(圖文)用臭氧處理污水有效果嗎？？？
發布時間:2021-04-13 10:24:51人氣：次
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用臭氧處理污水有效果嗎？？？
有的，臭氧是強化型的氣體，通過強氧化性氧化有色基，達到脫色的效果
醫院污水處理
醫院污水處理工藝流程選擇：
(一)根據醫院的規模、性質和處理污水排放去向，進行工藝選擇。根據醫院分類，分為傳染病醫院和綜合醫院。醫院污水處理后排放去向分為排入自然水體和通過市政下水道排入城市污水處理廠兩類。
醫院污水處理所用工藝必須確保處理出水達標，主要采用的三種工藝有：加強處理效果的一級處理、二級處理和簡易生化處理。 工藝選擇原則為： 1、傳染病醫院必須采用二級處理，并需進行預消毒處理。 2、處理出水排入自然水體的縣及縣以上醫院必須采用二級處理。 3、處理出水排入城市下水道(下游設有二級污水處理廠)的綜合醫院推薦采用二級處理，對采用一級處理工藝的必須加強處理效果。
4、對于經濟不發達地區的小型綜合醫院，條件不具備時可采用簡易生化處理作為過渡處理措施，之后逐步實現二級處理或加強處理效果的一級處理。
(二)不同處理工藝的應用情況考慮到以上原則，本方案設計的醫院污水處理工藝流程進行比較:
隨著污水處理技術不斷地發展，近年開發的在國內外普遍應用的工藝有： 1、加強處理效果的一級處理工藝
對于處理出水最終進入二級處理城市污水處理廠的綜合醫院，應加強其處理效果，提高SS的去除率，減少消毒劑用量。加強一級處理效果宜通過兩種途徑實現：對現有一級處理工藝進行改造以加強去除效果和采用一級強化處理技術。
(1)工藝流程
對于綜合醫院(不帶傳染病房)污水處理可采用“預處理→一級強化處理→消毒”的工藝。通過混凝沉淀(過濾)去除攜帶病毒、病菌的顆粒物，提高消毒效果并降低消毒劑的用量，從而避免消毒劑用量過大對環境產生的不良影響。 一級強化處理工藝流程（略）
醫院污水經化糞池進入調節池，調節池前部設置自動格柵，調節池內設提升水泵。污水經提升后進入混凝沉淀池進行混凝沉淀，沉淀池出水進入接觸池進行消毒，接觸池出水達標排放。
調節池、混凝沉淀池、接觸池的污泥及柵渣等污水處理站內產生的垃圾集中消毒外運。消毒可采用巴氏蒸汽消毒或投加石灰等方式。 (2)工藝特點
加強處理效果的一級強化處理可以提高處理效果，可將攜帶病毒、病菌的顆粒物去除，提高后續深化消毒的效果并降低消毒劑的用量。其中對現有一級處理工藝進行改造可充分利用現有設施，減少投資費用。 (3)適用范圍
加強處理效果的一級強化處理適用于處理出水最終進入二級處理城市污水處理廠的綜合醫院。
2、二級處理工藝 (1)工藝流程說明
二級處理工藝流程為“調節池→生物氧化→接觸消毒”。醫院污水通過化糞池進入調節池。調節池前部設置自動格柵。調節池內設提升水泵，污水經提升后進入好氧池進行生物處理，好氧池出水進入接觸池消毒，出水達標排放。
調節池、生化處理池、接觸池的污泥及柵渣等污水處理站內產生的垃圾集中消毒外運焚燒。消毒可采用巴氏蒸汽消毒或投加石灰等方式。
二級處理工藝流程(非傳染病和傳染病污水)（略）
傳染病醫院的污水和糞便宜分別收集。生活污水直接進入預消毒池進行消毒處理后進入調節池，病人的糞便應先獨立消毒后，通過下水道進入化糞池或單獨處理（如虛線所示）。各構筑物須在密閉的環境中運行，通過統一的通風系統進行換氣，廢氣通過消毒后排放，消毒可采用紫外線消毒系統。 (2)工藝特點
好氧生化處理單元去除CODcr、BOD5等有機污染物，好氧生化處理可選擇接觸氧化、活性污泥和高效好氧處理工藝，如膜生物反應器、曝氣生物濾池等工藝。采用具有過濾功能的高效好氧處理工藝，可以降低懸浮物濃度，有利于后續消毒。 (3)適用范圍
適用于傳染病醫院(包括帶傳染病房的綜合醫院)和排入自然水體的綜合醫院污水處理。
醫院污水處理工藝原理
污水自上而下進入內錐：即下向流對流接觸氧化生物過濾區，通過濾料空隙間曲折下行，空氣自下而上行，通過濾料空隙間曲折上升，在對流接觸中，與污水及濾料上附著的生物膜充分接觸，在好氧條件下發生氣、液、固三相反應。由于生物膜附著在濾料上，不受泥齡限制，因而種類豐富，對于污染物的降解十分有利。污染物被吸附，截留在濾料表面，作為降解菌的營養基質，加速降解菌形成生物膜，生物膜又進一步“俘獲”基質將其同化，代謝降解，在碳氧化與硝化合并處理時，靠近內錐上口及污水進水口的濾層段內有機污染物濃度高，導養菌群占絕對優勢，大部分的含碳污染物（CODcr）、BOD5和SS在此得以降解和去除，濃度逐漸低，在內錐即下向流對流接觸氧化生物過濾區下部，自養型細菌如硝化菌占優勢，氨氮被硝化。在生物膜內部以及部分濾料間的空隙，蓄積著大量的活性污泥中存在著兼性微生物，因此在內錐可發生碳污染的去除，同時有硝化和反硝化的功能。粒狀濾料及生物膜除了吸附截留等作用外，兼有過濾作用，隨著處理過程的進行，在濾料空隙間蓄積了大量的活性污泥，這些懸浮狀活性污泥在濾料間隙間形成了污泥濾層，在氧化降解污水中有機物的同時，還起到了很好的吸附過濾作用，從而使有機物及懸浮物均得到比較徹底的清除。繼而使污水進入導流曝氣生物過濾法污水處理池中的第一個區域內，即下向流對流接觸氧化生物過濾區內，實現污水的第一級處理。
污水在內錐即下向流對流接觸氧化生物過濾區（一區）經過第一級處理后，在重力作用下繼續下行，進入導流沉降無泵污泥回流區（二區）內，在導流板的作用下，并借助于流體下行的重力，使重于水的污泥順勢下沉于錐底，錐底污泥在上部的水壓作用下，壓入錐底排泥管，排至污泥槽，流至污泥干化池。污泥流至干化池后，上清液和污泥在干化過程中外排的廢液通過污泥槽，回流到污水處理池前端，進入厭氧池或水解酸化池進行反硝化處理，而污泥消毒干化后外運處理。污水經導流沉降，實現泥水分離后，分離出來的水在導流板的作用下進入外錐即上向流曝氣生物過濾區（三區）進行上向流曝氣生物過濾處理。從而使污水在導流曝氣生物過濾法污水處理池中的沉降分離無泵污泥回流區（二區）內，綜合完成第二級處理過程。
污水在下部即沉降分離無泵污泥回流區（二區）經過第二級處理后，污水在導流板的作用下，經過外錐的緩沖區緩沖后，與空氣一道自下而上，通過濾料空隙間曲折上升，與污水及濾料表面上附著的生物膜充分接觸，在好氧條件下發生氣、液、固三相反應，由于生物膜附著在濾料上，不受泥齡限制，因而種類豐富，對于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、攔截在濾料表面，作為降解菌的營養基質，加速降解菌形成生物膜，生物膜又進一步“俘獲”基質，將其同化、代謝、降解。在碳氧化與硝化合并處理時，靠近外錐下部進水口的濾層段內有機污染濃度高，異養菌群占絕對優勢，大部分的含碳污染物（CODcr）BOD5和SS在此得以降解和去除，濃度逐漸降低。在外錐的上部的自養型細菌，如硝化菌占優勢，氨氮被硝化。在生物膜內部以及部分填料間的空隙，蓄積的大量活性污泥中存在著兼性微生物。因此，在外錐中可發生碳污染物的去除，同時有硝化和反硝化的功能。粒狀濾料及生物膜除了吸附攔截等作用外，兼有過濾的作用，隨著處理過程的進行，在濾料空隙間蓄積了大量的活性污泥，這些懸浮狀活性污泥在濾料縫隙間形成了污泥濾層，在氧化降解污水中有機物的同時，還起到了很好的吸附過濾作用，從而使有機物及懸浮物均得到較徹底的清除，繼而使污水在導流曝氣生物過濾法污水處理池的外錐、即上向流曝氣生物過濾區內，較徹底實現污水的第三級處理。
導流曝氣生物過濾法污水處理池的脫氮，是將有機氮轉化為氨氮的基礎上，通過導流曝氣生物過濾法污水處理池中，蓄積的大量活性污泥中存在著兼性微生物，可發生碳污染物的去除，同時有硝化和反硝化菌的作用，將氨氮通過硝化轉化為亞硝態氮、硝態氮，進而反硝化作用，將硝態氮轉化為氨氣，從而達到從廢水中脫氮的目的。
導流曝氣生物過濾法的除磷，是在前端厭氧條件下，聚磷菌將其細胞內的有機磷轉化為無機態磷，并加以釋放，利用此過程中產生的能量攝取廢水的溶解性有機物質的合成PHB，從而在導流曝氣生物過濾法污水處理池的內錐、即下向流對流接觸氧化生物過濾區、和外錐、即上向流曝氣生物過濾區的好氧條件下，聚磷菌則將PHB降解以提供其從廢水中攝取磷所需的能量，從而完成聚磷作用后，和污泥一道，下沉于導流沉降無泵污泥回流區的底部，在底部下沉的污泥中，含有高濃度磷，由于高濃度的含磷污泥在上部的水壓作用下，通過無泵污泥排泥管排出池外，流入污泥干化池，進而使干化污泥中夾帶80～90%的磷隨干化污泥被外運處理，從而達到磷的去除。其它部分磷隨干化池中的上清液和污泥干化過程中的廢液回流到污水處理池前端，進入厭氧池進行釋放，進行反硝化。
案例：
株洲電力機車廠醫院是一所綜合性醫院，設有病床 250 張，承擔工廠和臨近郊區 10 余萬人的醫療、保健和防疫任務。為實現醫院前門治病、后門治污的愿望， 1987 年建立了污水處理站以來，淘汰了次氯酸鈉發生器二次污染大的設備，添置了臭氧發生裝置，每天約處理污水 180t 。
1 工藝流程
本院使用臭氧發生器處理醫院污水，設備選型是根據污水日產量。我院污水產生量是按 300 張病床設計，每床日產污水量按經驗數據 0.16t 選取。
污水處理站由三部分組成：一是處理污水的成套設備，二是相應的土建工程，三是連接設備和土建設施的處理流程管路系統。
醫院污水經過格柵、流入沉淀池，進入調節池，由電控制柜控制污水站的全部工作，再通過泵將污水抽入塔式生物濾池，再流入接觸池，與臭氧接觸一定的時間，使其充分殺死病菌后排放。
污水處理工藝流程見附圖
2 設備操作
2.1 臭氧是空氣通過高電位電場對空氣中氧電離化得到一種不穩定的氣體，在常溫下為淺藍色，低溫時有新鮮氣味，它由三個氧原子構成，具有極強的氧化能力，在接觸塔中能殺滅污水中各種致病菌，而對醫院污水進行消毒。
2.2 污水待處理量決定臭氧的產量，但臭氧的產量又受電壓、進氣量和進氣壓力的影響，進氣壓力是規定的，但進氣量和電壓是可以調整的。
電壓升高，則臭氧濃度也隨之增大
2.3 根據 9 年運行情況來看，提高臭氧產量的主要途徑是：提高電壓來增加臭氧的濃度，而加大進氣量，臭氧產量的增加較少。故電壓調至較低時，進氣量宜開大一點；而電壓調至較低時，進氣量開小一點，仍可以達到較高的產量。日常運行時，我們觀察到：電壓太低，既不經濟，處理效果也達不到要求，值得注意；若長期維持最高電壓，放電管溫度高、壽命短且易產生“放電”現象，燒損放電管（特別是空氣不純時）。
因此，臭氧的產生量在于科學地調節和控制電壓，根據我們測試體會，控制電壓在 115KV 之內，臭氧的產率和電壓成正相關，殺菌效果最好。
3 污水處理效果
3.1 處理前后污水情況（表 1 ）
表 1 臭氧不同投入量試驗
注：我院臭氧投入量是采用化學法測定，即通過碘化鉀溶液的氣體體積由設在起泡器出口地計數器量出，隨后在一定酸性介質中滴定被硫代硫酸鈉溶液釋放的碘。國標 GBJ 4883 中規定大腸菌群數不得大于 500 個/L 。
由表 1 可見：臭氧投入量為 8mg/l 時是最經濟的，隨著臭氧的投入量增加至 15mg/L ，殺菌效果更為明顯。
3.2 臭氧消毒效果（表 2 ）
表 2 臭氧接觸時間效果試驗
3.3 臭氧處理醫院污水效果（表 3 ）
表 3 臭氧對醫院污水細菌殺滅率
4 討論
本法處理醫院污水在原理和流程上與其他方法相比有以下特點：
4.1 現場制造產生臭氧，是最強地消毒藥劑。它與液氯、次氯酸鈉相比，不需運輸和儲存的中間環節，也避免了次氯酸鈉有二次污染及液氯因泄漏造成的中毒等不安全隱患，因而在生產管理和凈化效果上穩定可靠。
4.2 消毒效果 臭氧的氧化能力僅次于氟，殺菌能力很強，與“氯化”法相比，不但能殺滅細菌，更能有效地殺死病毒和芽孢，除去水中的色、臭、味，對污水中地有機物進行氧化分解，降低 BOD ，而且具有消毒快，操作簡單，無二次污染等優點。消毒裝置已運用 9 年，進行對比試驗得出臭氧的投入量為 15mg/L ，接觸時間為 15min 時，為最佳殺菌條件，細菌總數和大腸桿菌數均達到國家排放標準。
4.3 臭氧氧化與其它處理方法組合效果更佳。預處理可以在某種程度上去除部分致病微生物，污水中地懸浮物會包藏細菌，使其免于遭消毒劑的作用，不作預處理，不是大大增加消毒劑，就是降低消毒效果。根據北京結核病醫院及華東工學院的試驗：生化＋臭氧兩級處理污水，臭氧投加量僅需 15mg/L ，接觸時間少于 12min 。而一級處理，臭氧的投入量需 25mg/L ，接觸時間 15min ，可見單獨使用臭氧處理污水，臭氧的浪費量很大。所以對醫院污水先經有生物處理的二級預處理后，臭氧處理效果達最佳，具有明顯的經濟效益。
4.4 影響消毒效率的因素主要有：1.臭氧的投加量；2.污水與消毒劑的接觸時間長短；3.溫度；4.污水的理化性質；從處理效果臭氧量可滿足本院污水消毒。
4.5 成本分析： 目前設施運行費用為 1.9207 萬元 /a, 設計處理能力 30t/h ，實際處理 22.5t/h 。成本概算：處理每噸污水的費用為 0.29 元 /t ，如用次氯酸處理成本為 0.15 元 /t ，液氯的處理成本為 0.06 元 /t 。由此看出：臭氧的運行費較液氯、次氯酸鈉略高，但保證了水質。
4.6 加強科學管理，嚴格操作規程，對設備故障及時維修，發現臭氧管如果失效應及時更換。通過不斷總結經驗，提高污水處理效果。
臭氧發生器生活污水處理中的應用
臭氧概述：
臭氧是氧的同素異形體，在常溫下，它是一種有特殊臭味的藍色氣體。臭氧主要存在于距地球表面20公里的同溫層下部的臭氧層中。它吸收對人體有害的短波紫外線，防止其到達地球。
常溫下，氣態臭氧厚層無色，有刺激性腥臭氣味，濃度高時與氯氣氣味相像；液態臭氧深藍色，固態臭氧紫黑色。另外，臭氧為純凈物。在常溫下，易分解，生成氧氣和氧原子。
主要的制臭氧技術有：電解法、核輻射法、紫外線、等離子體及電暈放電法等幾種。應用比較廣泛的是臭氧發生器放電氧化空氣或純氧氣成臭氧，紫外線殺菌燈分解空氣中的氧氣形成臭氧。即應用高能量交互式電流作用空氣中的氧氣使氧氣分子電離而成臭氧。高錳酸鹽和強酸反應可以生成臭氧(O3)，且濃高錳酸鹽溶液本身會緩慢地氧化水，形成少量的臭氧。
特別注意：雖然臭氧有特殊的π鍵，但臭氧轉化為氧氣不是氧化還原反應，因為元素單質氧化態規定為0價，而氧化還原反應的定義為：反應前后元素的化合價具有相應的升降變化的化學反應。在反應過程中有元素化合價變化的化學反應叫做氧化還原反應。因此他們之間的轉換不能視為氧化還原反應。
臭氧極易分解，很不穩定，它不溶于液態氧，四氯化碳等。有很強的氧化性，在常溫下可將銀氧化成氧化銀，將硫化鉛氧化成硫酸鉛。臭氧可使許多有機色素脫色，侵蝕橡膠，很容易氧化有機不飽和化合物。臭氧在冰中極為穩定，其半衰期為2000年。
臭氧的殺菌原理：
臭氧是一種強氧化劑，滅菌過程屬生物化學氧化反應。臭氧滅菌有以下3種形式：
2.直接與細菌、病毒作用，破壞它們的細胞器和DNA、RNA，使細菌的新陳代謝受到破壞，導致細菌死亡。
3.透過細胞膜組織，侵入細胞內，作用于外膜的脂蛋白和內部的脂多糖，使細菌發生通透性畸變而溶解死亡。
根據目前的技術水平，臭氧的生產原料分為空氣、純氧氣、液氧三種。
采用液氧一般適用于中小規模(臭氧量<100g/h)，采用變壓吸附法或負壓吸附法現場制取純氧，適用于臭氧量>100g/h的規模。利用干燥空氣制取臭氧獲得的臭氧濃度一般在1%～3%；而利用純氧或液氧生產的臭氧濃度可達10%左右，而且空氣制取臭氧的電耗約為另外兩種方法的2倍。
臭氧發生器的氧化消毒特性：
①臭氧作為高效的無二次污染的氧化劑，是常用氧化劑中氧化能力最強的，其氧化能力是氯的2倍。
②臭氧消毒受pH值、水溫及水中含氨量影響較小。
③臭氧去除微生物、水草、藻類等有機物的嗅、味，效果良好，脫色能力比Cl2和ClO2更為有效和迅速。
④投加臭氧能改變小粒徑顆粒表面電荷的性質和大小，使帶電的小顆粒聚集；同時臭氧氧化溶解性有機物的過程中，還存在“徽絮凝作用”，對提高混凝效果有一定作用。
⑤臭氧消毒效果好，劑量小，作用快，不產生三氯甲烷等有害物質，同時還可使水具有較好的感官指標。
⑥臭氧能將水中不易降解的大分子有機物氯化分解為小分子有機物，并向水中充氧使水中溶解氧增加，為后續處理（特別是生物處理）提供了更好的條件。
臭氧主要功能
1 、食物凈化： 由表及里的降解果蔬、糧食中殘留的化肥、農藥等有毒物質，清除肉、蛋中的抗生素、化學添加劑、激素等有害物質，殺滅海鮮中容易引起中毒的嗜鹽性菌，把住病從口入關。
2 、飲用水凈化： 自來水經臭氧處理后是一種優質的生飲水。每升水只需通入 O3 2 分鐘即可去除水中的余氯，殺菌、消毒、去味、去除重金屬，防止致癌物質三氯甲烷的生成，增加水中含氧量，自制理想純凈的飲用水。
3 、消毒滅菌： 將清洗后的餐飲用具放入水中通入 O3 20 分鐘，可去除洗滌劑殘留物，殺滅細菌、病毒，替代電子消毒柜，避免餐飲用具傳染疾病。還可對衣物、毛巾、抹布、襪子等進行水介質消毒、除味。
4 、空氣凈化： 將臭氧排氣管掛在 1.7 米以上高度，排放 O3 20--30 分鐘，即可有效去除室內煙塵或裝飾材料的異味，降塵滅菌，增加空氣含氧量，清新空氣，讓您在家中享受到雨后森林般清新的空氣（可用于家庭、辦公室、會議室、娛樂場所的除煙、除塵、消毒、去味）。
5 、果蔬保鮮、防霉： 家庭果蔬保鮮只需往袋裝果蔬中通入 O3 2 分鐘，可延長保鮮期 7 天，也可用于菜窖防霉、果蔬運輸。
6 、洗浴、美容、保健： 洗臭氧浴在國外已成為時尚，通過臭氧浴治療疾病已有多年歷史，這是 O3 的又一神奇功效。經常洗臭氧浴能排除體內毒素，活化表皮細胞，消除痤瘡，美白皮膚，對風濕病、皮膚病、婦科病、糖尿病及灰指甲等有良好療效。
7 、養魚、澆花： 澆花、大棚蔬菜的噴灌，能避免蟲害，減少農藥使用量。 養魚、水產養殖， O3進入水中釋放出初生態氧，消滅細菌、病毒，氧化雜質，防止水質腐壞變質，增加水中養份。
8 、除臭： 因臭氧有很強的氧化分解能力，可迅速而徹底的消除空氣中、水中的各種異味。
臭氧發生器在生活污水處理中的應用
中小規模生活污水的處理，主要適用中小城鎮和大型企業。處理后的生活污水可作為工業用水或生活雜用水，也可用于綠化灌溉，使污水資源化。
1.典型生活污水水質
經使用后的生活用供水水質發生了變化，水中增加了有機物、懸浮物和致病菌。水處理設備比較典型的生活污水水質中生化需氧量(BOD5)-般為l00-400mg/LI化學需氧量(CODcr)-般為250—1000mg/LI懸浮物(Ss)一般為100-350mg/LIPH值為6-9。
2生活污水處理工藝
2.1、人工生物凈化
人工生物凈化，是人為的創造條件使微生物大量繁殖，人工馴化微生物，利用微生物質新陳代謝降解水中有機物的方法，是目前國內外對生活污水二級處理的主體工藝。主要優點為：處理效果穩定，可以在一定范圍內調節處理效率，處理工藝占地面積小。
主要處理工藝如下：
生活污水——沉淀（或氣浮）——生物膜法——生物濾池（生物轉盤、接觸氧化、活性污泥法）——曝氣池（氧化溝）——沉淀（或氣浮）——消毒——出水
2.2、自然生物凈化處理
自然生物凈化處理，主要利用土壤的微生物和植物根系或水塘中的微生物作用使水中的污染物濃度降低。
主要處理工藝如下：
生活污水——沉淀——氧化塘（土地處理）——快速滲濾（滿速滲濾、地表漫流）
2.3、人工生物凈化和自然生物凈化
在土地資源豐富，地價相對便宜的城鎮，采用人工生物凈化與自然生物凈化相結合的方法，在經濟不發達的地區有其實際意義。
主要處理工藝為：
生活污水——沉淀——曝氣氧化塘——土地處理（農業灌溉）曝氣氧化塘與土地處理都具有運行費用低、耗能少及管理簡單等優點。曝氣氧化塘能去除部分N、P、 病菌和寄生蟲。
生活用水 ：參考按3-5G臭氧量（空氣源）
污水（一養豬污水、工業污水、生產污水等等）按（參考臭氧量10G每小時為標準）
1. 消毒系統設計參數的選擇
臭氧投加量為1-5mg/L , 接觸時間為4-10min，保持0.1-1mg/L剩余臭氧濃度。
2．主要設備的選擇
臭氧發生器
臭氧發生器的產量應根據設計流量及臭氧投加量來確定。
W = 0.001×Q×P
W --- 臭氧發生器的產量（g/h）
Q --- 設計水量（L/h）
臭氧作用于污水處理
一、水與廢水臭氧化的發展前景
1 、與廢水臭氧化的發展前景 臭氧處理技術的發展可從兩方面來看：一是臭氧作為預處理或后處理與其他處理方法的聯合使用，如絮凝、氣浮、生化等；二是臭氧處理單元自身的發展，如光催化、金屬催化氧化等。 臭氧與其他處理方法聯合的工藝流程有很多形式，如：① O3+ 生化（活性污泥、生物活性炭法）；② O3+ 絮凝 + 膜處理；③ O3+ 膜處理；④ O3+ 氣浮（吹脫）；⑤ O3+ 活性炭吸附；⑥ O3+ 絮凝 +O3 。臭氧處理單元自身有以下幾種形式：① O3 ；② O3/H2O2 ；③ O3/H2O2/UV ；④ O3/UV ；⑤ O3/ 固體催化劑（固體催化劑如活性炭、金屬及其氧化物）。
2 、臭氧 / 活性炭技術 活性炭在反應中，可能如同堿性溶液中 OH- 作用一樣，加速臭氧分解生成如· OH 等自由基。作為催化劑，活性炭與臭氧共同作用降解微量有機污染物的反應同其他涉及臭氧生成· OH 的反應（如提高 PH 值、投加 H2O2 、 UV 輻射）一樣，屬于高級氧化技術。3 、臭氧生物活性炭作用及應用 臭氧生物活性炭對有機物的去除包括三個過程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在對有機物的去除上，先發揮臭氧的強氧化能力，將有機物氧化成可被生物降解的小分子有機物，接著利用活性炭良好的吸附性能將其吸附，再由吸附在活性炭上的生物對吸附的有機物進行生物降解，而臭氧分解后產生的氧，提高水中的溶解氧，使水中溶解氧常呈飽和狀態或接近飽和狀態，又為活性炭處理中的生物降解除提供必要條件。這一臭氧與顆粒活性炭濾池相結合的臭氧生物活性炭凈水處理工藝（ BAC 法），一般置于凈水常規處去除水中的有機物，且由于應用了生物技術，大大延長了活性炭的運行同期。
二、工業廢水的臭氧氧化處理
1 、工業廢水 無論是飲用水還是廢水，臭氧與簡單或者復雜的有機物反應后得到一些相同的產物：乙醛、羧酸、脂肪族、芳香族及其他的氧化物形成。這些產物很容易生化降解，而且沒有明顯的毒性。
臭氧不僅能氧化水中的無機物，如 CN- 、 NH3 等，而且能氧化難以生物降解的有機物，如芳烴化合物等。臭氧化反應的途徑有兩條：其一是臭氧通過親核或親電作用直接參與反應；其二是臭氧在堿等因素作用下，通過活潑的自由基，主要有· OH 與污染物反應。臭氧能與許多有機物或官能團發生反應： C==C 、 C ≡ C 、芳香化合物、雜環化合物、碳環化合物、 ==N—N 、 ==S 、 C ≡ N 、 C—N 、 C—Si 、— OH 、— SH 、— NH2 、、— CHO 、— N==N— 等。臭氧破壞和去除廢水中污染物的作用已被廣泛研究，對有機物臭氧化的產物也進行了一些研究。
研究表明，臭氧化產物主要是一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸類有機小分子。
三、醫院污水臭氧處理
氧對幾乎所有細菌繁殖體、芽飽、真菌、菌毒、原蟲如綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色球菌、霍亂弧菌、結核桿菌和蠕蟲卵都有很強的殺滅能力。 醫院污水狀況復雜，在消毒前須做好預處理，一般一級處理出水的臭氧投加量為 30-50mg/l ，二級出水臭氧投加量為 15-20mg/L ，最好經二級處理后再用臭氧消毒。
臭氧消毒處理的主要優點：1 、高效性：擴散均勻，包容性好，克服了紫外線殺菌存在諸多死角的弱點，可全方位快速高效的消毒滅菌；殺菌能力強，作用快，殺菌速度比氯快 600--3000 倍，可以殺滅抗氧化性強的病毒和芽飽。
2 、受污水 PH 值和水溫的影響較小。
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，改病況水質。
4 、 可以分解難生物降解的有機物和三致物質，提高水的可生化性 。
5 、高潔凈性。臭氧具有自然分解的特性，消毒后不存在任何殘留物，無二次污染，不產生有致癌作用的鹵代有機物。
6 、臭氧的制備，僅需空氣、氧氣和電能，不需要任何輔助材料和添加劑，不存在原料的運輸和貯存問題。
四、其它污水臭氧處理
1 、紡織印染污水 采用先進的臭氧 + 超聲強化 + 生化處理工藝，去除偶氮染料脫色效果好，有機物去率高，有效地處理高濃度 PVA 褪漿污水。
2 、制革污水 針對制革污水有機物濃度高的特點，采用物化 + 生化處理方法，生化段采用 A-O 工藝，對該類污水的處理效果良好。
3 、化工污水 對含苯、酚、氰化物等有毒物質的化工污水，采用臭氧處理工藝，有效地去除了這此有害物質。
4 、食品污水 采用 A-O 工藝處理食品污水，操作運行簡單，占地面積小，處理效果好。
二，工業污水，以印染污水為案例解析
印染行業是工業廢水的主要來源之一，具有廢水量大、組分復雜、有機污染物含量高、堿性強、可生化性差等特點。
，該類廢水很難處理。近年來隨著紡
織印染行業的發展，新型染料助劑等難生化降解有機物的排放，再次增加了印染廢水的處理難度。為解決迫在眉睫的印染廢水污染問題，尋求一種經濟、高效的處理技術勢在必行〔2-3〕。
目前的印染廢水處理技術中，混凝法只適于除去疏水性物質，而且產生的大量的化學污泥難以處理；吸附法與膜分離法因分別用到了活性炭和生物膜，因而投資造價高，且存在著再生性差的缺點；光催化氧化雖處理效率高，但技術尚未成熟，仍未能大規模應用。因而，開發一種經濟、高效的處理技術才能從根本上解決印染廢水的處理問題。臭氧氧化作為一種高級氧化技術，已被廣泛應用于飲用水處理。近些年，由于對該技術的不斷改進和強化，其在印染廢水處理領域也占有了一席之地。
1臭氧氧化技術處理印染廢水
臭氧氧化法反應完全，反應速度快，無二次污
染，且可提高高濃度難生化降解印染廢水的可生化性。但單獨使用臭氧氧化處理印染廢水有其局限性，其原因是臭氧分子的直接氧化具有很強的選擇性，且速度慢，氧化速率不高。而臭氧的間接氧化是在其他因素的作用下，生成氧化能力超強的羥基自由基（·OH）。·OH可以無選擇性地將水中的有機物礦化，或使結構復雜、有毒的大分子有機物發生斷鏈、開環等反應，生成結構簡單、無毒或低毒的小分子化合物，且速度較快〔7-9〕。因而在實際應用中經常采用各種方法來強化臭氧的氧化能力，使其間接氧化能力增強。通常采用的方法是將臭氧與催化劑、超聲波、活性炭及其他技術聯用來提高其氧化性能〔10〕。
1.1催化臭氧氧化技術1.1.1光催化臭氧氧化技術
光催化臭氧氧化主要以紫外線UV為能源、臭氧為氧化劑，利用臭氧在紫外線作用下分解產生的·OH強化臭氧的氧化能力，提高臭氧氧化處理印染廢水的能力〔11〕。
童少平等〔12〕研究了UV與臭氧在降解不同有機物過程中的協同作用。研究發現，與單獨臭氧氧化相比，O3/UV降解效率的提高直接依賴于目標有機物的性質。當目標有機物對UV有一定的吸收，且在水中存在溶解的臭氧時，UV與臭氧往往會有較好的協同作用。O3/UV法可提高降解效率可能有以下2方面原因：（1）UV對目標有機物的活化作用；（2）臭氧不僅可以在UV的作用下分解產生羥基自由基，同時在O3/UV降解過程中產生的副產物H2O2也可以促使水中溶解的臭氧分解產生羥基自由基。施銀桃等〔13〕對紫外光協同臭氧氧化處理活性艷紅K-2BP廢水做了研究，發現單獨紫外光照射對染料廢水幾乎沒有作用；而單獨臭氧氧化和光催化臭氧氧化均可使染料廢水達到很高的脫色率和較高的CODCr去除率，反應90min后，染料廢水的脫色率均達96%以上，CODCr去除率達67％以上，光催化臭氧氧化TOC去除率由單獨臭氧氧化的27.73%提高到51%，說明紫外光催化臭氧氧化可加速有機物的礦化。研究同時發現，染料廢水的反應機理首先是發色基團的斷裂，然后再開環降解，最終苯環及萘環均斷裂。趙偉榮〔14〕用O3/UV氧化法處理陽離子紅X-GRL廢水，反應10min后，染料全部降解，而此時TOC的去除率由單獨臭氧氧化時的5.7%提高到7.6%，反應120min后，TOC的去除率由單獨臭氧氧化時的34.9%提高到77.1%。眾多研究表明，O3/UV氧化法比單獨臭氧氧化處理效果更佳，因形成·OH，O3/UV氧化法能降解臭氧難以降解的有機物，使大多數有機物礦化成CO2和水。1.1.2金屬離子或金屬氧化物催化臭氧氧化技術前人多選用均相催化劑催化臭氧氧化技術處理染料廢水，目前已經發現具有催化作用的金屬離子有：Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+、Cu2+、Ag+、Mg2+、Cr3+、Zn2+等。葛瑋等〔15〕采用Fe2+、Fe3+、Ni2+等金屬離子作催化劑對活性艷藍X-BR染料廢水進行催化臭氧氧化，結果表明，Fe2+、Fe3+、Ni2+的存在能夠有效地催化臭氧氧化過程，并且在這些金屬離子存在的條件下體系氧化結束后酸化程度更厲害，說明染料得到了更為徹底的降解，其處理效果比單獨臭氧氧化要好。肖華等研究了幾種金屬離子的均相催化臭氧氧化對水中有機污染物的降解效能和催化機理，分析發現Mn2+/O3技術在廢水處理中具有很好的發展前景。金屬氧化物-臭氧體系中一般有3種可能的催化臭氧氧化機理：（1）臭氧被化學吸附在催化劑表面上，形成容易與未被吸附的有機分子反應的活性組分；（2）有機分子被化學吸附在催化劑表面上，然后同氣相或水相中的臭氧反應；（3）臭氧和有機分子都被化學吸附，然后這些被吸附物質之間相互反應。TiO2一般用于光催化反應，但它對水中有機物的催化臭氧氧化也有很好的效果，其效果既優于單獨臭氧氧化，又優于AC催化臭氧氧化。TiO2可以單獨作為臭氧氧化反應的催化劑，又可以和活性炭一起共同催化臭氧氧化〔18〕。張文啟等〔19〕以硅藻土為載體，采用浸漬-沉淀的方法負載水合鐵氧化物，于110℃下烘干、290℃下焙燒制得催化劑，將其與硅藻土原土及雙氧水進行催化臭氧氧化對比試驗，結果發現，硅藻土負載納米鐵氧化物對臭氧氧化染料廢水具有良好的催化性能，其催化效果比單純使用臭氧氧化的處理效果要好。P.C.C.Faria等對活性炭負載氧化鈰催化臭氧氧化做了研究，發現在活性炭負載的氧化鈰的催化作用下，臭氧產生了更多的羥基自由基，使氧化處理效果得到了加強〔20〕。
1.2超聲強化臭氧氧化技術
O3自身能分解產生·OH等自由基，其氧化性高于O3本身。而超聲波（US）能夠加快O3的分解和傳質，提高自由基與有機物反應的速率和效率。沈鋼等〔21〕對采用O3/US脫除水溶液中的活性艷紅KE-3B進行了研究，結果表明，在分別采用O3/US、單獨臭氧氧化和單獨超聲處理活性艷紅KE-3B模擬廢水5min后，其去除率分別為97%、73%和5%，表明采用O3/US降解活性染料具有更高的氧化速率，在實驗條件下，O3/US對KE-3B模擬廢水的去除效率優于單獨臭氧氧化和單獨超聲處理。體系中pH、O3投加量、超聲能量密度和反應溫度對O3/US處理活性艷紅KE-3B模擬廢水的效果均有一定影響。宋爽等〔22〕研究了超聲強化臭氧氧化處理分散藍染料廢水，結果表明：與單純臭氧氧化相比，超聲協同臭氧氧化速度快，染料分解徹底，溶液的顏色迅速消失。當pH=9、廢水初始質量濃度為100mg/L、臭氧投加量為0.04m3/h、溫度為20℃時，經超聲強化臭氧氧化5min后，其脫色率>99%，處理60min后，TOC去除率達到23%。邱瀟瀟等〔23〕運用超聲、臭氧以及2種技術相結合的超聲/臭氧法分別處理對苯二甲酸（PTA）模擬廢水，并對3種處理方法的處理效果進行了比較。結果表明，超聲/臭氧處理法對模擬廢水的處理效果優于單獨超聲處理和單獨臭氧處理。在40h內，超聲/臭氧處理法的模擬廢水的COD由3053.67mg/L下降到73.24mg/L，下降了97.60%，而單獨超聲處理和單獨臭氧處理的模擬廢水的COD分別下降了93.30%和16.98%。
1.3臭氧/活性炭/紫外光協同處理技術
活性炭（AC）內部發達的孔隙結構中含有大量的活性基團，因此活性炭既是良好的吸附劑，又可以作為催化劑或催化劑載體。有研究發現，在降解有機物的過程中，活性炭的催化作用使臭氧的消耗量大大減少〔24〕。劉占孟等〔25〕對活性炭催化臭氧氧化降解亞甲基藍做了相關實驗，發現該法可有效去除有機物，廢水在低濃度及堿性條件下對反應有利；在亞甲基藍初始質量濃度為100mg/L、pH＝9.5、活性炭投加質量濃度為9g/L、反應時間為90min的條件下，色度去除率達到了95.6%，COD去除率達到了64.8%。活性炭催化臭氧氧化處理廢水以間接氧化為主，活性炭可促進臭氧氧化過程產生·OH并提高其利用率，相對于單獨臭氧氧化過程，廢水COD去除率可顯著提高。陳瑛等〔26〕對紫外光和活性炭對有機物臭氧氧化的協同催化作用進行了研究，發現O3/UV/AC工藝與其他工藝相比，對有機污染物的降解效果有明顯改善。相對于紫外光輻射、臭氧氧化、活性炭吸附3單元的串聯工藝，O3/UV/AC反應器實現了在1個反應器中紫外光和活性炭對臭氧降解有機物的協同催化作用。相對于單獨臭氧氧化，O3/UV/AC反應器對水中COD的處理效率提高了127.6%，對臭氧的利用率提高了29.28%。丁春生等〔27〕研究了臭氧/活性炭/紫外光聯用技術對幾種高濃度有機廢水的處理效果，結果發現，在紫外光催化的條件下，采用臭氧/活性炭氧化工藝處理高濃度對硝基苯甲酸廢水，其COD去除率可達到52%，廢水的可生化性（BOD/COD）由原來的0.10提高到0.32，大大地提高了廢水的可生化性，為后續生化處理創造了良好的條件。而僅以活性炭作為催化劑與臭氧聯用處理對硝基苯甲酸廢水的COD去除率僅為32%。
1.4電化學法與臭氧協同處理技術
電化學法與臭氧協同處理技術是在電化學反應的基礎上，使臭氧產生更多的羥基自由基，從而提高臭氧的利用效率，降低成本。姜文理等〔28〕對液電效應催化臭氧氧化處理染料廢水進行了研究，結果發現，對4L質量濃度為200mg/L的活性艷紅K2-BP溶液的處理，液電效應催化臭氧氧化的脫色率比單獨臭氧氧化提高了20%，COD去除率提高了18%；反應60min后，活性艷紅K2-BP吸收光譜的3個特征吸收峰均消失，發色基團及苯環和萘環均被打斷。液電效應催化臭氧氧化比單獨臭氧氧化節約電能41%（6.7W·h），節約氧氣44%（24L）。鄭攀峰等〔29〕研究了高壓脈沖放電-臭氧氧化處理活性艷紅K-2BP廢水，結果表明，通氧氣高壓脈沖放電與高壓脈沖放電相比，廢水脫色率提高了1.3%，約為6%，COD去除率提高了3%，達14%；高壓脈沖放電協同臭氧氧化與臭氧氧化相比，反應初期廢水脫色率提高了約10%，反應30min后，廢水脫色率均達99%以上，COD去除率提高15.2%，達80%。鄭攀峰等通過研究發現，高壓脈沖放電、臭氧氧化和高壓脈沖放電與臭氧氧化協同處理三者的氧化降解能力由大到小為：協同作用>臭氧氧化>高壓脈沖放電〔30〕。
2存在的問題及研究方向
近些年來人們對臭氧技術處理印染廢水的研究
已取得了一些可喜的成果，并且許多工藝已投入工業應用，但仍存在一些問題有待研究解決。
（1）對臭氧的氧化機理及其動力學的研究還不夠透徹，應在反應機理上多做研究，以便于確定實際應用中的最佳工藝條件，指導實際應用。
（2）各種工藝都有自己的優缺點，嘗試將其中的2種或2種以上工藝進行組合，開發新的組合工藝將是臭氧氧化技術處理印染廢水的發展方向。
（3）在實際應用中，對于機器設備的依賴也是不容小覷的，開發高效經濟的臭氧發生器以及臭氧反應器，直接關系到臭氧的處理效果及工作人員的安全健康。
3結語
臭氧氧化技術降解效率高，無二次污染，其在印
染廢水的處理中必將擁有廣闊的發展前景。目前其處理成本還有待降低，若能將出水回用到生產中，其產生的經濟效益和環境效益將是相當可觀的。另外，不應只把心思放在先污染后治理上，而是在生產中就應當注意污染物的減量排放，因而優化印染工藝與技術、減少污染物的排放應是相關工作者認真研究課題。
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