在我國目前的供水工作中,最主要的氧化劑和消毒劑是液氯,但近年來我國目前的水污染形勢(shì)發(fā)生了翻天覆地的變化,廢水中有機(jī)物含量不斷增加,所以不再適合使用液氯進(jìn)行污水處理,繼續(xù)使用會(huì)在消毒過程中出現(xiàn)爬蟲類有機(jī)物,本品會(huì)引起突變。因此,我們應(yīng)該尋找一種新的用于污水處理的氧化消毒劑。目前,臭氧應(yīng)用廣泛,將是未來的發(fā)展方向。
一、臭氧的消毒機(jī)理臭氧本身是一種高效氧化劑,不會(huì)產(chǎn)生二次污染。在常用的氧化劑中,臭氧的氧化能力最高,其次是二氧化氯。再說液氯,氯胺是最低的,臭氧的氧化能力是液氯的兩倍,消毒能力可達(dá)數(shù)百倍,能快速分解水中的有機(jī)物,非常迅速的消滅水中的病原體和藻類,等,去除無機(jī)物,達(dá)到最大程度的減濕。臭氧的消毒效果幾乎不受原水PH值和水溫的影響,但也有一定的選擇性。時(shí)間會(huì)摧毀它。臭氧用于飲用水消毒時(shí),水的外觀顏色和渾濁度都會(huì)影響殺菌效果。目前,臭氧對(duì)無機(jī)物和有機(jī)物的氧化分解作用很大。臭氧對(duì)去除微生物、藻類等有機(jī)物產(chǎn)生的異味有很好的效果,脫色能力優(yōu)于液氯和二氧化氯。利用臭氧消毒還可以改變小顆粒所帶電荷的大小和性質(zhì),使帶電的小顆粒不斷積累。在臭氧的氧化過程中,還可以起到絮凝作用,提高整體混凝效果。臭氧可以用較少的劑量達(dá)到較好的消毒效果,而且起效快,不會(huì)產(chǎn)生甲烷等有害物質(zhì)。對(duì)很多頑固細(xì)菌的殺滅效果遠(yuǎn)高于液氯,但問題是臭氧在水中分解快,不能長時(shí)間在水中保持殺滅效果,所以一定量的液氯或二氯甲烷。用于連續(xù)消毒的氧化氯。臭氧可將水中許多不易降解的大分子物質(zhì)直接分解成小分子物質(zhì),發(fā)揮其氧化作用增加水中溶解氧,便于后續(xù)生物處理。但由于其成本較高,不可能在水中投入過多的臭氧,其氧化效果也不是特別徹底。如果后續(xù)處理過程出現(xiàn)問題,也會(huì)產(chǎn)生甲烷等有害物質(zhì)。這種情況應(yīng)該盡量避免,因?yàn)槌粞跻埠茈y去除氯仿。二、臭氧使用中的問題通常情況下,臭氧的使用量不會(huì)太大,不可能把所有的有機(jī)物都處理掉。另外,即使投加量足夠,也會(huì)出現(xiàn)其他物質(zhì),給有機(jī)質(zhì)礦化帶來困難,阻礙臭氧分解。許多中間產(chǎn)物不能被氧化,如乙醇、乙酸等。此外,臭氧對(duì)氨氮的去除作用十分有限,對(duì)氯化物的氧化作用較差。臭氧在污水處理過程中會(huì)產(chǎn)生一些不飽和醛類,這些都是有毒物質(zhì),對(duì)人體影響很大。如果水中溴離子過多,會(huì)因氧化而形成溴酸,進(jìn)而產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。溴離子還可以被氧化成溴酸根離子,使水質(zhì)發(fā)生突變,有利于細(xì)菌的繁殖。因此,在使用臭氧進(jìn)行消毒時(shí),往往會(huì)使用氯氣或氯胺繼續(xù)消毒。臭氧消毒雖然有上述毒害作用,但一般濃度很低,不會(huì)產(chǎn)生太大的毒性,所以目前臭氧消毒效果優(yōu)于氯氣。三、水中溶解臭氧的檢測(cè)對(duì)于一些特殊的應(yīng)用,如制藥過程和半導(dǎo)體生產(chǎn)過程需要測(cè)量很低的濃度時(shí),溶解臭氧分析儀也可以檢測(cè)0-200ppb的濃度。一般情況下,標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量濃度為0-2ppm、0-20ppm和0-200ppm。
?臭氧是氧的同素異形體。其化學(xué)式為O3。它是一種強(qiáng)氧化劑。它的分子極不穩(wěn)定。能分解產(chǎn)生氧化能力最高的單原子氧(O)和羥基(OH),并能迅速融入細(xì)胞壁。 ,破壞細(xì)菌、病毒等微生物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),對(duì)各種病原微生物有很強(qiáng)的殺滅作用。利用臭氧對(duì)純凈水進(jìn)行消毒殺菌的過程是生化氧化反應(yīng)。
自然源的臭氧主要指平流層的下傳。在波長小于240nm 紫外線的輻射條件下,平流層中的臭氧會(huì)分解,產(chǎn)生的氧原子與氧分子結(jié)合產(chǎn)生臭氧,平流層臭氧向下傳輸?shù)綄?duì)流層,成為對(duì)流層中臭氧的源。 人為源的臭氧主要是由人為排放的NOx、VOCs等污染物的光化學(xué)反應(yīng)生成。
當(dāng)前我國給水工作中,最重要的氧化消毒劑就是液氯,但是當(dāng)前我國水污染情況在近年來已經(jīng)發(fā)生了急劇變化,廢水中的有機(jī)物含量不斷增多,所以已經(jīng)不適合運(yùn)用液氯來進(jìn)行污水處理,繼續(xù)使用就會(huì)在消毒過程中出現(xiàn)履帶有機(jī)物,這種產(chǎn)物可以導(dǎo)致突變。所以應(yīng)該尋找一種新的氧化消毒劑來進(jìn)行污水處理,當(dāng)前臭氧的應(yīng)用較為廣泛,是以后的發(fā)展方向。
一般臭氧消毒后的飲用水或天然水可用碘化鉀-DPD現(xiàn)場(chǎng)比色法直接測(cè)定,范圍為0.02mg/L-2.50mg/L。主要原理是水中的臭氧與碘化鉀反應(yīng)生成游離碘,當(dāng)pH值為6.2-6.5時(shí),游離碘與N,N二乙基對(duì)苯二胺(DPD)反應(yīng)生成紅色化合物,它可以選擇性地吸收波長為 520 nm 的光。您可以根據(jù)水樣的光吸收程度來確定臭氧的濃度。
臭氧脫色機(jī)理:隨著分子生物學(xué)的蓬勃發(fā)展,微生態(tài)學(xué)已將生態(tài)學(xué)延伸到分子水平。事實(shí)上,無論蛋白質(zhì)或核酸分子是有機(jī)物質(zhì),它們都是由碳、氫、氧、氮和磷或硫(C、N、O、N、P或S)組成。同時(shí),毒衣殼是由許多稱為殼粒的蛋白質(zhì)亞基組成的。每個(gè)殼粒子通過非共價(jià)鍵連接并對(duì)稱地纏繞在一起,蛋白質(zhì)由多條鏈組成,核酸由連接的核苷酸鏈組成。