臭氧在污水處理中除臭脫色降COD及作用原理

隨著水源污染日益嚴重和國家水質標準的提高，飲用水水質安全已經越來越受到人們的關注。臭氧（O3）是應用最廣泛的新型氧化劑，既可氧化分解去除微小的有機物、膠體雜質、腐殖酸，又能去除水中污染的浮油及藻類微生物和細菌、病毒。由于其技術經濟的優勢，已經在廣泛應用了，取得了一些研究和工程的應用的成果。

一.臭氧對剩余污泥的減量化

活性污泥法使污水日處理能力得以提高，并作為一種常見的污水處理技術在國內外得到廣泛應用，但污水處理過程中產生的剩余污泥已成為一個難題，污泥處理費用占整個污水處理費用的比重很大。在剩余污泥減量化技術當中，用臭氧對污泥進行前處理的減量化技術已經比較成熟。經臭氧處理后的污泥作為污水的一部分和目標廢水一起進入曝氣池，被微生物利用消化，部分轉化為二氧化碳，經過這樣一個臭氧對污泥的預處理過程，剩余污泥得到大幅度減量。臭氧剩余污泥減量技術現場需要臭氧發生器，能量消耗較大，高效率臭氧發生器的開發和臭氧的利用率對于降低污水成本有很大的作用。日本近年來一直致力于高效率臭氧器的開發，在提高臭氧利用效率等研究上，改變連續第濃度臭氧處理污泥為間歇搞濃度臭氧處理污泥，用實際廢水作對照實驗，發現改進后的臭氧污泥處理，所需的臭氧量約為原料的四分之一。同時處理水質要優于連續低濃度臭氧處理的水質，為降低臭氧污泥減量的污水處理技術成本提供了一個可能的途徑。

二.臭氧對水體的除異臭

在污水處理工藝過程中產生氣味的物質主要由碳、氮和硫元素組成。只有少數產生氣味的物質是無機化合物，如氨氣、磷、硫化氫；大多數產生氣味的物質是有機化合物，如低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類等。就本人所在的污水處理廠進水情況來分析，80%的進水量為生活污水，即有機物質的含量是很高的，無機化合物的含量相對比較少。產生氣味的物質大多是有機化合物，如低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類等，這些物質都帶有活性基團，容易發生化學反應，特別容易被氧化，利用臭氧具有強氧化性這一特點，氧化活性基團，氣味消失，從而達到除臭的原理。臭氧除了脫除異味外，還可以防止異味的再產生，這是由于臭氧發生器產生的氣體中含有大量的氧氣或空氣，而產生臭味的物質易在缺氧環境下導致發臭，采用臭氧處理，在氧化除臭的同時，形成富氧環境，可阻止臭味的再產生。對于城市生活污水廠污水處理環境的改善作用還是比較大的。

三.臭氧對水體的脫色

隨著對自來水水源環境及下水道二次處理水再利用的關注，二次處理水去色受到重視。至于腐殖質引起的色和味，水質色度平均為10度。最大達20度。這樣的色度靠一般凝聚沉淀與砂濾工序是達不到充分去除的水質標準，甚至還有超過最壞標準的可能。采用臭氧處理后，色度即可降到l 度以下，一般水著色原因是鐵、錳含量過多，這些金屬如處于游離狀態，則常規方法即可充分去除。若原水中含有腐殖質，有時形成鉻鹽，以常規處理便相當困難。故去色也是引入臭氧處理的重要因素。

四.臭氧作用原理

臭氧的脫色機理：隨著分子生物學的蓬勃發展，微生態學就將生態擴展到分子水平。其實無論蛋白質或核酸分子均屬有機物，它們都是由碳、氫、氧、氮及磷或硫（C、N、O、N、P或S）組成，同時，病毒的衣殼體是由許多蛋白質亞單位即殼微粒組成。每個殼微粒之間由非共價鍵連結，并對稱纏繞在一起，蛋白質則由多鏈組成，核酸又由連在一起的核苷酸鏈組成。其中OH，從整體看，它是電中性的（R-OH），但若從基團的內部看，它的一部分帶有更多的負電荷（如氧原子），因基團的這部分（R-OH）有“額外”的成鍵電子，所以帶負電：另一部分帶有更多的正電荷（如氫原子），基團的這部分缺乏成鍵電子，所以帶正電。若有另一個相似的基團靠近，正、負電荷之間互相吸引便生成一個弱鍵，即稱氫鍵，如多肽的基團之間或核苷酸的鹼基之間以及在DNA或RNA分子里的鹼基配對均容易形成氫鍵。雖然單個氫鍵非常弱，但是很多氫鍵在一起，從而構成植物細胞堅韌的細胞壁?，F再看臭氧，它是屬強氧化劑，氧化電位高（2.07ev）。凡電負性高的元素能強烈地吸引電子，氧化對方，還原自己。氧化結果，導致核酸分解，蛋白質解體，抗原變性，檢測轉陰，色度褪盡。