水处理臭氧应用技术

水处理臭氧发生器产品与空气型不同在于：一般采用密闭型结构，臭氧发生浓度较高，臭氧发生后通过管路经气水混合装置使臭氧溶于水中使用。因为臭氧产生条件和部件寿命的要求，一般都需要对空气进行预处理或采用高浓度臭氧气源，这主要是臭氧的产量与空气的干燥度密切相关，所以大多配有气源干燥系统。 1、水处理臭氧发生技术及配套技术 水处理臭氧发生应用技术主要分发生、冷却、干燥、气水混合四大基础部分和电控系统、结构系统六大方面技术。 臭氧用于水处理的浓度单位一般是按mg/L计算，这与空气型常用mg/m3差了一千倍，由此可知，水处理需要高浓度、大发生量的臭氧才能应用，臭氧发生量/小时，负载功率电耗，气源干燥度，产品寿命等是其主要指标。 水处理臭氧发生多采用气隙放电法，因浓度需求，其电耗增高，器件的温升也不可避免，温升是影响臭氧产生和设备寿命的主要因素，所以一般需要冷却，主要有风冷，水冷两种，有的则通过冷气源来解决，采用哪种方式，由设备设计决定。 在同样臭氧发生部件、电源条件下，臭氧产量与气源干燥度是成正比的即气源干燥度越高，发生量/小时值也就越高，所以对气源的净化干燥处理是不可少的，一般称为气源预处理或气源干燥器、系统。目前气源干燥的主要手段有冷冻、露凝、化学法等，其干燥程度以相当于空气温度计算，如-40℃指的是气源在-40℃时的干燥程度。 气水混合装置是臭氧用于水处理必不可少的配套技术，虽然臭氧易溶于水，溶解度比氧气高十几倍，但必须采用一种技术手段使臭氧与水充分接触，接触面积、时间、臭氧浓度、压力等都是混合效率的决定因素。目前，臭氧与水的混合主要有以下几种： （1）嚗气法：这是一种传统的简便方法，是靠臭氧气经压缩后利用某种泡化器件，让臭氧形成气泡与水充分接触，不难看出，气泡越小、越多、深度越大，效果越好。 （2） 射流法：也称文丘里法，是利用水在管道中流动时通过装置变径加快流速形成副压吸气，通入臭氧与水在管路中混合。这种装置在安装时，一是射流器须与管路配套（以管径为准），二是射流器中的水流向不能存在逆压，避免水进入抽样发生罐，三是射流器延出管路必须在2.5m以上，越长效率越高，四是流速要达到一定量，保证负吸形成，五是器件与管路必须用不锈钢或塑料材质，杜绝用钢、铁以免消耗臭氧与氧化腐蚀。射流法效率较高，但安装设计与要求应相当严格。 （3） 涡轮负吸法 这重方式是通过水泵吸程加装气路，在供水时形成负吸将臭氧带入水中，效率较高。其原理与文丘里法基本相同，也广为采用。其安装要求与文丘里法也大致相同，需要特别注意的是，其气量控制，气量大时会影响水泵供水。 （4）混合塔法 这种方法是通过一个较高的装置塔将水由喷下形成雾状，将臭氧气自下方通入并使之与水流形成逆行，使臭氧气与水充分接触形成臭氧水。此方式有无填料和有填料两种，材质是十分讲究的，效果也很好，只是成本造价较高。 电控是水处理臭氧发生器必不可少的部分，直接关系到设备的开停及使用，一般分为、自动、数控三种模式，目前使用闭环控制的还较少，电控的设计是根据单机发生要求而定的，不一而足。 结构系统除将以上技术组装到一起外，还要考虑高浓度臭氧气的密封问题，避免泄漏伤及人体，必要时还要具备对剩余排除臭氧气的催化处理技术，要求都是很严格的。 2．水处理臭氧发生技术产品应用 饮用水处理 臭氧化应用技术最广泛、最成功的领域是饮用水的处理。臭氧用于饮用水处理，除灭菌效果好，无二次污染外，还兼有脱色、除味，去除铁、锰、氧化分解有机物和助凝作用，有的报告指出，臭氧能够消杀水中一切对人体有害的物质。 饮用水的国际标准为细菌总个数、大肠菌群均为零，西方欧美等国都执行这一标准，所以自来水供水公司的臭氧水处理产品应用十分普遍。我国因处发展中，经济上相对落后，饮用水的国家卫生标准为细菌总个数为<100个，大肠菌群<3，而且大多采用漂白粉、加氯和近几年推广的二氧化氯及次氯酸钠发生设备消毒。因为氯消毒会产生氯的衍生物造成二次污染，其中三卤甲烷是直接致癌物质，在欧美的饮用水处理上已逐步淘汰。就目前的国内臭氧发生器价格来说，与二氧化氯、次氯酸钠价格差不多，甚至还低，只是人们的认识水平和设备更新缺乏资金，尚有一个过程。 一九九六年国家卫生部下文件，要求二次供水必须安装消毒设施，有些单位的自备井也必须在水质达标的情况下才允许使用，二次供水的消毒及处理产品，目前只有在二氧化氯、次氯酸钠和臭氧发生设备中选用，臭氧水处理具有较强的竞争优势，应是一个成熟市场。近几年兴起的矿泉水、纯净水、瓶装水已是臭氧技术产品的必用市场，离开臭氧装备很难达标。 饮用水的处理在使用臭氧设备时，臭氧的投加量一般在1-3mg/L，接触时间10-15分钟即可，可作为选型时根据用水量计算参考。 游泳池水处理 臭氧化技术用于游泳池水处理技术已十分成熟，欧美等国使用十分普遍，国际比赛游泳池几乎都是采用臭氧技术处理，我国的游泳用水标准要求细菌个数<1000个，大肠菌群<100个，浊度<5，目前主要采用加氯、漂白粉、硫酸铜等消杀手段，在水质达标的同时，又造成二次污染，造成使水质扎眼，刺激皮肤等恶果，特别是液氯使用中潜在威胁很大，一旦泄露会造成大面积中毒污染，使用中使人提心吊胆。臭氧技术在水质达标的情况下，完全没有以上缺陷，臭氧化水还可消杀体菌以美容，更为经济的是使用中减少或取消了药物消耗，成本降低，水质保质期得以延长，是一笔不小的节约开支。 游泳池水的臭氧处理技术与饮用水处理基本相同，其普及应用有待于经济和认知水平的提高。需要掌握的是，使用臭氧后，室内游泳池基本不用药物辅助，露天游泳池在高温下可能会使部分藻类生长，这是因为臭氧虽然有灭藻功能，但藻类品种即多，不可能全部杀灭，这种情况一般出现在太阳光强烈的持续高温天气，此时配用少许硫酸铜即可。 养殖水处理 臭氧化处理养殖水，对鱼、虾、蟹类的生长极为有利，经济效益也非常明显，在欧美已广为采用。 养殖水因富含有机物，水质很容易出问题，细菌病毒鱼虾类的细菌传播也十分猖狂，近几年沿海诸多养虾池绝产和大量荒废正是因此形成。 臭氧在养殖水处理中，除了灭菌和抑制病毒菌对鱼虾的感染、传播外，还可以分解有机物，去除COD、BOD物质，又因其助凝作用，对改善水质是一项良好的措施。近几年水质污染严重，污染水对鱼类造成疾病和大批死亡屡见不鲜，而臭氧能消杀NH3、SO2及赤潮毒素等，有害物质，这说明臭氧技术对养殖业推广是多么重要。 国外报道，用臭氧处理养殖水，对鱼塘鱼类可增产30%以上，对虾池虾类可增产60%以上，对鱼虾蟹苗的对比试验，成活率均提高90%多，养殖水使用臭氧，一般对已造成危害的病毒菌水，臭氧注入浓度达0.5-1.2mg/L就可全部杀死水中细菌，如果作为预防性作用，0.5-0.7mg/L就足够。 循环冷却水的处理 循环冷却水在工业上很普遍，比如发电厂、化肥厂、化工厂等。近几年兴起的中央空调设备也离不开循环水。近年来，由于在循环冷却水中发现了一种对人体危害极大的格兰氏阴性病原体，使人们越来越关注循环冷却水的处理工艺。70年代末，美国进行了大量的循环冷却水的臭氧处理研究，证明臭氧具有缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻、节水、无污染等诸多优点，且处理费用低于传统的处理方法，所以臭氧处理循环冷却水具有广阔的前景。 工业废水处理 臭氧在工业废水处理中应用十分普遍，常见的有对含酚、含氰及印染废水处理等。臭氧能使氰络盐中的氰迅速分解，其反应为两步，先将剧毒的CN-氧化为CNO-，以后再进一步氧化为CO2和N2，能使有毒废水的毒性降低100倍左右。臭氧对喊酚废水处理，其对酚的降解速度与臭氧投加量与时间有关，且反应中PH值越高反应越快，臭氧消耗越小。臭氧对除分散染料以外的所有染料废水都有脱色能力，他可以破坏染料中的发色或助色基因，达到脱色效果。国内一项试验表明，在但色度高达1800-2500倍， COD为1100-1800mg/L时，在特定条件下，臭氧可在15分钟内脱色率达99%，COD去除率接近90%。因工业废水程度不一，计算臭氧投加量时，一般通过试验得出数据。 复合化臭氧水处理技术 尽管臭氧具有极强的氧化性，但也有一定的局限性，臭氧并不是万能的。在污水处理中，对于某些有机物或中间产物，臭氧（特别浓度低时）很难将其氧化和去除。这又要回溯到臭氧的氧化、灭菌、脱色、除味四种基本功能上来，所以对于一些复合化水的处理，臭氧作为一个重要环节是有效的，复杂污水配用生化法、光催化法或药物辅助都是必要的。即使饮用水，其泥沙、杂质也要配用过滤技术等解决。 臭氧对水的处理用途是广泛的，对症下药才能收到满意的成效。