臭氧氧化技术剖析课件.ppt

《臭氧氧化技术剖析课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、臭氧氧化技术OzonationProcess2.1臭氧氧化技术发展的历史2.1臭氧氧化技术发展的历史1840年，确定电机放电时产生的异味为O3，正式命名为OZONE（臭氧）；1856年，被用于手术室消毒；1860年，被用于城市供水的净化；1886年，用臭氧对污水进行消毒；1903年，开始在法国、德国、前苏联、美国等国家相继建成了臭氧消毒的自来水厂；陆续发现臭氧具有除嗅、味、除色度和氧化铁、锰的能力。20世纪60年代初期，将臭氧应用于水处理处理流程的前段，提出了“预臭氧化”的概念；20世纪60年代中期，臭氧的助絮凝作用被发现；1973年，成立了国际性组织—国际臭氧

2、协会（IOA）；20世纪70年代后期，臭氧被用于控制水中藻类的生长；20世纪80年代末~90年代初，高效臭氧发生技术—高频高压电晕法被实际应用，臭氧技术应用及产业规模迅速发展。2.1臭氧氧化技术发展的历史2.2臭氧的基本性质2.2臭氧的基本性质O3是氧同素异形体，分子量47.998。常温常压下，低浓度O3无色气体；浓度达到15%，淡紫色、有鱼腥味，沸点-112.5℃，密度2.144kg/m3，约为氧1.6倍。O3自然界广泛存在，浓度差别很大。地球高空15~25km，太阳紫外辐射形成臭氧层，是阻挡太阳紫外线天然屏障；雷雨闪电(高压放电)电离空气中氧气提高了O3浓度

3、(0.04ppm左右)；森林植物吸收CO2产生[O]，[O]部分形成O2和O3。自然界中臭氧和紫外线控制着细菌生存平衡，保护着人类健康。表2-1臭氧的主要物理性质熔点/℃-192.7沸点/℃-111.9临界状态温度/℃-12.1压力/Mpa5.46体积/(cm3/mol)147.1密度/(g/cm3)0.437密度气态(0℃，0.1Mpa)/(g/L)2.144液态(90K)/(g/cm3)1.571固态(77.4K)/(g/cm3)1.728介电常数(液态，90.2K)/(F/m)4.79摩尔生成热/(KJ/mol)-1442.2臭氧的基本性质2.2.1溶解度

4、O3在水中的溶解度比纯氧高10倍，比空气高25倍，温度、气压、气体中的纯臭氧浓度以及水中污染物质的性质和含量是影响臭氧在水中溶解度的主要因素。常压下，20℃时O3在水中的浓度与在气相中的平衡浓度之比为0.285。图2.2压力对臭氧溶解度的影响1—1gO3/m3空气；2—5gO3/m3空气；3—10gO3/m3空气；4—15gO3/m3空气臭氧气体穿过气、水间界面向水中传递是一个动态平衡过程，臭氧气体向水中的传递能力主要与气液两相中的传递系数、气水接触面积以及气液间的浓度差有关。2.2.1溶解度表2-2臭氧在水中的溶解度与温度的关系温度/℃溶解度/(g/L)01.

5、13100.78200.57300.41400.28500.19600.162.2.2分解通常O3不稳定，在常压下容易自行分解为O2并放出热量。2O3→3O2+△H△H=284kJ/molMnO2、PbO2、Pt、C等催化剂的存在或紫外线辐照都会加速O3的分解。O3在空气中的分解速度与O3浓度和温度有关。当浓度低于1%时，其分解速度如图2.3所示。图2.3O3在空气中的分解速度温度和浓度越高，O3分解越快。O3在空气中的半衰期一般为20~50min，且随温度的增高而加快。2.2.2分解图2.4O3在蒸馏水中的分解速度O3在水溶液中的分解速度比在气相中的分解速度快

6、的多，而且pH值越大臭氧分解速度越快。O3在水中的半衰期约为35min，随水质与水温的不同而有所变化；O3在冰中极为稳定，半衰期为2000年。2.2.3氧化性O3+2H++2e-→O2+H2OO3+H2O+e-→O2+2OH-O3是一种强氧化剂，其氧化还原电位Eo与pH有关：在酸性溶液中：Eo=2.07V，在碱性溶液中：Eo=1.24V，氧化能力略低于氯（Eo=1.36V）O3在水中发生的主要半反应如下式：pH对臭氧的反应具有重要影响2.2.3氧化性O3杀菌力强、反应速度快，能杀灭氯所不能杀灭的病毒和芽孢，而且出水无异味，但投量不足时也可能产生对人体有害的中间产

7、物。O3的强氧化性，是因为分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，O3分解产生的新生态氧原子也具有很高的氧化活性。除铂、金、铱、氟外，O3几乎可与所有元素反应:(1)与K、Na反应生成氧化物或过氧化物；(2)可将过渡金属氧化到较高或最高氧化态，形成难溶氧化物。利用此性质把污水中Fe2+、Mn2+、Pb2+、Ag+、Cd2+、Hg2+、Ni2+等重金属离子除去。高浓度O3有毒，对眼及呼吸器官有强烈刺激作用；正常大气中O3浓度约为(1~4)×10-8mg/m3，当浓度达到(1~10)×10-6mg/m3时可引起头痛、恶心。2.2.4毒性和腐蚀性O3具有腐蚀性，因此

8、与之接触的容器、管路等均