净水给水处理

  臭氧活性碳技巧是目前国际上进步的自来水处理工艺，在日、美、欧等发达国度已普遍采取，目前我国昆明，大庆的自来水 厂已开端采取该技巧，获得了明显的后果，上海、杭州等地也在履行中，采取臭氧消毒处理是水厂消毒的发展趋势。  

　　一、对臭氧在水处理中的利用 

    20世纪90年代起，因为猜忌水中的有机物跟天然物质与氯产生反应形成的三卤甲烷存在致癌性，美国、日本跟英国等国度也逐步对臭氧在水处理中的利用产生了兴趣，并逐步 在一些饮用水处理体系中采取或增设了臭氧处理工艺。  

    因为臭氧比氯有较高的氧化电位，因此它比氯消毒存在更强的杀菌作用。对细菌的作用也比氯快，消耗量明显较小，且在很大水平上不受PH的影响。有关资料报道，在0.45mg/L臭氧作用下，经过2min，脊髓灰质炎病毒即逝世亡；如用氯消毒，则剂量为2mg/L时需经过3h。当1mL水中含有274~325个大肠菌，在臭氧剂量为1mg/L时可降落在肠菌数86%；剂量为2mg/L时，水多少乎可能完全被消毒。 

较之传统的氯消毒方法，臭氧消毒还有如下优点： 

（1） 消毒的同时可改良水的性质，且较少产生附加的化学物质沾染。 

（2） 不会产生如氯酚那样的臭味。 

（3） 不会产生三卤甲烷等氯消毒的消毒副产物。  

（4） 臭氧可就地制造获得，它只须要电能，不需辅料跟增加剂。 

（5） 某些特定的用水中，如食品加工，饮料生产以及微电子产业等，臭氧消毒 不须要从已沾染的水中除去多余杀菌剂的附加工序，如用氯消毒时的脱氯工序 。因为臭氧在水中很不牢固，轻易分解，如接触池口处水中残余臭氧尚有0.4mg/L,但经过水厂净水池的停留后，水中的残余臭氧已完全分解，不残余消毒剂的水将进入管网。因此，经过臭氧消毒的自来水通常在其进入管网前还要加入少量的氯或氯胺，以坚持水中一定的消毒剂残余水平。  

　　二、臭氧的重要特点跟消毒机理 

1）臭氧的重要物理、化学特点臭氧是一种高活性的气体，通过对氧气的放电而形成，其分子式是O3，是氧的同素异形体。臭氧明显的特点是存在强烈的气味，臭氧的英文词为“OZONE”，来源于希腊语，意为“味道”。在常温常压下，臭氧是淡蓝色的存在强烈刺激性气味的气体。臭氧存在很高的氧化电位（2.076V），比氯（1.36V）高出以上，因此它存在比氯更强的氧化才干。臭氧是由氧按以下热化学方程式形成：3O3 →2O3-69kcal 由上式可见臭氧的形成是吸热进程,因此,臭氧分子不牢固,可自行分解,伴随着分解进程全放出能量因此,臭氧比氧存在更高的活性跟氧化才干。 

2）臭氧气体向水中的传递才干也可表示为：单位时光内的传递才干=传递系数×交换面积×交换电位这里所指的交换 电位不仅与气液的浓度差有关，而且与臭氧跟水中物质产生直接化学反应的活性有关。很多实验表明，臭氧气体要溶解在水中，首先必须在与之接触的液体名义上完全扩散进而溶解在名义的液体中，扩散到液体的内部。因此，气液两相间的传递率重要由下列因素所决定： 2.臭氧的氧化反应跟消毒机理臭氧一经溶解在水里，会呈现下列两种反应：一种是直接氧化，它是较缓慢的且有明显抉择性的反应；另一种则是在水中羟基、过氧化氢、有机物、腐殖质跟高浓度的氢氧根诱发下自行分解成羟基自由基，间接地氧化有机物、微生物或氨等。后一种反应相称快，且不抉择性，另外还能将重碳酸根氧化成重碳酸跟碳酸。这两种反应中后一种反应更强烈，氧化才干更强。因为氢氧根跟有机物等能诱发臭氧自行分解成羟基自由基，所以低ph前提下有利于臭氧直接氧化反应，而高ph值跟有机物含量高的前提下则有利于羟基自由基的间接氧化反应。臭氧的自行分解率在很大程 

度上取决于ph值、温度、UV值、臭氧浓度以及水中存在的其余可去除物。其分解速率可由余臭氧的含量来间接表示。因为重碳酸盐跟碳酸盐（尤其是碳酸盐）存在较强的缓冲机能，因此在低PH跟高缓冲机能的余臭氧可坚持较长时光。臭氧可杀菌消毒的作用重要与它的高氧化电位跟轻易通过微生物细胞膜扩散有关。臭氧能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞逝世亡。因此，臭氧对坚强的微生物如病毒、芽孢等有强盛的杀伤力。此外，臭氧在杀伤微生物的同时，还能氧化水中的各种有机物，去除水中的色、嗅、味跟酚等 

（1） 气液两相的物理特点； 

（2） 气体通过气液界面的浓度差； 

（3） 气体湍流的水平。 

 3）臭氧在水中的溶解浓度大于氧。 

    臭氧在水中的溶解个别遵守亨利定律。对臭氧在水中的溶解度的重要影响因素是温度跟供气压力。因为臭氧采取在利用现场利用空气或氧气就地制备，制备出来的臭氧气体实际上是一种臭氧化气体，属于混淆气体，其中含有大量的空气跟氧气。而亨利定律表示的是某一单纯气体在水中的溶解法则，所以，臭氧在水中的溶解特点除了与上述的温度跟供气压力有关外，还与供气中含臭氧的浓度有关。此外，在一定的大气压力下，臭氧在水中的浓度与供气中的臭氧浓度有关。诚然臭氧在水中的溶解度大于氧，但溶于水中的臭氧不牢固，很轻易分解。 

　　三、臭氧消毒体系 臭氧消毒体系通常有四局部组成,包含气源制备\臭氧产生\接触反应跟尾气处理. 

1、依照臭氧消毒体系的运行特点，气源制备局部是臭氧消毒体系中的前置体系，它的作用是为制氧机供给所需的品质适合跟数量足够的气体。气源制备局部有各种情势可供抉择。对不同情势的气源制备局部的抉择重要考虑的因素是供气的范围、现场前提以及运行能耗。臭氧产生局部是臭氧消毒体系中的中心，它的作用是生产消毒工艺所需的数量足够臭氧气体。它的投资约占全部臭氧消毒的60%以上，运行能耗约占60%—80%。臭氧产生局部因制氧机的情势不同而有所差别，抉择臭氧产生局部要考虑的因素重要是臭氧产量、设备投资以及运行能耗。接触反应是臭氧消毒体系生产运行的中心，它的作用是将由制氧机产生的臭氧气体敏捷有效的扩散到处理水中，并牢固坚固地实现预约工艺所请求的反应。接触反应情势的判断重要依附于工艺目标及其相应的反应。臭氧消毒体系其余局部而言，尾气处理局部是独破的子体系。它的作用是及时有效地消除尾气中的残余臭氧。因为臭氧的强氧化才干，因此它存在高腐化机能。通常橡胶、大多数塑料、EPDM（乙烯、丙烯共聚）、个别的钢跟铁、铜、铝等资料不能用于臭氧体系的。可用的资料重要包含316跟304不锈钢、玻璃、Hyplaon（氯磺烯化聚乙烯合成橡胶）Telon（聚四氟乙烯）以及混凝土。 

2、臭氧接触 臭氧接触是通过一定的方法使氧气扩散到液体中并使之与液体接触跟实现预期反应的进程.这一进程个别通过臭氧接触器来实现。不同的工艺目标跟雷同的反应决定了接触器的情势跟接触时光。臭氧接触器的重要情势有：传统的微气泡扩散接触器、吸气式涡轮扩散接触器、带有接触填料的密闭式接触柱以及吸气式水射器扩散接触器。对净水消毒而言，采取的情势重要是微气泡扩散跟吸气式涡轮扩散型。臭氧接触时光对不同的反应通常在1到12min之间。在须要有坚固灭病毒的场合，通常须要坚持残余臭氧达0.4mg/L的4min接触时光因为水中除细菌外通常还会含有与臭氧产生疾速反应的物质（如形成度跟嗅味等物质）。因此，消毒接触时光个别采取10min。采取微起泡扩散消毒接触器时，通常安排成双格间跟三格间接触室。格间是为了水的化学需臭氧量（降落色跟味）通常以0.4—1.0mg/L的用量跟4---6min的接触时光为基本。而后续格间的功能重要是杀灭病毒，在此格间的进口处残余臭氧的水平至少必须有0.4mg/L,而且此格间的低部应注入足够的臭氧以坚持这一水平达到4min的时光。后续格间臭氧的注入量通常为0.4—0.6mg/L。采取微气泡扩散方法时，为了保障臭氧向水中有较高的传输率，通常须要有至少5.5-6m的设计水深。采取吸气式涡轮扩散接触器时，因为这种情势的接触器尤如一个完全的疾速混淆器，为了满意消毒所须要的时光跟残余臭氧的水平，通常须要设置停留池或采取多级安排方法。因为涡轮机存在使臭氧气体与水混淆的优点，因此，这种接触器的设计水深不须要很深。 

3、尾气处理 当臭氧与水在接触器内接触后，从接触器排气管排出的气体中仍含有一定的残余臭氧，这些含有残余的臭氧的气体被称之为臭氧尾气。尾气中残余臭氧的量随臭氧同水的接触方法跟处理水中坚持的臭氧浓度有关，个别约占臭氧总投量的1%-5% 。 空气中一定浓度的臭氧对人的机体有害。人在含臭氧1/100万的空气中长期停留，会引起易怒、感到疲劳跟头疼等不良症状。而在较高的温度下，除这些症状外还会增加恶心、鼻子出血跟眼粘液膜发炎。经常受臭氧的毒害会导致重大的疾病。为了维护环境空气，请求空气中臭氧的限容许浓度为0.1mg/m3因此， 

除了少数特定场合容许利用大气的稀释才干解决尾气处理外，个别情况富含臭氧的尾气不得直接排放，必须通过残余臭氧的破坏来加以处理。尾气处理的方法通常有回用法、加热分解法、化学消减法、催化分解法以及稀释法。  

　　四、水厂臭氧处理工艺流程图  740)this.width=740' height=121>