一、臭氧的原理
隨著工業(yè)的發(fā)展,，污水中所含的污染物種類不斷增加,，水源污染問題日益顯現(xiàn)，目前,，各大供水企業(yè)正積極通過技術(shù)進(jìn)步和加強管理來提高飲用水水質(zhì),。深度處理工藝以其技術(shù)優(yōu)越性正在成為技術(shù)改造的主要工藝。臭氧作為一種環(huán)保型的殺菌消毒劑,，殺菌效率高,，具備除味、脫色,，改善水質(zhì)功能,，且沒有二次污染，被認(rèn)為是未來水處理領(lǐng)域的新興技術(shù),。
臭氧（O3）是氧的同素異形體,，它是一種具有特殊氣味的淡藍(lán)色氣體。分子結(jié)構(gòu)呈三角形,，密度是氧氣的1.5倍,，在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧具有極強的氧化性的特點，被世界公認(rèn)是一種廣譜高效殺菌劑,，它的氧化能力高于氯一倍,，滅菌比氯快600-3000倍，甚至幾秒種內(nèi)可以殺死細(xì)菌,。臭氧可殺滅細(xì)菌繁殖體和芽胞,、病毒、真菌等,，臭氧還可以氧化,、分解水中的污染物，在水處理中對除嗅味,、脫色,、殺菌、去除酚,、氰,、鐵、錳和降低COD,、BOD等都具有顯著的效果,。產(chǎn)生臭氧的方法是用干燥空氣或干燥氧氣作原料，通過放電法制得,。另一個生產(chǎn)的臭氧的方法是電解法,，將水電解變成氧元素，然后使其中的自由氧變成臭氧,。其優(yōu)點是：沒有離子污染,；待消毒處理的水是用來產(chǎn)生臭氧的原料，因此沒有來自系統(tǒng)外部的其他污染,；臭氧在處理過程中一生成就被溶解,，即可以用較少的設(shè)備進(jìn)行臭氧處理。若在加壓條件下,，可生產(chǎn)出較高濃度的臭氧,。臭氧依靠其強氧化性能可快速分解產(chǎn)生臭味及其其它氣味的有機或無機物質(zhì)后達(dá)到脫臭效果，將臭味根源物質(zhì)分解成無害物質(zhì),。
臭氧氧化工藝的原理是將快速混合接觸氧化,、微絮凝、泥渣分離,、浮油氣浮分離集中為一個處理系統(tǒng),，既能眼花分解去除微小的有機物、膠體雜質(zhì),、腐殖酸,， 又能去除水中污染的浮油及藻類微生物和細(xì)菌,、病毒等。臭氧在含高溶解有機碳的水源中使用,，還可防止生物大量繁殖,，抑制藻類生長能力，使水中微生物的長勢和消毒副產(chǎn)品受到最大程度的控制,，在水藻繁盛季節(jié)臭氧的使用可保持水體的生物學(xué)穩(wěn)定性,，增強水體的自凈功能,。臭氧用在水處理中有以下幾個優(yōu)點：臭氧是優(yōu)良的氧化劑,，可以殺死抗氯性強的病毒和芽孢；臭氧消毒受污水PH值及溫度影響較??；臭氧去除污水中的色、嗅,、味和酚氯等污染物,，增加水中的溶解氧，改善水質(zhì),；臭氧可以分解難生物降解的有機物和三致物質(zhì)提高污水的可生化性,；臭氧在水中易分解，不會因殘留造成二次污染,。
二,、臭氧的應(yīng)用技術(shù)
用于水處理的臭氧應(yīng)用技術(shù)主要由氣源處理系統(tǒng)、臭氧發(fā)生系統(tǒng),、電源控制系統(tǒng),、自動監(jiān)測保護系統(tǒng)和氣水混合系統(tǒng)等幾部分組成。氣水混合裝置是臭氧用于水處理必不可少的配套設(shè)備,，雖然臭氧易溶于水,，溶解度比氧氣高十幾倍，但必須采用一定的技術(shù)手段使臭氧與水充分接觸,，其中接觸面積,、時間、臭氧濃度,、壓力等都是混合效率的決定因素,。目前，臭氧與水的混合主要有以下幾種：
1）嚗氣法：這是一種傳統(tǒng)的簡便方法,，帶有一定壓力的臭氧氣利用某種泡化器,，讓其形成縮小氣泡與水充分接觸，不難看出,，氣泡越小,，深度越大,，接觸時間越長，效果越好,。
2）射流法：也稱文丘里法,，是利用水在管道中流動時通過裝置變徑加快流速形成負(fù)壓吸氣，通入的臭氧與水在管路中混合,；
3）渦輪負(fù)吸法：這種方式是通過水泵吸程加裝氣路,，在供水時形成負(fù)吸將臭氧帶入水中，效率較高,。
4）反應(yīng)塔法：這種方法是通過一個較高的裝置塔,，將水由高處噴下形成霧狀，將臭氧化氣體自設(shè)置在塔底部的微孔擴散設(shè)備擴散成微小氣泡上升,，與水流形成逆行,，使臭氧氣與水充分接觸形成臭氧水。
三,、臭氧在污水處理中的應(yīng)用
1,、臭氧對剩余污泥的減量化
活性污泥法使污水日處理能力得以提高，并作為一種常見的污水處理技術(shù)在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用,，但污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥已成為一個難題,，污泥處理費用占整個污水處理費用的比重很大。在剩余污泥減量化技術(shù)當(dāng)中,，用臭氧對污泥進(jìn)行前處理的減量化技術(shù)已經(jīng)比較成熟,。經(jīng)臭氧處理后的污泥作為污水的一部分和目標(biāo)廢水一起進(jìn)入曝氣池，被微生物利用消化,，部分轉(zhuǎn)化為二氧化碳,， 經(jīng)過這樣一個臭氧對污泥的預(yù)處理過程，剩余污泥得到大幅度減量,。臭氧剩余污泥減量技術(shù)現(xiàn)場需要臭氧發(fā)生器,，能量消耗較大，高效率臭氧發(fā)生器的開發(fā)和臭氧的利用率對于降低污水成本有很大的作用,。日本近年來一直致力于高效率臭氧器的開發(fā),，在提高臭氧利用效率等研究上，改變連續(xù)第濃度臭氧處理污泥為間歇搞濃度臭氧處理污泥,，用實際廢水作對照實驗,，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的臭氧污泥處理，所需的臭氧量約為原料的四分之一,。同時處理水質(zhì)要優(yōu)于連續(xù)低濃度臭氧處理的水質(zhì),，為降低臭氧污泥減量的污水處理技術(shù)成本提供了一個可能的途徑。
2,、臭氧對水體的除臭
在污水處理工藝過程中產(chǎn)生氣味的物質(zhì)主要由碳,、氮和硫元素組成,。只有少數(shù)產(chǎn)生氣味的物質(zhì)是無機化合物，如氨氣,、磷,、硫化氫；大多數(shù)產(chǎn)生氣味的物質(zhì)是有機化合物,，如低分子脂肪酸,、胺類、醛類,、酮類,、醚類等。就本人所在的污水處理廠進(jìn)水情況來分析,，80%的進(jìn)水量為生活污水,，即有機物質(zhì)的含量是很高的,，無機化合物的含量相對比較少,。產(chǎn)生氣味的物質(zhì)大多是有機化合物，如低分子脂肪酸,、胺類,、醛類、酮類,、醚類等,，這些物質(zhì)都帶有活性基團，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),，特別容易被氧化,，利用臭氧具有強氧化性這一特點，氧化活性基團,，氣味消失,，從而達(dá)到除臭的原理。臭氧除了脫除異味外,，還可以防止異味的再產(chǎn)生,，這是由于臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的氣體中含有大量的氧氣或空氣，而產(chǎn)生臭味的物質(zhì)易在缺氧環(huán)境下導(dǎo)致發(fā)臭,，采用臭氧處理,，在氧化除臭的同時，形成富氧環(huán)境,，可阻止臭味的再產(chǎn)生,。對于城市生活污水廠污水處理環(huán)境的改善作用還是比較大的。
四,、臭氧處理系統(tǒng)的安全性
臭氧氣體具有很強的腐蝕性,，在潮濕情況下腐蝕性最強,，因此臭氧發(fā)生設(shè)備應(yīng)采取相應(yīng)的防腐措施。接觸池在使用鋼筋混凝土材料時應(yīng)加防腐涂層,。臭氧具有毒性,，因此在臭氧設(shè)備間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)備，臭氧輸送管道及臭氧設(shè)備必須密閉,，防止泄露,。必須設(shè)置尾氣處理或尾氣回收裝置，反應(yīng)后排出的臭氧尾氣必須經(jīng)過分解破壞或回收利用,，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),，否則將污染大氣。
五,、結(jié)語
盡管臭氧具有極強的氧化性,，在水處理中作用很大，但也有一定的局限性,，臭氧并不是萬能的,。在污水處理中，對于某些有機物或中間產(chǎn)物,，臭氧（特別濃度低時）很難將其完全氧化和去除,。所以對于一些復(fù)合化水的處理，臭氧作為一個重要環(huán)節(jié)是有效的,，復(fù)雜污水配用生化法,、光催化法或藥物輔助都是必要的。
臭氧對水的處理用途是廣泛的,，但對不同的水質(zhì)也要采用一些不同的辦法,，必要時采取一些絮凝過濾技術(shù)加以配合。只有這樣,，才能使臭氧化法在水處理上的應(yīng)用變得廣泛,。處理工藝越成熟，發(fā)展前景越廣闊,。
