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臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)在污水處理的應(yīng)用

1、引言

　　現(xiàn)階段，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)的規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，因而水污染的情況越來(lái)越嚴(yán)重，但是隨著人們生活水平的改善和提高，對(duì)水的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，所以要做好廢水處理的工作。因?yàn)槌粞蹙哂邢牧啃　⒎磻?yīng)速度快和環(huán)境污染小等等優(yōu)點(diǎn)，臭氧氧化在廢水的處理過(guò)程中得到廣泛的應(yīng)用，目前已經(jīng)發(fā)展到使用臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)，例如院臭氧-超聲波技術(shù)、臭氧-電解處理聯(lián)合技術(shù)等等。如何在廢水的處理過(guò)程中有效的使用臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)，本文將予以探討，僅供參考。

　　2、臭氧氧化技術(shù)的作用機(jī)理

　　從臭氧的物理性質(zhì)角度出發(fā)，臭氧具有不穩(wěn)定的性質(zhì)。在實(shí)際的情況中，如果臭氧處于空氣中，則會(huì)逐漸的持續(xù)的自動(dòng)分解成氧，并且會(huì)散發(fā)出大量熱，但是要將空氣中臭氧的濃度控制在25%以下，因?yàn)槌粞醯臐舛瘸^(guò)25%，會(huì)發(fā)生爆炸。但是空氣中臭氧的濃度一般在10%以下，所以不會(huì)發(fā)生爆炸的情況。當(dāng)空氣中臭氧的濃度在1%以下，臭氧在常溫常壓下的空氣中開(kāi)始分解的過(guò)程，則其半衰期約為16h;當(dāng)臭氧在水中的時(shí)候，水中臭氧濃度是3mg/l時(shí)，其半衰期為15~30min。如果臭氧在水中分解，水的溫度和pH值越高，臭氧的分解速度越快。因此，在實(shí)際的情況中，通常都會(huì)就地制造臭氧和就地利用臭氧。從臭氧的化學(xué)性質(zhì)角度出發(fā)，臭氧作為氧氣的同素異構(gòu)體，呈無(wú)色或淡藍(lán)色氣體，臭氧具有極好的氧化和殺菌能力，但是因?yàn)槌粞醪环€(wěn)定的性質(zhì)，所以不能夠貯存臭氧。臭氧可以對(duì)有機(jī)物負(fù)電原子進(jìn)行進(jìn)攻，產(chǎn)生親電反應(yīng);臭氧可以對(duì)有機(jī)物分子中帶正電原子核進(jìn)行進(jìn)攻，產(chǎn)生親核反應(yīng)。在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，一般會(huì)使用電暈放電的方法。在放電的過(guò)程中，氧經(jīng)過(guò)電離，從而變成離子，同時(shí)高活性的氧離子和氧分子進(jìn)行反應(yīng)，最終形成臭氧。在水溶液中臭氧會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)。因?yàn)槌粞踝鳛橐环N強(qiáng)氧化劑，具有不穩(wěn)定的性質(zhì)，O3及其在水中分解的中間產(chǎn)物游離的氧化性較強(qiáng)，所以臭氧可以對(duì)水溶液中某些元素和有機(jī)化合物，開(kāi)始迅速和廣泛的氧化，即使水溶液的濃度較低，臭氧能快速的完成氧化的進(jìn)程。臭氧的分解條件和分解機(jī)理對(duì)臭氧的氧化過(guò)程發(fā)揮著決定的作用。臭氧在水中可以形成羥基自由基HO-。羥基自由基HO-具有很強(qiáng)的氧化作用，因而可以發(fā)揮消毒殺菌的作用，同時(shí)還會(huì)對(duì)水中污染物進(jìn)行分解。利用臭氧氧化技術(shù)形成小分子酸，小分子酸不斷的提高水溶液的酸度，所以要在處理液中加入適當(dāng)?shù)膲A，以實(shí)現(xiàn)維持適當(dāng)?shù)膒H值的目的，為廢水處理的效果奠定基礎(chǔ)。

　　3、臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)在污水處理方面的應(yīng)用

　　目前，在污水處理的過(guò)程中已經(jīng)運(yùn)用臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)，臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)的使用可以提高污水的處理效果，為水的質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

　　3.1臭氧-超聲波技術(shù)

　　超聲波可以對(duì)水中比較難降解的有機(jī)污染物進(jìn)行降解，所以使用臭氧-超聲波技術(shù)，可以為污水處理的效果奠定基礎(chǔ)，同時(shí)又能節(jié)約運(yùn)行的成本費(fèi)用。在1976年，Dahi已經(jīng)認(rèn)識(shí)到超聲波可以提高臭氧處理污水的效果，Dahi使用臭氧氧化技術(shù)對(duì)生物污水進(jìn)行處理的過(guò)程中，同時(shí)使用20kHz超聲波提高臭氧氧化技術(shù)的處理效果，在出水的時(shí)候，他發(fā)現(xiàn)使用20kHz超聲波，可以節(jié)約50%的臭氧投放量。在我國(guó)國(guó)內(nèi)，學(xué)者趙朝成在含酚廢水處理的過(guò)程中使用臭氧-超聲波技術(shù)，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在氧化的過(guò)程中使用超聲輻射，可以提高反應(yīng)的速度，相比較單獨(dú)使用超聲或臭氧的技術(shù)，臭氧-超聲波技術(shù)可以強(qiáng)化污水處理的效果，如果超聲的功率越大，則加速反應(yīng)的能力會(huì)越強(qiáng)。近些年，經(jīng)過(guò)大量的研究發(fā)現(xiàn)，超聲可以提高臭氧的使用頻率。相比較單純的臭氧氧化技術(shù)，臭氧-超聲波技術(shù)可以強(qiáng)化染料分解的速度和效果。在染料降解的過(guò)程中，臭氧和超聲波共同反應(yīng)，從而形成大量的強(qiáng)氧化性自由基，提高染料降解的效果。

　　3.2 臭氧-電解處理聯(lián)合技術(shù)

　　在實(shí)際的情況中，因?yàn)槌粞跹趸夹g(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，例如：強(qiáng)氧化性、反應(yīng)后沒(méi)有二次污染等等，所以在現(xiàn)代工業(yè)中普遍的使用臭氧氧化技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行處理，而在生物難降解廢水的處理過(guò)程中廣泛的使用微電解技術(shù)，即內(nèi)電解技術(shù)，因?yàn)閮?nèi)電解技術(shù)理論成熟，加上其具有處理效果好、投資成本低和實(shí)用性好等等優(yōu)點(diǎn)，因而內(nèi)電解技術(shù)的使用效果得到越來(lái)越多人的肯定。內(nèi)電解技術(shù)在使用的過(guò)程中會(huì)形成Fe2+和Fe3+，而臭氧氧化技術(shù)在使用的過(guò)程中會(huì)形成大量的羥基自由基，在污水處理的過(guò)程中聯(lián)合使用臭氧氧化技術(shù)和電解處理技術(shù)，可以使Fe2+和Fe3+與羥基自由基組合成另外一種優(yōu)良的廢水處理試劑。臭氧-電解處理聯(lián)合技術(shù)，可以將電化學(xué)腐蝕、化學(xué)氧化、催化氧化、絮凝吸附等等的作用集合為一體，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，在黃姜皂素廢水的預(yù)處理過(guò)程中使用該技術(shù)，可以減小后續(xù)生化法的處理負(fù)荷，提高廢水處理的效果。顏海波等，在染料廢水處理的過(guò)程中使用臭氧-電解聯(lián)合技術(shù)，染料廢水處理的效果得到明顯的改善和提高。

　　3.3 催化臭氧化技術(shù)

　　近些年，催化臭氧氧化技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，在常溫常壓的條件下，單獨(dú)的臭氧氧化技術(shù)在廢水的處理過(guò)程中難以發(fā)揮作用，這時(shí)可以使用催化臭氧化技術(shù)。以提升OH的生產(chǎn)量和生成速度為主要研究目標(biāo)的前提下，催化氧化技術(shù)也在不斷的發(fā)展和成熟，例如：光催化臭氧化技術(shù)、堿催化臭氧化技術(shù)和多相催化臭氧氧化技術(shù)等等。光催化臭氧化技術(shù)，主要是將紫外線(xiàn)UV作為能源，將O3作為氧化劑，使用臭氧在紫外線(xiàn)照射下分解形成活潑的次生氧化劑對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化。對(duì)于比較難降解的有機(jī)廢水，使用光催化氧化法的處理方法對(duì)其進(jìn)行處理，可以改變這些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，形成容易降解生物的新物質(zhì)，提高廢水的處理效果。堿催化臭氧化技術(shù)，主要是催化OH-，從而形成OH自由基，最后對(duì)分解有機(jī)物進(jìn)行氧化。多相催化臭氧氧化技術(shù)，屬于新技術(shù)的一種，其主要的目的是分解O3，從而形成活潑自由基，提高氧化的效果。

　　4、臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)在污水處理方面應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

　　現(xiàn)階段，隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，加上社會(huì)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，水污染的情況越來(lái)越嚴(yán)重，但是隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)飲用水的質(zhì)量要求越來(lái)越高，所以要做好污水處理的工作。現(xiàn)階段，在污水處理的過(guò)程中普遍的使用臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)，以保證污水處理的效果。在污水處理的過(guò)程中，使用臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)，可以提高污水處理的效果。在污水的處理過(guò)程中單獨(dú)的使用臭氧氧化技術(shù)，如果污水中存在比較難降解的物質(zhì)，則處理的效果不明顯，而臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)可以有效的分解比較難降解的物質(zhì)，提高污水的處理效果，從而提高人們?nèi)粘Ｓ盟馁|(zhì)量。臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)在污水處理過(guò)程中的使用，可以節(jié)約污水處理的成本，同時(shí)由能提高污水處理的效果，因而在污水處理的過(guò)程中使用臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，所以臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛。最后，在污水處理的過(guò)程中使用臭氧聯(lián)氧化技術(shù)，可以對(duì)環(huán)境形成保護(hù)作用，進(jìn)而緩解水污染的情況，改善水的質(zhì)量，為社會(huì)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｓ盟峁└玫乃Y源，從而促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。

　　5、結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)在污水的處理過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，所以要合理的運(yùn)用臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)，提高污水處理的效果。在污水處理的過(guò)程中，運(yùn)用臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)，可以有效的分解水中的雜質(zhì)，使水的色度得到降低，從而保證污水處理的效果，同時(shí)臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)的使用，可以對(duì)環(huán)境形成保護(hù)，因而臭氧聯(lián)合氧化技術(shù)使用的范圍越來(lái)越廣。

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