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臭氧作为一种强氧化剂,已被广泛应用于水处理。本文详细论述了臭氧氧化技术在饮用水、工业废水和循环冷却水中的研究和应用现状,并介绍了几种先进的复合臭氧氧化工艺,包括生物活性炭(BAC)、臭氧-过氧化氢组合法(O3/H2O2)和光催化臭氧氧化法(O3/UV)。
因此,臭氧氧化技术在水处理中得到了越来越广泛的应用,并开发出了各种更有效的复合处理工艺。
1.饮用水处理
臭氧化技术广泛使用和成功的领域是饮用水处理。目前全球有近2000家臭氧化工厂,主要分布在欧洲。臭氧在饮用水处理中的主要作用是消毒、杀菌、脱色、除臭、除铁除锰、氧化分解有机物和絮凝。
在大多数水处理厂,臭氧是多功能的。多年的研究和实践证明,与传统氧化剂相比,臭氧不仅可以避免有机氯化物的产生,还具有提高过滤速度、减少滤罐数量、促进絮凝、减少絮凝罐数量和絮凝剂用量、延长滤罐使用寿命、降低洗涤水消耗、改善水质和水感等优点。
1.1消毒和灭菌
臭氧在水处理中的应用是作为消毒剂,对一般细菌、大肠杆菌、病毒等特别有效。其杀菌能力比氯系消毒剂强几十到几百倍。各种常规消毒剂杀菌能力顺序为O3 CIO : hociocici-CI-NHCINHHCl 3。
当臭氧浓度为0.01毫克/升时,接触时间小于1分钟即可杀灭纯水中的大肠杆菌。对于饮用水,臭氧量为1-4mg/l[1],如果灭活99.9%的细菌和病毒,接触时间约为10-12分钟[2]。
1.2 有机物的氧化分解
臭氧在理论上可以彻底氧化绝大部分有机物,但所消耗的臭氧量很大,据研究,这种O3:TOC在15:1以上。因此,实际应用中通常采用臭氧低投量法,将大分子分解为小分子,有害物分解为无害物,难降解物质转化为可降解物质,在辅以其它方法,使有机物的去除更为经济和有效。
1.3 色、嗅、味的去除
臭氧具有很强的脱色、嗅、味能力,而且可以避免加氯而产生氯酚等异味。
目前,常用的去除色、嗅、味工艺是将03与其它技术联用,这样既能提高处理效率又可减少臭氧的用量。据研究,同样去除90%的C13H33O,若将臭氧与紫外光联用,则臭氧浓度只需4mg/1[11]。