在灌体和管路中的停留时间。
解决方法：可将汽水分离罐与罐装前的高位储存罐合二为一，将汽水分离罐的高度增加，即可达到目的。
4.臭氧的灭菌效果及其影响因素
臭氧与水混合后形成的臭氧水溶液具有很强的杀菌作用，它能够迅速广泛地杀灭多种微生物和致病菌，当其浓度达到2mg/L时，作用1min，即可将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、细菌的芽孢、黑曲霉、酵母等微生物杀死。
实际生产中，灌入桶或瓶
内的臭氧水浓度应该在0.5mg/L以上，否则无法保证杀死包装材料上残留的微生物，很可能会造成这样的结果：产品入库检验时，由于低浓度臭氧的抑菌作用，活菌的检出率较低，但放置一周后，由于细菌的生长繁殖，复检时的检出率可能会很高。
臭氧的杀菌效果主要取决于水中臭氧的含量。
水中臭氧的含量越高，杀菌的效果越佳。
而水中臭氧的浓度又取决于进入水中的臭氧气体浓度、水温和臭氧在水中的分散程度。
当通入的臭氧气体浓度越高，水温越低，臭氧在水中的分散程度越高。
臭氧与水的混合越充分，水中臭氧含量越高，杀菌效果自然越好。
另外臭氧发生器中的关键部件是放电管，放电管的效率高，产生的臭氧气体浓度高，在实际使用过程中，若进入放电管中的气体含有水份和油污，会大大降低放电管的工作效率。
因此，进入放电管中的压缩空气或氧气必须经过严格的除水除油(由空压机带入)处理，也即在生产上必须不定期对气体的预处理系统进行检验，也可从每天测定的臭氧水中臭氧的含量结果进行分析，发现问题及时处理。