一  臭氧氧化在污水废水处理中的应用

（一） 臭氧在污水处理中的作用：

        1.降解难降解的大分子及有机物；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。

        2.脱色、除味；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。

        3.杀菌；臭氧是优良的氧化剂 ，可以杀灭抗氯性强的病毒和芽孢；

        4.降解COD、BOD。

（二） 污水废水臭氧化的发展前景

        臭氧处理技术的发展可从两方面来看：一是臭氧作为预处理或后处理与其他处理方法的联合使用，如絮凝、气浮、生化等；二是臭氧处理单元自身的发展，如光催化、金属催化氧化等。

        臭氧与其他处理方法联合的工艺流程有很多形式，如：①O3+生化（活性污泥、生物活性炭法）；②O3+絮凝+膜处理；③O3+膜处理；④O3+气浮（吹脱）；⑤O3+活性炭吸附；⑥O3+絮凝+O3。臭氧处理单元自身有以下几种形式：①O3；②O3/H2O2；③O3/H2O2/UV；④O3/UV；⑤O3/固体催化剂（固体催化剂如活性炭、金属及其氧化物）。

（三） 臭氧/活性炭技术

        活性炭在反应中，可能如同碱性溶液中OH-作用一样，加速臭氧分解生成如·OH等自由基。作为催化剂，活性炭与臭氧共同作用降解微量有机污染物的反应同其他涉及臭氧生成·OH的反应（如提高PH值、投加H2O2、UV辐射）一样，属于氧化技术。 

（四） 臭氧生物活性炭作用及应用

        臭氧生物活性炭对有机物的去除包括三个过程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在对有机物的去除上，先发挥臭氧的强氧化能力，将有机物氧化成可被生物降解的小分子有机物，接着利用活性炭良好的吸附性能将其吸附，再由吸附在活性炭上的生物对吸附的有机物进行生物降解，而臭氧分解后产生的氧，提高水中的溶解氧，使水中溶解氧常呈饱和状态或接近饱和状态，又为活性炭处理中的生物降解除提供必要条件。这一臭氧与颗粒活性炭滤池相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺（BAC法），一般置于净水常规处去除水中的有机物，且由于应用了生物技术，大大延长了活性炭的运行同期。

二、工业废水的臭氧氧化处理

（一） 臭氧在污水处理中的原理

        臭氧具有很强的氧化力，目前是已知zui强的氧化剂之一。 臭氧在污水处理中的用途是zui广泛的，其原理都是利用的臭氧的强氧化性。臭氧分解后，分解为氧气，无二次污染。

无论是饮用水还是废水，臭氧与简单或者复杂的有机物反应后得到一些相同的产物：乙醛、羧酸、脂肪族、芳香族及其他的氧化物形成。这些产物很容易生化降解，而且没有明显的毒性。

        臭氧不仅能氧化水中的无机物，如CN-、NH3等，而且能氧化难以生物降解的有机物，如芳烃化合物等。臭氧化反应的途径有两条：其一是臭氧通过亲核或亲电作用直接参与反应；其二是臭氧在碱等因素作用下，通过活泼的自由基，主要有·OH与污染物反应。臭氧能与许多有机物或官能团发生反应：C==C、C≡C、芳香化合物、杂环化合物、碳环化合物、==N-N、==S、C≡N、C-N、C-Si、-OH、-SH、-NH2、、-CHO、-N==N-等。臭氧破坏和去除废水中污染物的作用已被广泛研究，对有机物臭氧化的产物也进行了一些研究。研究表明，臭氧化产物主要是一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸类有机小分子。

臭氧技术在废水处理中的应用

（二）污水处理工艺流程及臭氧投加方法

        污水处理一般分为三个处理阶段：1.机械处理；2.生化处理；3.深度处理。臭氧投加在污水处理的深度处理阶段，在深度处理阶段的消毒池或清水池，投加方法为，从水池中取水通过增压泵和水射器再回流到水池中，在水池中使臭氧和水充分接触，延长臭氧和水的接触时间，把多余的尾气分离出来，臭氧接触池密封，收集的尾气通过尾气口排到室外或接上尾气毁灭装置。

三、医院污水臭氧处理

        臭氧对几乎所有细菌繁殖体、芽饱、真菌、菌毒、原虫如绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色球菌、霍乱弧菌、结核杆菌和蠕虫卵都有很强的杀灭能力。

        医院污水状况复杂，在消毒前须做好预处理，一般一级处理出水的臭氧投加量为30-50mg/l，二级出水臭氧投加量为15-20mg/L ，经二级处理后再用臭氧消毒。

        臭氧消毒处理的主要优点：

        1、 性：扩散均匀，包容性好，克服了紫外线杀菌存在诸多死角的弱点，可快速的消毒灭菌；杀菌能力强，作用快，杀菌速度比氯快600--3000倍，可以杀灭抗氧化性强的病毒和芽饱。

        2、 受污水PH值和水温的影响较小。

        3、 可以去除水中的色、嗅、味和酚氰等污物，增加水中的溶解氧，改病况水质。

        4、 可以分解难生物降解的有机物和三致物质，提高水的可生化性.

        5、 高洁净性。臭氧具有自然分解的特性，消毒后不存在任何残留物，无二次污染，不产生有致癌作用的卤代有机物。

        6、 臭氧的制备，仅需空气、氧气和电能，不需要任何辅助材料和添加剂，不存在原料的运输和贮存问题。  

四、其它污水臭氧处理

        1、 纺织印染污水

　　采用*的臭氧+超声强化+生化处理工艺，去除偶氮染料脱色效果好，有机物去率高，有效地处理高浓度PVA褪浆污水。

        2、 制革污水

　　针对制革污水有机物浓度高的特点，采用物化+生化处理方法，生化段采用A-O工艺，对该类污水的处理效果良好。

        3、 化工污水

　　对含苯、酚、氰化wu等有毒物质的化工污水，采用臭氧处理工艺，有效地去除了这此有害物质。

        4、 食品污水

　　采用A-O工艺处理食品污水，操作运行简单，占地面积小，处理效果好。

五、直接影响臭氧系统化学反应过程的因素 

        1、 影响臭氧浓度和产率的因素：

        空气（富氧空气或氧气）的湿度、温度、流量、压力、发生器功率等条件都含导致臭氧浓度和产率的变化

        2、 臭氧氧化难降解有机物的反映途经：

       其一、臭氧通过亲核或亲电作用直接参加反应。具有直接氧化有机物、反应较慢、有选择性、有直接氧化产物产生特征。

       其二、臭氧在碱性环境等因素作用下，通过活泼自由基主要是·OH-与污染物反应，具有氧化有机物速度快、无选择性、间接氧化产物特点。因为OH是臭氧基型链反应的引发剂：反映式为：O3+OH- 

      3、臭氧投放量对氧化反应的影响：

        臭氧投放量对污染物去除有着重要的作用，在污染物浓度一定时，通常是臭氧投放量越大，去除效率越高，去除率增加，对于该有机废水臭氧化*调试数据2.8～4.2mg臭氧/mg污染物。因此，处理难降解有机污染、高浓度和大产率都需要，高浓度和小产率显然不适，低浓度和小产率更不适。

      4、时间对臭氧氧化反应的影响： 

       实验表明，通常接触时间在臭氧浓度≥40mg/L时，为5～10分钟为宜。时间过短、反应不*、给后续工艺带来负担，时间过长，如超过15分钟，反应过头出现色度加深现象且影响水处理效率。因此，应选择合适的反应时间。

       5、PH值对臭氧氧化反应的影响：

         （1）臭氧本身氧化能力强弱与PH值有关，臭氧分子中的氧原子本身具有强亲电子或质子特征，直接表现出强氧化性能。臭氧在水中的分解速度随PH值提高而加快。如果PH提高一个单位，臭氧分解大约会快三倍，从而产生更多的·OH，可见碱性条件下对产生强氧化性的·OH多么重要！

        （2）废水中有机物物理、化学性质与PH值有密切关系。

        （3）臭氧吸收率与PH值有一定的关系，通常认为碱性条件吸收要优于酸性条件。

        （4）PH值在全部臭氧氧化过程中的变化主要表现在中性（PH=7）或碱性（PH＞7）条件下，PH值随氧化过程进行呈下降趋势，其原因是有机物氧化成小分子有机酸醛类物质。因此，要加强臭氧氧化反应，应不断进行PH值调节偏碱进行。

        6、臭氧氧化特征的碱性环境形成条件：

        臭氧氧化的溶液中：臭氧、臭氧+H2O2、臭氧+紫外线、臭氧+H2O2+紫外线几种方式都可成为碱性化环境，针对不同难降解有机物特点可选择工艺不同方式。