臭(chou)氧(yang)氧(yang)化技(ji)術(shu)在汙(wu)水處(chu)理(li)中的應用

臭(chou)氧(yang)氧(yang)化技(ji)術(shu)在汙(wu)水處(chu)理(li)中的應用

壹(yi)、前(qian)言(yan)

水資(zi)源匱乏、水體汙(wu)染(ran)嚴(yan)重(zhong)是目前(qian)世(shi)界普遍(bian)面(mian)臨的(de)倆(liang)大(da)難題。如(ru)何節省水資(zi)源的消(xiao)耗、如(ru)何減(jian)少(shao)汙(wu)染(ran)物的排(pai)放(fang)、如(ru)何更大(da)限度(du)的(de)汙(wu)水再(zai)生(sheng)是很多(duo)人正在思(si)考(kao)和(he)解(jie)決的(de)問(wen)題(ti)。

二(er)、臭(chou)氧(yang)的特(te)性(xing)

1、強(qiang)氧(yang)化性(xing)

臭(chou)氧(yang)的氧(yang)化能力幾乎(hu)是目前(qian)所(suo)知(zhi)氧(yang)化劑中Z強的。同時(shi)臭(chou)氧(yang)在水中的分(fen)解(jie)速度(du)很快(kuai)，在含(han)有雜(za)質的(de)水溶(rong)液(ye)中能迅(xun)速(su)回(hui)復(fu)到(dao)氧(yang)氣的狀態，其衰(shuai)期為5-30min，若(ruo)水溫(wen)接(jie)近0℃時(shi)能更穩(wen)定(ding)些(xie)。另(ling)外(wai)還(hai)有研究表(biao)明(ming)，臭(chou)氧(yang)在水中的分(fen)解(jie)速度(du)隨水溫(wen)和(he)pH值(zhi)的(de)提高(gao)而(er)加快(kuai)，由(you)於臭(chou)氧(yang)具有強(qiang)氧(yang)化性(xing)，因(yin)此能與(yu)除了金(jin)、鉑外(wai)的所(suo)有(you)金屬發(fa)生(sheng)反應，能氧(yang)化許多(duo)有機(ji)物。

2、易分(fen)解(jie)性(xing)

臭(chou)氧(yang)的化學性(xing)質比(bi)較(jiao)活躍(yue)，在常(chang)溫下(xia)就可(ke)以(yi)分(fen)解(jie)為氧(yang)氣，並(bing)在分(fen)解(jie)的過(guo)程(cheng)中釋(shi)放(fang)出(chu)284Kj/mol的(de)熱量(liang)，具體用(yong)化學式來表(biao)示(shi)就是：2O3=3O2

臭(chou)氧(yang)在空(kong)氣中的分(fen)解(jie)速度(du)跟(gen)溫(wen)度(du)和(he)臭(chou)氧(yang)自(zi)身的(de)濃度(du)有關(guan)，研究證明(ming)：當外在空(kong)間(jian)的溫度(du)越高(gao)、臭(chou)氧(yang)的濃度(du)越大(da)，其分(fen)解(jie)的速(su)度(du)也(ye)就越快(kuai)，而(er)臭(chou)氧(yang)在水中分(fen)解(jie)的速(su)度(du)是跟(gen)水溫(wen)與(yu)酸堿度(du)(pH)有關(guan)，水溫(wen)越高(gao)時(shi)臭(chou)氧(yang)的分(fen)解(jie)速度(du)越高(gao)，而(er)pH值(zhi)越高(gao)，也(ye)就是水的(de)堿(jian)性(xing)越強(qiang)使(shi)，臭(chou)氧(yang)的分(fen)解(jie)也就越快(kuai)。

3、強(qiang)腐(fu)蝕性(xing)

由(you)於臭(chou)氧(yang)具有很高(gao)的(de)氧(yang)化性(xing)，所(suo)以(yi)除了鉑和(he)金(jin)以外，臭(chou)氧(yang)幾乎(hu)可以(yi)氧(yang)化在空(kong)氣中的所(suo)有(you)金屬，所(suo)以(yi)這也體現(xian)了臭(chou)氧(yang)的腐(fu)蝕性(xing)。而(er)且臭(chou)氧(yang)對非金屬材(cai)料也有(you)強(qiang)烈(lie)的腐(fu)蝕作用。基於這種(zhong)原(yuan)因，在實際(ji)的生(sheng)產(chan)中常(chang)使用(yong)25%的(de)鉻(ge)鐵(tie)合金(jin)來制造臭(chou)氧(yang)發(fa)生(sheng)設(she)備，而(er)且在發(fa)生(sheng)設(she)備和(he)計量(liang)設(she)備中，不能用普遍(bian)的橡(xiang)膠作密封材(cai)料，必須(xu)采(cai)用(yong)耐(nai)腐(fu)蝕的矽(gui)膠或者(zhe)耐(nai)酸橡(xiang)膠。

三(san)、臭(chou)氧(yang)的作用

基於以上(shang)臭(chou)氧(yang)的特(te)性(xing)——在汙(wu)水處(chu)理(li)及(ji)再(zai)生(sheng)水領(ling)域(yu)我們可以利(li)用(yong)臭(chou)氧(yang)技(ji)術(shu)實(shi)現以(yi)下(xia)目標(biao)：

1、臭(chou)氧(yang)消毒

1.1臭(chou)氧(yang)消毒的機(ji)理(li)

臭(chou)氧(yang)在水中滅菌(jun)有(you)兩(liang)種方式：壹(yi)種(zhong)是臭(chou)氧(yang)直接作用於細菌(jun)的(de)細胞(bao)壁(bi)，將其破(po)壞並(bing)導(dao)致細胞(bao)的(de)死亡(wang);另(ling)壹(yi)種(zhong)是臭(chou)氧(yang)在水中分(fen)解(jie)時釋(shi)放(fang)出(chu)自(zi)由(you)基態(tai)氧(yang)。自(zi)由(you)基態(tai)氧(yang)具有強(qiang)氧(yang)化能力，可以穿透(tou)細胞(bao)壁(bi)，氧(yang)化分(fen)解(jie)細菌(jun)內部(bu)氧(yang)化葡萄糖所(suo)必(bi)須的葡萄糖氧(yang)化酶，也可(ke)以直(zhi)接(jie)與(yu)細菌(jun)、病毒發(fa)生(sheng)作用，破(po)壞其細胞(bao)器(qi)和(he)核(he)糖核(he)酸(suan)、分(fen)解(jie)DNA、RNA、蛋白(bai)質、脂(zhi)質類(lei)和(he)多(duo)糖等(deng)大(da)分(fen)子(zi)聚合(he)物，使細菌(jun)的(de)物質代謝和(he)繁殖(zhi)過程(cheng)遭(zao)到(dao)破(po)壞。還(hai)可以滲(shen)透(tou)細胞(bao)膜(mo)組(zu)織，侵(qin)入細胞(bao)膜(mo)內作用於外膜(mo)脂蛋(dan)白(bai)和內部(bu)的脂(zhi)多糖，促進細胞(bao)的(de)溶解(jie)死亡(wang)，並(bing)且(qie)將死亡(wang)菌(jun)體內的(de)遺傳(chuan)基因(yin)、寄(ji)生(sheng)菌(jun)種(zhong)、寄(ji)生(sheng)病毒粒(li)子(zi)、噬(shi)菌(jun)體、支(zhi)原(yuan)體及(ji)熱(re)原(yuan)(細菌(jun)病毒代謝產(chan)物、內毒素(su))等(deng)溶(rong)解(jie)變性(xing)滅(mie)亡(wang)。也(ye)有學者(zhe)認(ren)為：臭(chou)氧(yang)作用於細胞(bao)的(de)表(biao)面(mian)，改變了細胞(bao)膜(mo)的滲(shen)透(tou)特(te)性(xing)，終導(dao)致細胞(bao)組(zu)分(fen)泄露(lu)到(dao)中間介(jie)質中。

臭(chou)氧(yang)對細菌(jun)的(de)滅(mie)活反應總是進行得很迅(xun)速(su)。與(yu)其他(ta)殺菌(jun)劑(ji)不同的(de)是：臭(chou)氧(yang)能與(yu)細菌(jun)細胞(bao)壁(bi)脂(zhi)類(lei)雙(shuang)鍵反應，穿入菌(jun)體內部(bu)，作用於蛋白(bai)和脂多(duo)糖，改變細胞(bao)的(de)通(tong)透(tou)性(xing)，從(cong)而(er)導致細菌(jun)死(si)亡(wang)。臭(chou)氧(yang)還(hai)作用於細胞(bao)內的(de)核(he)物質，如(ru)核(he)酸(suan)中的嘌呤和(he)嘧(mi)啶(ding)破(po)壞DNA。臭(chou)氧(yang)對病毒的作用首(shou)先是作用於病毒衣(yi)體殼(ke)蛋白(bai)的四(si)條多肽鏈(lian)，並(bing)使(shi)RNA受(shou)到(dao)損(sun)傷，特(te)別是形(xing)成(cheng)蛋白(bai)質。噬(shi)菌(jun)體被(bei)臭(chou)氧(yang)氧(yang)化後(hou)，電鏡(jing)觀(guan)察可見其表(biao)皮被(bei)破(po)碎(sui)成(cheng)許多(duo)碎(sui)片(pian)，從(cong)中釋(shi)放(fang)出(chu)許(xu)多核(he)糖核(he)酸(suan)，幹擾(rao)其吸附到(dao)寄(ji)存(cun)體上(shang)，臭(chou)氧(yang)殺菌(jun)*。

1.2影(ying)響(xiang)臭(chou)氧(yang)消毒的因素(su)

臭(chou)氧(yang)在用於飲用(yong)水消(xiao)毒時具有*的(de)殺(sha)菌(jun)效率，但在汙(wu)水消(xiao)毒時往往需要(yao)較(jiao)大(da)的臭(chou)氧(yang)投加量(liang)和較(jiao)長(chang)的接觸(chu)時(shi)間(jian)。影(ying)響(xiang)消(xiao)毒效果的主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)總結(jie)如(ru)下(xia)。

1.2.1原(yuan)水pH的(de)影(ying)響(xiang)，通(tong)過(guo)動(dong)力學實驗(yan)，在固(gu)定氣體流(liu)量(liang)(Q=10L/h)的條件下(xia),考查(zha)了在不同pH值(zhi)時(shi)，臭(chou)氧(yang)對實驗(yan)用(yong)水的(de)消(xiao)毒效果。以pH=6.7和pH=8.0時為例(li)。實(shi)驗(yan)結(jie)果表(biao)明(ming)：時間相同的(de)條件下(xia)，在水質呈酸(suan)性(xing)時(shi)臭(chou)氧(yang)的存(cun)在時間(jian)要(yao)長於水質偏(pian)堿(jian)性(xing)時(shi)的(de)存(cun)在時間(jian)，故(gu)水質顯(xian)酸(suan)性(xing)時(shi)的(de)消(xiao)毒效果優於堿性(xing)條件下(xia)的消(xiao)毒效果。

1.2.2水中其他(ta)物質的(de)影(ying)響(xiang)，主(zhu)要(yao)是水中含(han)COD、NO2-N、懸(xuan)浮固(gu)體、色(se)度(du)等(deng)，這(zhe)些(xie)物質會消耗(hao)水中的臭(chou)氧(yang)。有時還(hai)出現汙(wu)水臭(chou)氧(yang)消毒後(hou)COD增(zeng)加的現象，這主(zhu)要(yao)是因為(wei)臭(chou)氧(yang)將水中難降解(jie)的惰(duo)性(xing)物質氧(yang)化為小(xiao)分(fen)子(zi)物質或(huo)者(zhe)將壹(yi)些(xie)環狀有機(ji)物開環，從(cong)而(er)提高(gao)了(le)原(yuan)BDOC，在臭(chou)氧(yang)消毒之前(qian)對原(yuan)水進(jin)行預(yu)處(chu)理(li)，盡(jin)量(liang)*的去(qu)除(chu)有機(ji)物是十(shi)分(fen)必要(yao)的。

1.2.3臭(chou)氧(yang)投加量(liang)和剩(sheng)余臭(chou)氧(yang)量(liang)的影(ying)響(xiang)，不同水質所(suo)需(xu)的臭(chou)氧(yang)投加量(liang)不同，臭(chou)氧(yang)的投加劑量(liang)越大(da)、接(jie)觸(chu)時(shi)間(jian)越長(chang)，出(chu)水水質越好(hao)。MPetala對普通(tong)活性(xing)汙(wu)泥(ni)法(fa)二(er)級(ji)出水進(jin)行深(shen)度(du)處(chu)理(li)，再(zai)經臭(chou)氧(yang)消毒後(hou)出水達(da)到(dao)美國EPA回用(yong)水質標(biao)準(zhun)。

1.2.4臭(chou)氧(yang)接觸(chu)方(fang)式(shi)的(de)影(ying)響(xiang)，臭(chou)氧(yang)在水中分(fen)解(jie)迅(xun)速(su)，根(gen)據(ju)氣液(ye)傳(chuan)質原(yuan)理(li)，增(zeng)加臭(chou)氧(yang)的傳質效率可提高(gao)臭(chou)氧(yang)的利(li)用(yong)率(lv)，因此選(xuan)用不同的(de)投加方式，臭(chou)氧(yang)的利(li)用(yong)率(lv)不同。

2、臭(chou)氧(yang)技(ji)術(shu)在汙(wu)水處(chu)理(li)中的脫色(se)作用

臭(chou)氧(yang)的強氧(yang)化性(xing)也(ye)可(ke)用(yong)於降低(di)BOD、COD、脫色(se)、除(chu)臭(chou)、除(chu)味(wei)、殺藻(zao)，除鐵(tie)、錳、氰、酚(fen)等(deng)。目前(qian)臭(chou)氧(yang)氧(yang)化法(fa)主(zhu)要(yao)用(yong)於印染廢水處(chu)理(li)等(deng)。其中以脫色(se)應(ying)用由(you)為重要(yao)。

按(an)照2026年(nian)01月(yue)09日(ri)正式(shi)實(shi)施的《城(cheng)鎮汙(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)汙(wu)染(ran)物排放(fang)標(biao)準(zhun)》(GB18918—2002)4.1.2.1款規定(ding)，當汙(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)出水作為城(cheng)鎮景觀(guan)用水和(he)壹(yi)般(ban)回(hui)用(yong)水等(deng)用(yong)途時(shi)，汙(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)出水水質執(zhi)行壹(yi)級(ji)標(biao)準(zhun)的A標(biao)準(zhun)，色(se)度(du)≤30。要求(qiu)對再(zai)生(sheng)水進(jin)行脫色(se)、除(chu)嗅、滅菌(jun)處(chu)理(li)。

臭(chou)氧(yang)對水體中的著(zhe)色(se)有(you)機(ji)物具有(you)氧(yang)化分(fen)解(jie)作用微(wei)量(liang)的臭(chou)氧(yang)就能起到(dao)良好的(de)效果。著(zhe)色(se)有(you)機(ji)物壹(yi)般(ban)是具有(you)不飽(bao)和鍵的(de)多環有機(ji)物，用臭(chou)氧(yang)進行處(chu)理(li)時能夠打開不飽(bao)和化(hua)學鍵，使(shi)分(fen)子(zi)斷鍵，從(cong)而(er)使水變清。