臭氧在人类的社会生活当中担当着重要的角色
臭氧设备
臭氧发生器
一、臭氧应用概述
臭氧作为一种强氧化剂、绿色环保消毒剂、精制剂、催化剂等被广泛应用于石油、化工、污水、纺织、食品、制药及香料等部门。
从1905年起臭氧就已经开始应用在水处理当中了，目前世界上已有近万余个水场使用臭氧处理水，用它来解决饮用水的一些质量问题。
另外在日本及欧洲的大部分国家也早已把臭氧技术应用到了医疗器械、餐具杀菌等地方。臭氧作为氧化剂在纺织、印染、造纸、除臭、脱色、漂白、老化技术处理、生物工程等领域中亦在逐步得到应用。臭氧的最大特点是气体（由三个氧原子组成），并且具有极强的 氧化能力。它的氧化能力仅次于氟而高于氯，效率高而无有害残留物，因而具有广泛的应用领域。
臭氧因自身所具有极强的氧化能力，故具有极强的杀菌作用、脱色、脱臭、脱味作用以及分解作用。杀菌可用于：上、下水，游泳池水，饮料水等的杀菌消毒；食品贮藏室内杀菌消毒：医院、学校、幼儿园、办公室、食品加工厂、制药厂等空气净化；器具类杀菌消毒，医院污水、生活污水的杀菌消毒等等。脱色、脱臭、脱味作用可用于：粪便处理、给排水的脱色除味、养殖场除臭等，下水道的净化脱臭。氧化：无机物的氧化，水中陈铁、锰，含氰废水的处理，矿石处理等。有机物氧化分解，工业废水处理，微污染水处理，COD消除等，表面活性化，表面属性（炭黑表面属性、纤维表面属性、塑料表面属性），香料的合成，改变结构等。内燃机燃烧剂，火箭氧化剂等。
二、污水处理用臭氧
水资源匮乏、水体污染严重是世界上很多地区普遍面临的两大难题。如何节省水资源的消耗、减少污染物排放、更大限度地利用污水再生技术循环使用，降低环境污染造福于人类，是很多人一直都在思考丞待解决的问题。随着污水深度处理技术与污水回用的日渐普及，对臭氧消毒的研究和应用越来越多，臭氧与其它消毒方法的复合消毒将会成为今后发展的趋势。
1、污水臭氧处理工艺
1)污水臭氧处理流程
采用臭氧消毒的污水，预处理是十分重要的，往往由于预处理程度不够而影响臭氧消毒的效果，污水处理程度要经过技术经济比较确定。污水消毒最好是经过二级处理后再用臭氧消毒。这样可以减少臭氧的投加量，降低设备投资费用和运行费用。
污水臭氧消毒的基本工艺流程
2)臭氧消毒工艺设计及设备选择
污水臭氧消毒工艺设计，包括预处理工艺设计、臭氧消毒接触系统设计及臭氧发生器及配套设备的选择等。预处理工艺指在臭氧消毒之前对污水进行的一级处理或二级处理过程。
2、臭氧发生器选择
根据污水水质及处理工艺确定臭氧投加量，根据臭氧投加量和小时处理消毒水量确定臭氧使用量，按小时使用臭氧量选择臭氧发生器台数及号。计算公式如下：G=q＊g
公式中
G －－－－- 每小时使用的臭氧量（g/h ）
q －－－－- 每小时最大污水处理量（m 3 /h ）
g－－－－- 臭氧投加量（g/m 3 污水）
三、臭氧技术简介
臭氧的生产原料分为：空气、纯氧气、液氧三种。
采用液氧一般适用于中小规模，采用变压吸附法或负压吸附法现场制取纯氧，适用于臭氧量<100g/h的规模。利用干燥空气制取臭氧获得的臭氧浓度一般在1%～3%；而利用纯氧或液氧生产的臭氧浓度可达10%左右，而且空气制取臭氧的电耗约为另外两种方法的2倍。
臭氧发生器的氧化消毒特性：
①臭氧作为高效的无二次污染的氧化剂，是常用氧化剂中氧化能力最强的，其氧化能力是氯的2倍。
②臭氧消毒受pH值、水温及水中含氨量影响较小。
③臭氧去除微生物、水草、藻类等有机物的嗅、味，效果良好，脱色能力比Cl2和ClO2更为有效和迅速。
④投加臭氧能改变小粒径颗粒表面电荷的性质和大小，使带电的小颗粒聚集；同时臭氧氧化溶解性有机物的过程中，还存在“徽絮凝作用”，对提高混凝效果有一定作用。
⑤臭氧消毒效果好，剂量小，作用快，不产生三氯甲烷等有害物质，同时还可使水具有较好的感官指标。
⑥臭氧能将水中不易降解的大分子有机物氯化分解为小分子有机物，并向水中充氧使水中溶解氧增加，为后续处理（特别是生物处理）提供了更好的条件。
1、臭氧消毒技术
1. 1 臭氧杀菌的机理
臭氧O3是氧的同素异形体, 很不稳定, 在常温下可分解为氧气。臭氧对细菌的灭活反应总是进行得很迅速。与其他杀菌剂不同的是, 臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应, 穿入菌体内部, 作用于蛋白和脂多糖, 改变细胞的通透性, 从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质, 如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA。臭氧对病毒的作用首先是作用于病毒衣体壳蛋白的四条多肽链, 并使RNA 受到损伤, 特别是形成蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后, 电镜观察可见其表皮被破碎成许多碎片, 从中释放出许多核糖核酸, 干扰其吸附到寄存体上, 臭氧杀菌彻底。
1. 2 臭氧的投加量参考
中水5克/吨，生活污水5-10克/吨，工业污水20克/吨，非工业污水20克/吨
2、臭氧的制取
人工产生臭氧的方法按原理分为光化学、电化学、原子辐射和电晕放电等几种。原子辐射法用得极少, 工业应用臭氧源大多采用电晕放电法制取。电晕放电合成臭氧是目前世界上应用最多的臭氧制取技术, 此技术能够使臭氧产量单台达500 kg/ h 以上。电晕放电法( 无声放电或辉光发电法)就是一种干燥的含氧气体流过电晕放电区产生臭氧的方法。常用的原料气体有: 氧气空气以及含有氯、二氧化碳, 或许还有其他惰性稀释气体的含氧混合气体。
3、次氯酸钠、紫外线、臭氧消毒的比较
次氯酸钠( NaCLO) ：在污水处理系统中消毒时, 是以固态或液态形式投加的, 投加量正常为小于20 mg/ L, 大于5 mg/ L, 根据MEPC( 55) 决议余氯量小于0. 5mg/ L时, 如果采用次氯酸钠进行消毒满足不了新标准的要求。否则需作去氯处理。同时舰船上储存该药剂, 需采用铁桶包装, 需进行防潮处理。
紫外线消毒：无二次污染的担忧, 但是紫外线灯管罩易结垢, 随着时间的推移, 势必影响灯光的强度, 影响杀菌的效果。污水处理系统运行过程中需对紫外线灯管罩进行定期的清除污垢。臭氧消毒反应快、投量少、适应能力强、消毒性能稳定, 无二次污染。
臭氧水处理的影响因素臭氧在用于饮用水消毒时具有极高的杀菌效率，但在应用污水消毒时则往往需要较大的臭氧投加量和较长的接臭氧水处理时间。
臭氧水处理：
①臭氧是优良的氧化剂，可以杀灭抗氯性强的病毒和芽孢；
②臭氧消毒受污水PH值及温度影响较小；
③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，改善水质；
④臭氧可以分解难生物降解的有机物和三致物质，提高污水的可生化性；
⑤臭氧在水中易分解，不会因残留造成二次污染。
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