臭氧在水處理中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-06-19 08:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 氣液兩項(xiàng)反應(yīng)，一般包括以下過(guò)程： ? 氣相中臭氧向液相的傳遞 ? 揮發(fā)性污染物從液相向氣象的逸出 ? 液相中臭氧與污染物的直接氧化反應(yīng) ? 液相中臭氧分解產(chǎn)生的各類(lèi)自由基參與的間接氧化反應(yīng) 污染物的去除是吹脫、直接氧化反應(yīng)、間接氧化反應(yīng)共同作用的結(jié)果。 故臭氧水處理的效果由以下因素決定：待處理水的水質(zhì)，污染物的揮發(fā)性，水中臭氧濃度的大小，氣液相的傳質(zhì)效果。 l 氧化 Mn(II), Fe(II), … (存在于還原性地下水中 ) 酚 、 氯酚 、 苯胺 、 烯烴等有機(jī)物 氰化物 、 溴離子 形成色度和味的物質(zhì) ， 降低 BOD、 COD。 l 提高溶解性有機(jī)物在隨后的微生物過(guò)程中的生物降解性 l 提高隨后的沉淀 、 絮凝 — 過(guò)濾和氣浮過(guò)程的效果 l 消毒 、 除藻 。 l 消除表面活性劑泡沫 二 . 臭氧化技術(shù)的應(yīng)用 根據(jù)測(cè)定的反應(yīng)速率常數(shù)，有以下結(jié)論 ： （ 1） I 與臭氧迅速反應(yīng)形成 I2， 用于檢測(cè)高濃度臭氧氣體的濃度 。 飲用水中微量氧化性碘離子會(huì)導(dǎo)致形成味覺(jué)的有機(jī)物 。 在碘離子濃度約為 107M的海水中 ， 碘離子會(huì)將臭氧的壽命減短為 。 （ 2） HS / S 2 一般在臭氧被其它溶質(zhì)消耗前與臭氧反應(yīng) 。 這個(gè)反應(yīng)在 含硫還原性地下水 的臭氧處理中是十分重要的 。 （ 3） HSO3 / SO32 與臭氧也迅速反應(yīng) ， SO32 的反應(yīng)速率是 HSO3 的 105倍 ， 在 pH27之間 pH提高 1個(gè) ， 速率提高約一個(gè)數(shù)量級(jí) 。 （ 4） Fe2+、 Cu+、 Mn2+在低 pH值速率很慢 。 在 ， Mn2+的反應(yīng)速率為 300020210M1S1。 （ 5） NO22很快氧化 ，這個(gè)反應(yīng)有利于改善由于微生物不完全硝化產(chǎn)生的 NO22 的水質(zhì)。 （ 6） NH3 反應(yīng)很慢 當(dāng) pH小于 9時(shí) , 很大一部分 NH3 被質(zhì)子化屏蔽為NH4 ， 所以此時(shí)當(dāng) pH下降 1個(gè)單位 ， 表觀反應(yīng)速率常數(shù)下降 10倍 。 即使 pH大于 9（ pHpKa=） 時(shí) ， 大部分成為NH3 ， 傳統(tǒng)的臭氧化過(guò)程也需要幾千秒時(shí)間氧化NH3 。 不過(guò) ， 實(shí)驗(yàn)表明地面水的臭氧化能改善隨后微生物過(guò)程的硝化 ， 因?yàn)?臭氧化將溶解性天然有機(jī)物 (DNOM)轉(zhuǎn)化為生物降解物質(zhì)從而間接地促進(jìn)了硝化 。 （ 7） 液氯 （ HOCl/OCl ） 隨 pH升高而反應(yīng)速率加快 因?yàn)?HOCl脫質(zhì)子生成 OCl， 不過(guò)即使是 OCl ， 在臭氧濃度為 10微摩爾 /升時(shí) ， 所需時(shí)間也是 1000s量級(jí)上 。這一反應(yīng)有時(shí)用于破壞液氯 , 但很少被用于投加液氯破壞臭氧 。 （ 8） 氯胺 （ NH2Cl） 在低 pH值比液氯的反應(yīng)要快一點(diǎn) ， 由于沒(méi)有質(zhì)子的屏蔽作用 ， 因此其速率不受 pH影響 。 氯胺臭氧化生成氯離子和硝酸鹽 ， 這一反應(yīng)可以用于消除游泳池中的氯胺 避免生成眼睛刺激物的生成 。 （ 9）溴離子臭氧化需要 1000s的量級(jí)（臭氧濃度）， 臭氧濃度更低時(shí)，溴離子濃度為 2mg/l時(shí)，臭氧的壽命為 500s。 在海水中，當(dāng)?shù)怆x子氧化后，溴離子將把臭氧的壽命限于 5s之內(nèi)，形成次溴酸根離子，再慢慢氧化為溴酸根離子。 （ 10） 烷烴 、 飽和醇和氯代烷烴等與臭氧分子的反應(yīng)并不顯著 ， 基于臭氧的高級(jí)氧化流程不適于氧化這些物質(zhì) 。 （ 11）苯和嵌二萘（ pyrene）在數(shù)天內(nèi)才反應(yīng)。 當(dāng)甲基和甲氧基取代從而激發(fā)親電反應(yīng)時(shí)，這些衍生物會(huì)反應(yīng)的快一點(diǎn)：每一甲基取代（甲苯、二甲苯、均三甲苯）使反應(yīng)速率加快 7倍。 （ 12） 多環(huán)芳烴與臭氧在幾秒內(nèi)反應(yīng) 。 （ 13）酚類(lèi)在幾分內(nèi)反應(yīng)
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