一、臭氧的產(chǎn)生原理

氧氣在電子、原子能射線、等離子體和紫外線等射線流的轟擊下能分解為氧原子。這種氧原子極不穩(wěn)定，具有高活性，能很快和氧氣結(jié)合成三原子的臭氧。目前.生產(chǎn)臭氧的方法大致有：無聲放電法、核輻射法、紫外線法(低壓汞燈)、等離子體射流法和電解法等。電暈放電是利用高速電子轟擊干燥氧氣，使其分解為氧原子。高速電子具有足夠的動能(6～7ev)，通過氧原子與氧氣及其它任何氣體分子三體碰撞，反應(yīng)形成臭氧。工業(yè)中常采用在空氣或氧氣中無聲高頻高壓沿面放電產(chǎn)生臭氧。當(dāng)以空氣作為氣源時，產(chǎn)生臭氧的濃度為10～20g／m3，電耗為1婦臭氧／16~。[8kwh；以氧氣為氣源時。臭氧的濃度可增加2∞倍，而電耗減半。電解法是一種利用直流電源電解含氧電解質(zhì)產(chǎn)生臭氧的方法。含有水化熒光陰離子電解質(zhì)的水溶液在室溫下用高電流動功率可將其氧化成。此種方法產(chǎn)生的臭氧濃度高，成分純凈，在水中溶液度高。紫外線輻射法是利用低壓汞燈輻射產(chǎn)生，此方法簡單.產(chǎn)生臭氧濃度低、適用于實(shí)驗(yàn)室；其優(yōu)點(diǎn)在于對溫度不敏感，易于通過對汞燈功率的線性控制來控制臭氧的產(chǎn)量。

二、臭氧的物理化學(xué)性質(zhì)

臭氧在常溫下為藍(lán)色氣體。有刺激性特殊氣味；液態(tài)時為藍(lán)黑色，熔點(diǎn)為一192.5±0.4℃=(760mmH曲，沸點(diǎn)為一111.9+0.3℃c760mml-I曲，氣體密度21—44g／L，溶解度為O.68g／I_.，溶解系數(shù)為032。理論上臭氧的溶解度隨溫度的升高而降低.它對紫外線的最大吸收波長為254nm，工作環(huán)境中允許的最大濃度TCV≤0.1。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，蒸氣的還原電位在酸性介質(zhì)中為一2.07V，在堿性介質(zhì)中為一124V。臭氧在水中的分解速度很快.在含有雜質(zhì)的水溶液中能迅速回復(fù)到氧氣的狀態(tài)，其衰期為5—30rain.若水溫接近0℃時能更穩(wěn)定些。

三、臭氧在污水處理中的應(yīng)用

3.1 飲用水的消毒和深度處理臭氧在飲用水中的應(yīng)用已有百年的歷史，早在1893年.荷蘭建立了世界上第一座臭氧處理飲用水的裝置.對河水進(jìn)行消毒處理。飲用水的處理不僅要能有效的消毒殺菌，而且必須去除微污染物質(zhì)。在傳統(tǒng)的飲用水處理工藝中大多使用氧氣或次氯酸鈉作為消毒劑和氧化劑。氯能有效殺滅水中的細(xì)菌.但近年來發(fā)現(xiàn)氯處理產(chǎn)生的一些副產(chǎn)物如三氯甲烷等有機(jī)鹵代物具有一定的毒性，甚至有致癌、致畸、致突變作用。為此.飲用水的臭氧處理技術(shù)受到重視和深入研究。研究表明臭氧不僅具有很強(qiáng)的消毒殺菌作用，還可以氧化去除水中的微污染物質(zhì).這些微污染物往往難以生物降解，如腐殖酸、農(nóng)藥、氯代有機(jī)物等。而且臭氧氧化較為徹底.較少產(chǎn)生副產(chǎn)物。

3-2 水體的除臭脫色廢水中的有機(jī)或無機(jī)物含有硫和氮是引起臭味的主要原因.當(dāng)投加1—2mg／L低濃度的臭氧于廢水中時。就可氧化這些物質(zhì)起到除臭效果。值得～提的是.臭氧作了脫除異昧外.還可防止異味的再產(chǎn)生。這是由于臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的氣體中含有大量的氧氣或空氣，而產(chǎn)生臭味的物質(zhì)易在缺氧環(huán)境下導(dǎo)致發(fā)臭，若采用臭氧處理時，在氧化除臭的同時，形成了富氧環(huán)境.可阻止臭味的再產(chǎn)生。臭氧對水體中的著色有機(jī)物具有氧化分解作用.微量的臭氧就能起到良好的效果。著色有機(jī)物一般是具有不飽和鍵的多環(huán)有機(jī)物，用臭氧進(jìn)行處理時能夠打開不飽和化學(xué)鍵，使分子斷鍵.從而使水變清。國內(nèi)已開展了利用臭氧對印染廢水脫色處理的基礎(chǔ)性研究工作。

3.3 廢水中無機(jī)和有機(jī)污染物質(zhì)的奧氧化處理工業(yè)廢水中最先采用臭氧化法處理的是含氰廢水和臺酚廢水。氯化物經(jīng)臭氧氧化后生成的氰酸鹽其毒性僅為氰化物的1／100左右，甚至可進(jìn)一步氧化成無害化物質(zhì)。用臭氧處理鐵氰鉻合鹽則比較困難，但對其他氰鉻量的銅離子能促進(jìn)臭氧對氰的分解。臭氧還可用于處理含金屬離子廢水，將存在于廢水中的金屬離子氧化為不溶于水的化合物。臭氧能與各市地多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng).如c=c、c苫c、芳香化合物、雜環(huán)化合物、N=N、c；N、一OI-l、一SH、一NH2、一cH等。臭氧破壞和去除廢水中污染物的作用已被廣泛研究。

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