臭氧在水处理中的应用

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1、水处理新技术请保护水源，节约用水！分离技术化学方法生物处理方法绪论问题：1、典型的城市污水处理工艺流程2、传统的自来水厂工艺流程一、污废水处理方法进展1.传统的处理方法筛网：格栅、筛滤重力分离法及过滤法：沉淀（沉砂池，沉淀池）气浮、过滤膜分离（微滤、超滤、反渗透）吸附分离（活性炭吸附、沸石）萃取分离分离技术化学氧化（臭氧化、光化学氧化、声化学氧化、高锰酸钾）、加氯消毒、紫外消毒絮凝剂絮凝、电絮凝、离子交换废水调节、均化（均衡）调节池、混合池、中和池化学方法生化处理方法：（包括二次沉淀池）悬浮生长型生物法（

2、如活性污泥）厌氧的好氧的固着生长型生物法（如生物膜法）厌氧的好氧的自然生物处理：生物塘处理氧化塘兼性塘厌氧塘稳定塘废水养殖土地处理系统慢速灌溉快速渗滤地面漫流人工湿地生物处理方法2.污废水处理方法的进展厌氧生物处理对于难降解,悬浮物,限速28%72%3%17%10%35%15%20%种间氢传递(InterspeciesHydrogenTransfer)固定化的优势，颗粒污泥、生物膜，微生物群落复杂有机物的厌氧产甲烷代谢:微生物共生体复杂有机化合物(碳水化合物、蛋白质、类脂类)简单有机化合物(糖、氨基酸、肽

3、)长链脂肪酸(丙酸、丁酸等)H2CO2乙酸CH4CO2复杂有机化合物(碳水化合物、蛋白质、类脂类)简单有机化合物(糖、氨基酸、肽)长链脂肪酸(丙酸、丁酸等)H2CO2乙酸CH4CO2对于难降解,悬浮物,限速种间氢传递(InterspeciesHydrogenTransfer)固定化的优势，颗粒污泥、生物膜，微生物群落复杂有机物的厌氧产甲烷代谢:微生物共生体水解酸化产氢、产乙酸产甲烷产甲烷阶段乙酸乙醇两相生物处理生物制氢电子传递微生物燃料电池水解酸化阶段强化生物处理投加工程菌剂补充N、P、K等营养元素或微量

4、元素投加共降解质物理措施强化生物处理低强度的超声波强化生物处理过程磁场强化生物处理过程传统给水处理工艺水源水污染状况：氨氮、有机物、重金属生活饮用水卫生标准提高科技、经济的发展混凝沉淀过滤消毒二、微污染水源水净化研究进展微污染水源水处理工艺活性炭——生物活性炭臭氧——活性炭生物预处理高锰酸钾氧化光化学氧化超声波—紫外线联用法膜滤类别：臭氧化、光化学氧化、声化学氧化、高铁氧化、Fenton氧化、超临界水氧化等高级氧化技术（AdvancedOxidation）：利用OH•等自由基氧化分解水中的有机污染物的新型

5、氧化技术。该类氧化过程称为高级氧化过程(AdvancedOxidationProcess,AOP)特点：速度快，范围广，条件温和第二讲臭氧化技术1.臭氧分子的结构分子呈三角形，键角116.8O，键长127.8pm，分子中每个原子都以SP2杂化形态组合，在分子中有一个离域键，中心氧原子与其他两个原子的距离相等。一、臭氧化技术原理l分子量：48.0熔点：-193℃l在空气中的瞬时嗅觉阈值约40，但在几分钟内就适应空气中臭氧最大允许浓度：8小时工作日应小于200ug/m3(约0.1ppm)，240ug/m3鼻子

6、最低有毒水平。不稳定气体：接触热、光、有机物、水灯容易分解成氧，室温空气中半衰期为20~50分钟2.臭氧的基本性质水溶液中的氧化还原电位：O3(gas)+2H++2e==O2(gas)+H2O2.07eV各种氧化剂的氧化还原电位(eV)F2OH·O·O3H2O2HClOCl2ClO2O23.12.82.42.11.81.51.41.31.2臭氧在生物氧化灭菌的过程中多余的氧原子会自行重新结合成氧分子，不存在任何有毒残留物，故称无污染消毒剂。臭氧在水中的溶解度[O3](gas)=Kh.[O3](water)

7、20℃、1atm时，12mgO3/L载气等于O3重量比1.0%注：表中的溶解度不是一下子就能达到的,是不断投加才能达到的最大浓度(注意:是当水中无其它物质时)[O3]气/[O3]水=2/1臭氧在水中的浓度mg/l[O3](gas)0.141.414212842温度5℃0.070.747.411.114.822.225℃0.040.353.55.37.010.630℃0.030.272.74.05.48.1水中臭氧的分解:不同水中投加臭氧的半衰期随pH的变化臭氧在水中存在的时间与水温及酸碱度有关在纯水中:1

8、0-20分钟在自来水中:10-20秒钟污水中:1/10秒（1）.臭氧分子的直接反应污染物+O3产物或中间产物1）电子转移反应（O3是亲电试剂）3.臭氧氧化原理2）氧原子转移反应3）臭氧加成反应2.臭氧分子的间接反应污染物+HO●产物或中间产物臭氧在水中发生反应：O3O+O2O+H2O2HO·在碱性介质中，臭氧可与OH-发生反应，产生自由基的速度很快O3+OH-H2O·+O2-O3+H2O·HO·+2O22H2O·O3+H2OH