臭氧氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

李輝

摘要：本文對臭氧氧化技術(shù)在飲用水水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，概述臭氧氧化工藝原理，提出臭氧氧化工藝在水處理中的應(yīng)用研究熱點，并圍繞臭氧氧化技術(shù)在飲用水深度水處理中應(yīng)用成果針對今后的主要研究方向進行闡述。

關(guān)鍵詞：臭氧氧化;水處理;飲用水凈化

水是重要的自然資源。21世紀(jì)全球面臨資源環(huán)境問題，其中就有水資源保護的課題。采用臭氧氧化技術(shù)進行水中污染物的含量降低，達(dá)到較好的去除效果，是當(dāng)前重點理論界研究的熱點話題。

1、臭氧氧化技術(shù)分析

臭氧氧化法技術(shù)應(yīng)用選擇性較低的羥基自由基，通過臭氧氧化與各種水處理技術(shù)形成氧化性更強、反應(yīng)的氧化技術(shù)組合。它可以提高OH生成量和生成速度活躍的羥基自由基能夠誘發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)形成氧化還原電位。

1.1紫外催化臭氧法

用03/uv水處理法始于70年代，主要針對有毒有害且無法生物降解的有機污染物的處理。80年代以來，研究范圍擴大到飲用水的深度處理。03/UV法的氧化能力和反應(yīng)速度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單獨使用uV或臭氧所能達(dá)到的效果。圍繞紫外催化氧化機理的很多研究認(rèn)為氧化反應(yīng)為自由基型反應(yīng)，臭氧在紫外光輻射下會分解產(chǎn)生oH·自由基，在難降解有機廢水和飲用水深度處理的處理中擁有應(yīng)用前景。

1.2活性炭臭氧法

活性炭降解有機污染物處理技術(shù)能引發(fā)臭氧鏈反，屬于一種很有實際應(yīng)用潛力的高級技術(shù)。采用活性炭一臭氧法很短時問即可使弱酸性染料染色殘液脫色率達(dá)100%，提高臭氧的利用率。

1.3.超聲臭氧法

超聲波聯(lián)合處理含酚廢水，有效地降解廢水有機污染物，提高降解有機物的效率。超聲輻射在臭氧氧化過程中使得加速反應(yīng)的能力增強起加速反應(yīng)作用，臭氧通入量的增大帶來酚去除率增大。

1.4臭氧催化金屬氧化法

這是一種新型的有機物氧化的方法。常溫下金屬氧化法加強臭氧氧化反應(yīng)，以固狀的金屬（金屬鹽及其氧化物）為催化劑促進O3分解.

1.5單獨臭氧氧化技術(shù)

常規(guī)的飲用水處理對水體中有機污染物的去除效果差強人意。因此圍繞如何解決飲用水體中有機污染物的問題，諸多學(xué)者提出了很多強化去除的技術(shù)。其中單獨臭氧氧化技術(shù)就是一種有效的處理手段。目前化學(xué)氧化技術(shù)利用強氧化劑，去除水體中的有機物，使得有機污染物在經(jīng)過處理之后，采用廢水處理手段，變成了無機鹽等無機化合物。這種手段除霧的效果較好。在很多水域都可以進行推廣，能夠完全去除水體中的污染物和礦化物質(zhì)。尤其是在飲用水深度處理上，采用氧化劑、二氧化氯、高錳酸鉀、過氧化氫等，使用臭氧和以臭氧為基礎(chǔ)的高級氧化工藝，當(dāng)前在水處理技術(shù)發(fā)展中已經(jīng)成為重要的發(fā)展趨勢。由于臭氧具有較強的殺菌和氧化能力，對于苯環(huán)上電子云等具有不飽和、密度大等較強的氧化除污能力。從國外第1座以臭氧氧化作為處理工藝的水廠投入運行以來，目前在水處理中運用臭氧氧化技術(shù)已經(jīng)擁有百年歷史，臭氧通過氫合和氫鍵作用與水體中的有機污染物發(fā)生反應(yīng)，通過多種途徑與有機物等一系列污染因素進行分解，發(fā)生了自由基等目前水中最強的氧化劑。這種氧化劑能夠達(dá)到氧化電位2.8v，而且自由基的分解作用能夠?qū)λ械挠袡C物都發(fā)生，進行順勢的氧化作用沒有選擇性，可以進攻具有雙鍵的有機物反應(yīng)，選擇性較強。O3分解出的自由基，接反應(yīng)，也沒有選擇物，能夠應(yīng)用于幾乎所有的有機物并產(chǎn)生分解化學(xué)反應(yīng)。

1.6催化臭氧氧化的去除污染物的技術(shù)

催化臭氧氧化技術(shù)利用臭氧中自由基的直接進行有機物分解。反應(yīng)器體積較大的情況下，臭氧完成絕大部分的分解，考慮采用強化手段，可以縮短分解時間。在工藝選擇上一般采用能夠提高自由基生呈臭氧氧化工藝，對于水體中衡量有機污染物的去除效能更好。經(jīng)過學(xué)者研究，加入一定量的h2o2，采用單獨臭氧氧化工藝能夠提高水體中衡量。對氯消基本的去除效能顯著提高，歐三氧化采用活性炭去除水體中橫梁的硝基氯苯研究表明，這種臭氧氧化技術(shù)加速了臭氧分解，活性炭能夠發(fā)揮更好的作用，更加提升水體中硝基氯苯等物質(zhì)的去除效果。

上述幾種工藝經(jīng)過實驗結(jié)果表明，在去除水體中衡量的硝基苯的效能上均能提升礦化度，而采用催化臭氧氧化技術(shù)去除有機污染物的效果最好[1]。

2、催化臭氧氧化技術(shù)分解有機物機理研究

經(jīng)過實驗表明，單獨臭氧氧化相比，催化臭氧氧化能顯著提高硝苯基的去除性能，后者的催化效能與表面的氫基含量有關(guān)，采用催化臭氧氧化技術(shù)，能夠加速強氧化能力中的氫基、自由基的分解，從而更加有效的去除水體中有機物污染物的含量，研究表明光催化臭氧氧化技術(shù)可以在60分鐘內(nèi)對水體中衡量的氯硝基苯進行去除，而實現(xiàn)水體中有機污染物有效礦化。

3、臭氧氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

在水處理工藝中廣泛的應(yīng)用臭氧氧化工藝，應(yīng)對傳統(tǒng)的水處理技術(shù)的處理成本高、消耗量大等問題。目前大多數(shù)研究還處在實驗室研究階段，以小分子的有機酸為去除污染物，針對實際廢水進行廢水實驗研究，逐步實現(xiàn)臭氧氧化工藝的工業(yè)化，取得較好的催化機理的應(yīng)用。研究者對于不同的催化劑、目標(biāo)污染物和水質(zhì)背景都經(jīng)過推測，結(jié)論為采用催化劑催化臭氧氧化，去除水體中的有機污染物，在規(guī)律性的認(rèn)知情況下，篩選出高催化活性的金屬氧化、催化劑，這對于工藝技術(shù)的應(yīng)用來說具有良好的應(yīng)用前景。

3.1臭氧方法在對醫(yī)藥廢水的處理是建立在傳統(tǒng)的生化處理技術(shù)基礎(chǔ)上的應(yīng)用。醫(yī)藥廢水COD較高、可生化性差達(dá)不到廢水的有效處理效果，例如單純靠物理化學(xué)方法在處理成本施工不經(jīng)濟，造價較高.對于很多城鄉(xiāng)來說應(yīng)用性不強。而采用臭氧預(yù)處理可以降低成本低的同時提高廢水的可生化性，尤其是后續(xù)生物處理時大大降低難度和降低C0D。醫(yī)藥化工廠采用臭氧/uASB/接觸氧化聯(lián)合作用于排放醫(yī)藥廢水凈化為例，原廢水水質(zhì)：COD為14000～l 5000mg/L，經(jīng)預(yù)處理后廢水生化程度明顯改善，對C0D去除率提高了40%左右。

3.2酚是一種公認(rèn)的致畸、致變、致癌有害物質(zhì).對于含酚量較高的焦化廠廢水危害性很嚴(yán)重的工業(yè)廢水之一）加以處理，采用臭氧氧化處理的方法，針對工業(yè)廢水包含酚廢水來說比較合理。實踐證明，采用臭氧氧化好含酚廢水含量降低98%以上，成為當(dāng)前解決工業(yè)含酚廢水的首選技術(shù)。

3.3采用臭氧氧化聯(lián)合技術(shù)處理垃圾滲濾液，當(dāng)前是較為認(rèn)可的技術(shù)，垃圾滲濾液是一種污染性極強的廢水。高污染物含量尤其是有機污染物高達(dá)七十多種，特別是癌物、輔致癌物眾多，對垃圾滲濾液的處理。采用生物一臭氧氧化技術(shù)可以有效降低垃圾滲濾液生物處理出水的COD值，實驗表明，對垃圾滲濾液進行處理研究，經(jīng)臭氧氧化后，垃圾滲濾液生物處理出水臭氧氧化后.其生物降解性隨氧化時間可降解廢水：結(jié)合處理具有經(jīng)濟性。

結(jié)語;

我國隨著工業(yè)化建設(shè)和城市發(fā)展的推進帶來了不同程度的污染問題，如城鎮(zhèn)飲用水源的破壞嚴(yán)重到人們的生活好身體健康。因此針對城鎮(zhèn)重點流域地表水受到污染的現(xiàn)狀，采用臭氧氧化等方法，對于各類水體進行清潔，防止污染物破壞水體，今后應(yīng)加大研究力度，特別是針對飲用水的處理技術(shù)方面，為提升人們的生活質(zhì)量而努力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張遵杰，張文千，王明飛，等.臭氧催化氧化法在濃水COD治理方面的應(yīng)用[J].水污染及處理，2019，7（04）：154-151.

[2] 張新軍，桑勛源.臭氧氧化處理含硫氣田污水的實驗研究[J].天然氣與石油，2019，37（6）：91-96.

（作者單位：中鐵上海工程局集團市政環(huán)保工程有限公司）