文档介绍：臭氧技术在饮用水处理中的应用和研究现状
张红专1
高乃云2
张永明3
( 1 上海师范大学建筑工程学院, 上海
201418; 2 同济大学环境科学与工程学院, 上海
200092;
3 上海师范大学生命与环境科学学院, 上海
200234)

摘要
讨论了臭氧的理化特性及其应用于饮用水处理过程中各个阶段在去除无机物、提高混
凝
絮凝效率、氧化天然有机物、氧化微污染有机物、消毒、控制藻类等方面所起的作用; 全面综述了
臭氧技术在饮用水处理中的国内外研究和应用现状。
关键词
饮用水
水处理
臭氧
0
引言 2
臭氧技术在饮用水处理中的应用
饮用水水源污染日益严重和人们对水质要求的臭氧作为强氧化剂用在净水过程中的各阶段,
不断提高, 尤其是氯化消毒副产物的发现, 使得传统主要为预臭氧化、中间臭氧化和最终的消毒。预臭
的常规给水处理工艺已经不能满足要求, 寻找并采氧化可部分降解天然有机物和非活性微生物, 以提
用切实可行的水处理新工艺已迫在眉睫。臭氧化高絮凝、沉淀等后续工艺去除浊度和除色、去异味、
技术因为具有氧化能力强、反应速度快、不产生污去臭的效率; 中间臭氧化主要为降解有机微污染物,
泥、无二次污染等优点, 逐渐成为人们研究的热去除三卤甲烷前体物和提高可生物降解性能; 而臭
点。而且, 随着近几年来臭氧发生仪器设备性能氧用于最终的消毒可去除净水过程中的残余微生物
的提高, 在饮用水处理中开始逐渐呈现出广阔的及减少消毒副产物的形成。
应用前景。 2. 1
去除无机物
1
臭氧的理化特性大多数情况下, 在预臭氧化阶段可去除原水中
臭氧是氧的同分异构体, 是一种淡蓝色带鱼腥无机物质, 如锌、镍、铜、铬、镉五类重金属物质和铁、
气味的不稳定气体, 它的密度为氧的 1. 5 倍, 空气的锰等。通常预臭氧后需接过滤或絮凝沉淀工序,
1. 6 倍, 在水中的溶解度比氧高 10 倍, 比空气高 25 这样, 金属离子可由于氧化作用形成难溶物而去除。
倍。臭氧在常温下可自行分解为氧, 而在 270
高同理, 氨型氮可被臭氧缓慢氧化为硝酸根离子而通
温下则立即转化为氧。1% ( 质量百分数) 的臭氧水过后序的生物硝化去除; 而当有溴离子存在时, 氨可
溶液常温大气中半衰期约 16 min, 3 mg / L 的臭氧被臭氧分解为氮气, 由此得以将氨迅速去除。
在水中半衰期仅30 min, 所以臭氧不能像其他常用 2. 2
提高混凝
絮凝效率
工业气那样用瓶装贮存[ 1, 2] 。低剂量臭氧可有效提高混凝
絮凝工序的效率,
臭氧是一种强氧化剂, 在水中的氧化还原电位这是因为在用臭氧氧化有机物的过程中, 有机物分
( Eo = 2. 07 V) 仅次于氟( Eo = 2. 87 V) 。当它作为子中许多碳原子的位置由氧原子占据, 形成羧酸、
电子传递受体( 金属氧化剂) 、亲电子试剂( 酚和其它醛、酮和醇, 所有这些产物比未经臭氧处理的化合物
活性芳香化合物的氧化剂) 、偶极添加剂( 加入碳
碳具有更高的极性。这些极性化合物能够与氢结合,
多极棒) 时反应最佳, 而遇到某些有机化合物时氧化这样能有效提高它们的相对分子质量, 如接触到铁、
过程明显受抑, 如臭氧与大多数脂肪族有