臭氧氧化技术在水处理中的应用

李辉

摘要：本文对臭氧氧化技术在饮用水水处理中的应用现状进行分析，概述臭氧氧化工艺原理，提出臭氧氧化工艺在水处理中的应用研究热点，并围绕臭氧氧化技术在饮用水深度水处理中应用成果针对今后的主要研究方向进行阐述。

关键词：臭氧氧化;水处理;饮用水净化

水是重要的自然资源。21世纪全球面临资源环境问题，其中就有水资源保护的课题。采用臭氧氧化技术进行水中污染物的含量降低，达到较好的去除效果，是当前重点理论界研究的热点话题。

1、臭氧氧化技术分析

臭氧氧化法技术应用选择性较低的羟基自由基，通过臭氧氧化与各种水处理技术形成氧化性更强、反应的氧化技术组合。它可以提高OH生成量和生成速度活跃的羟基自由基能够诱发链式反应形成氧化还原电位。

1.1紫外催化臭氧法

用03/uv水处理法始于70年代，主要针对有毒有害且无法生物降解的有机污染物的处理。80年代以来，研究范围扩大到饮用水的深度处理。03/UV法的氧化能力和反应速度都远远超过单独使用uV或臭氧所能达到的效果。围绕紫外催化氧化机理的很多研究认为氧化反应为自由基型反应，臭氧在紫外光辐射下会分解产生oH·自由基，在难降解有机废水和饮用水深度处理的处理中拥有应用前景。

1.2活性炭臭氧法

活性炭降解有机污染物处理技术能引发臭氧链反，属于一种很有实际应用潜力的高级技术。采用活性炭一臭氧法很短时问即可使弱酸性染料染色残液脱色率达100%，提高臭氧的利用率。

1.3.超声臭氧法

超声波联合处理含酚废水，有效地降解废水有机污染物，提高降解有机物的效率。超声辐射在臭氧氧化过程中使得加速反应的能力增强起加速反应作用，臭氧通入量的增大带来酚去除率增大。

1.4臭氧催化金属氧化法

这是一种新型的有机物氧化的方法。常温下金属氧化法加强臭氧氧化反应，以固状的金属（金属盐及其氧化物）为催化剂促进O3分解.

1.5单独臭氧氧化技术

常规的饮用水处理对水体中有机污染物的去除效果差强人意。因此围绕如何解决饮用水体中有机污染物的问题，诸多学者提出了很多强化去除的技术。其中单独臭氧氧化技术就是一种有效的处理手段。目前化学氧化技术利用强氧化剂，去除水体中的有机物，使得有机污染物在经过处理之后，采用废水处理手段，变成了无机盐等无机化合物。这种手段除雾的效果较好。在很多水域都可以进行推广，能够完全去除水体中的污染物和矿化物质。尤其是在饮用水深度处理上，采用氧化剂、二氧化氯、高锰酸钾、过氧化氢等，使用臭氧和以臭氧为基础的高级氧化工艺，当前在水处理技术发展中已经成为重要的发展趋势。由于臭氧具有较强的杀菌和氧化能力，对于苯环上电子云等具有不饱和、密度大等较强的氧化除污能力。从国外第1座以臭氧氧化作为处理工艺的水厂投入运行以来，目前在水处理中运用臭氧氧化技术已经拥有百年历史，臭氧通过氢合和氢键作用与水体中的有机污染物发生反应，通过多种途径与有机物等一系列污染因素进行分解，发生了自由基等目前水中最强的氧化剂。这种氧化剂能够达到氧化电位2.8v，而且自由基的分解作用能够对所有的有机物都发生，进行顺势的氧化作用没有选择性，可以进攻具有双键的有机物反应，选择性较强。O3分解出的自由基，接反应，也没有选择物，能够应用于几乎所有的有机物并产生分解化学反应。

1.6催化臭氧氧化的去除污染物的技术

催化臭氧氧化技术利用臭氧中自由基的直接进行有机物分解。反应器体积较大的情况下，臭氧完成绝大部分的分解，考虑采用强化手段，可以缩短分解时间。在工艺选择上一般采用能够提高自由基生呈臭氧氧化工艺，对于水体中衡量有机污染物的去除效能更好。经过学者研究，加入一定量的h2o2，采用单独臭氧氧化工艺能够提高水体中衡量。对氯消基本的去除效能显著提高，欧三氧化采用活性炭去除水体中横梁的硝基氯苯研究表明，这种臭氧氧化技术加速了臭氧分解，活性炭能够发挥更好的作用，更加提升水体中硝基氯苯等物质的去除效果。

上述几种工艺经过实验结果表明，在去除水体中衡量的硝基苯的效能上均能提升矿化度，而采用催化臭氧氧化技术去除有机污染物的效果最好[1]。

2、催化臭氧氧化技术分解有机物机理研究

经过实验表明，单独臭氧氧化相比，催化臭氧氧化能显著提高硝苯基的去除性能，后者的催化效能与表面的氢基含量有关，采用催化臭氧氧化技术，能够加速强氧化能力中的氢基、自由基的分解，从而更加有效的去除水体中有机物污染物的含量，研究表明光催化臭氧氧化技术可以在60分钟内对水体中衡量的氯硝基苯进行去除，而实现水体中有机污染物有效矿化。

3、臭氧氧化技术在水处理中的应用

在水处理工艺中广泛的应用臭氧氧化工艺，应对传统的水处理技术的处理成本高、消耗量大等问题。目前大多数研究还处在实验室研究阶段，以小分子的有机酸为去除污染物，针对实际废水进行废水实验研究，逐步实现臭氧氧化工艺的工业化，取得较好的催化机理的应用。研究者对于不同的催化剂、目标污染物和水质背景都经过推测，结论为采用催化剂催化臭氧氧化，去除水体中的有机污染物，在规律性的认知情况下，筛选出高催化活性的金属氧化、催化剂，这对于工艺技术的应用来说具有良好的应用前景。

3.1臭氧方法在对医药废水的处理是建立在传统的生化处理技术基础上的应用。医药废水COD较高、可生化性差达不到废水的有效处理效果，例如单纯靠物理化学方法在处理成本施工不经济，造价较高.对于很多城乡来说应用性不强。而采用臭氧预处理可以降低成本低的同时提高废水的可生化性，尤其是后续生物处理时大大降低难度和降低C0D。医药化工厂采用臭氧/uASB/接触氧化联合作用于排放医药废水净化为例，原废水水质：COD为14000～l 5000mg/L，经预处理后废水生化程度明显改善，对C0D去除率提高了40%左右。

3.2酚是一种公认的致畸、致变、致癌有害物质.对于含酚量较高的焦化厂废水危害性很严重的工业废水之一）加以处理，采用臭氧氧化处理的方法，针对工业废水包含酚废水来说比较合理。实践证明，采用臭氧氧化好含酚废水含量降低98%以上，成为当前解决工业含酚废水的首选技术。

3.3采用臭氧氧化联合技术处理垃圾渗滤液，当前是较为认可的技术，垃圾渗滤液是一种污染性极强的废水。高污染物含量尤其是有机污染物高达七十多种，特别是癌物、辅致癌物众多，对垃圾渗滤液的处理。采用生物一臭氧氧化技术可以有效降低垃圾渗滤液生物处理出水的COD值，实验表明，对垃圾渗滤液进行处理研究，经臭氧氧化后，垃圾渗滤液生物处理出水臭氧氧化后.其生物降解性随氧化时间可降解废水：结合处理具有经济性。

结语;

我国随着工业化建设和城市发展的推进带来了不同程度的污染问题，如城镇饮用水源的破坏严重到人们的生活好身体健康。因此针对城镇重点流域地表水受到污染的现状，采用臭氧氧化等方法，对于各类水体进行清洁，防止污染物破坏水体，今后应加大研究力度，特别是针对饮用水的处理技术方面，为提升人们的生活质量而努力。

参考文献：

[1] 张遵杰，张文千，王明飞，等.臭氧催化氧化法在浓水COD治理方面的应用[J].水污染及处理，2019，7（04）：154-151.

[2] 张新军，桑勋源.臭氧氧化處理含硫气田污水的实验研究[J].天然气与石油，2019，37（6）：91-96.

（作者单位：中铁上海工程局集团市政环保工程有限公司）