臭氧法水處理工藝及其應用臭氧(O3)技術于1905年應用于水處理，隨著相關技術的進步，臭氧化法成本的降低，被普遍認為是很有發展前景的水處理方法[1,2]。臭氧具有極強的氧化性，其氧化作用機理目前尚無肯定的研究結論，通常認為主要來自臭氧離解的·OH自由基，它是發生在水中的已知氧化劑中最活潑的氧化劑，它很容易通過基型反應將各種類型的有機物氧化。臭氧化法的主要工藝水處理工藝類型很多，主要有以下幾種類型：①O3+生物活性炭法②O3+混凝法③O3+活性炭吸附法④O3+活性污泥法⑤O3+膜處理法⑥O3+超聲波法。生物活性炭法主要過程是先往水中投加臭氧，其強氧化性使復雜有機物分子斷鏈成小分子，從而易于生物降解，同時提高了水中溶解氧濃度。然后再進人生物活性炭裝置，易降解有機物被活性炭富集，經好氧微生物氧化分解為CO2和H2O等。該工藝的特點是臭氧預處理提高了廢水的可生化性，有機物的富集和富氧提高了生化反應速度；活性炭上的有機物生物降解又可恢復活性炭吸附性能。O3+混凝法基于O3對親水性物質強烈的破壞力，當親水性物質轉變成疏水性時，混凝沉淀效果將大大改善。O3+活性炭吸附法是指：由于活性炭微孔孔隙小，限制了對大分子物質的吸附，O3可破壞物質分子結構，形成小分子，增大活性炭吸附容量。活性污泥法O3+活性污泥法的作用如同生物活性炭法，目的在于提高廢水的可生化性。在O3+膜處理法中，O3常用在超濾(UF)的后處理上O3+超聲波處理法中，超聲功率的增大可增加反應速度，O3通人量增大可加深生物反應程度，提高復雜有機物去除率。O3+活性炭吸附法是指：由于活性炭微孔孔隙小，限制了對大分子物質的吸附，O3可破壞物質分子結構，形成小分子，增大活性炭吸附容量。臭氧化法在水處理中的應用

常見的臭氧化法在水處理中的應用有：微污染源水深度處理，印染染料廢水、含酚廢水、農藥生產廢水、造紙廢水、表面活性劑廢水、石油化工廢水等的處理。微污染源水深度處理中的應用經凈水廠處理的微污染源水，水中有機物經氯化后會形成氯仿(CHCl3)等含氧有機物，常規水處理工藝）的過羥基[3，4]）或重碳酸根()，臭氧分子可離解成過。印染染料廢水處理中的應用印染染料廢水處理中的應用印染染料廢水含有高濃度的人工合成有機高分子染料，采用一般的物理化學或生物方法很難滿足處理要求，而采用臭氧化法可取得良好的處理效果。含酚廢水處理中的應用煉焦制氣工廠、煤氣發生站、石油化工工廠等均排放含酚廢水。由于廢水中雜質很多，采用萃取結晶酚鈉鹽的方法通常是很不經濟，而生物方法僅適用于低濃度的含酚廢水。農藥生產廢水處理中的應用臭氧可以有效去除廢水中多種有機農藥，如有機氯農藥、有機磷農藥、有機氮農藥、苯氯酸衍生物等。造紙廢水處理中的應用常規方法難以去除造紙廢水中的有機氮化物、木質素和色素等。斯洛克斯和科特拉斯紙漿聯合企業的亞硫酸鹽強堿液以及木質磺酸水溶液的臭氧化試驗表明，臭氧則可以氧化這些廢水中所含的70％一75％有機物質，木質素氧化為易被生物降解的衍生物含表面活性劑廢水處理中的應用表面活性劑很難生物降解，當用臭氧化法處理氮化烷基苯磺酸鈉及烷基苯磺酸鈉溶液時，這些化合物可被分解破壞達50％。廢水采用鋁酸鈣進行初步處理，再進行臭氧化，效果更好，這時臭氧化可去除90％氯化烷基苯磺酸鈉，68％的烷基苯磺酸鈉，并轉換成易被生物降解的衍生物石油化工廢水處理中的應用臭氧處理石油化工廢水效果良好，含有lmg／L阿爾蘭汽油、飛機用汽油B100／BO和機器油MC-20及MK-8的廢水，經臭氧化處理后可將含油量降至痕跡含量并將其分子結構全部破壞，這時的臭氧耗量為9-15mg／L。含有汽油、煤油及燃料油TC-110rng／L的廢水經臭氧化法除臭后，可使其含量降低至1／100，得到完全澄清的溶液。莫斯科雅拉斯夫煉油廠經生化后的石油廢水再用臭氧化法處理，當臭氧耗氧量達到2.5—3mg／L時，含油量則從4-5mg／L降至0.2-0.4mg／L，飽和烴、非飽和烴及芳香烴則被破壞20—30％。臭氧化法的應用除上述范圍外，還可用于處理氨基葸醌廢水、電鍍廢水、含氮廢水、食品加3總結工廢水、制革廢水等多種工業廢水。家庭水處理設備套裝臭氧法水處理工藝的前景為了解決臭氧發生器能耗高、臭氧產率低的問題,目前有幾個方面突破,一是國內開發了臭氧高效率制取技術,提出用“陡變電場”制取臭氧,其特點是場強Emax>70kV/cm,休止時間

在0.01～10ms之間,制取臭氧的產率高,能耗低,改變了傳統的

電暈制取臭氧的方法.二是美國stero-lizer公司開發的利用特殊電極,電解產生臭氧和有關自由基,并且電解質溶液可反復使

用.三是日本的壓電鋁陶瓷技術應用于生產臭氧發生器.臭氧化技術的自身發展主要是非光催化臭氧技術的開發研究,目前分為均相和非

均相催化法兩種,研究結果表明均相催化法處理芳香族化合物:r,Y.d2J0U'{7f2O

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效果很好,但催化劑無法重復使用.非均相催化(亦稱金屬催化)

多以過鍍金屬的氧化物(如CuO,NiO等)作催化劑.催化劑用于5k(K1[&h(_

臭氧化法的目的是促進O3的分解,以產生OH°等活性中間體來"?0W&o+g:D.~,p

強化臭氧化,因此人們把能產生強氧化羥基自由基OH°的O3/

H2O2,O3/UV及催化臭氧化法統稱為高級氧化工藝.現已證明以

TiO2作催化劑的臭氧催化法對處理水中的富里酸、白朊和纖維

二糖等物質優于臭氧法和O3/H2O2法.從反應器設計和應用前

景分析,非均相催化臭氧化法優于O3/UV法.目前需要解決的

問題是揭示催化機理、制備高效催化劑和催化反應器的最優設

計.結語臭氧化法水處理日見普及,并已用于空氣及物體表面消毒,它有著其它方法不可