饮用水水箱自洁消毒器臭氧氧化处理的应用

　　随着工业和城市的发展，作为饮用水水源的地表水和地下水正受到日趋严重的中检测出的有机物质达2221种，其中饮用水检测出765种，这给饮用水处理带来了*的困难。水中微污染物的存在正威胁着人们的健康。加之传统水处理中氯消毒产生的消毒副产物问题，使探求经济有效地降低和去除饮用水中微污染物，减少和去除消毒副产物的新饮用水处理方法，成为人们关注的焦点。而水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧化技术因其氧化能力强、反应速度快、不产生污染、无二次污染等优点，加之近几年臭氧发生设备性能的提高，使之在饮用水处理中有着十分广阔的应用前景。
一、水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧化水处理技术
　　自1781年Van Marum发现O3以来，O3因其具有*的氧化性而得到广泛的研究和应用。O3在水处理领域中的研究始于1893年，但由于设备和运行费用昂贵而应用很少。近几年，由于水处理中遇到的实际困难，水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧化技术又重新得到了重视并迅速发展，已由原来的单独使用发展成为与其他方法联合使用。由原来单一的消毒功能发展成为作为氧化剂而用于水处理的各阶段。目前，强化臭氧化技术及臭氧与其他处理方法的联合使用，在水处理领域十分活跃。
二、水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧化技术的饮用水中的应用
　　臭氧作为氧化剂用在净水过程中的各个阶段，主要为预臭氧化，中间臭氧化和zui后的消毒。通常，预臭氧化的作用是消除矿物质浑浊度和悬浮物，去色、去味、去嗅。另外，预臭氧化可部分降解天然有机物和耗电少性微生物，而提高后续工序的效率，如絮凝，深淀等；中间臭氧化主要为降解有机微污染物，去除三卤甲烷前体物和提高可生物降解性能(为*去掉上述有机物，通常在臭氧化后加以沙滤或颗粒活性炭过滤)；而水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧处理用于zui终的消毒可去除净水过程中的残余微生物及减少消毒副产物的形成。
1.水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧氧化去除无机物
　　大多数情况下，在预臭氧化阶段可去除原水中无机物质，通常预臭氧后需接以过滤或絮凝-沉淀工序。这样，金属离子可由于氧化作用而形成难溶物而去除。同理，氨型氮可被臭氧缓慢氧化为硝酸根离子而通过后序的生物硝化去除(通常在沙滤和颗粒活性炭过滤过程中)；而当有溴离子存在时，氨可被臭氧分解为氮气，其过程为：Br被臭氧迅速氧化为HOBr-,HOBr-再与氨反应，形成N2和Br-,Br-再被臭氧氧化，由此，得以将氨迅速去掉。
　　水中溴离子存在时，预臭氧化若接触时间较长，会形成次溴酸和次溴酸根离子(HOBr-/ Obr-)及溴酸根离子(BrO3-)。BrO3-在1990年被确定为对人体有害的致癌物质(1993年，世界卫生组(WHO)把溴酸根离子作为饮用水标准，其中BrO3-的zui比允许浓度为25mg，L-1)。BrO3-离子的产生在于水中有机物和Br-与臭氧发生竞争反应，因此必须谨慎优化臭氧化条件，如臭氧剂量、接触时间等。同时，水中BrO3-形成为依赖于水中Br-的浓度，HOBr的形成。因此，可加入氨减少HOBr的形成，因为它可与HOBr形成一溴化物。另外，采用强化臭氧化技术可减少水中BrO3-的形成，原因在于OH自由基消耗了臭氧或在H2O2的存在下HOBr/Obr减少。zui近，加入多相催化剂(TiO2)与臭氧联合使用，也可使含Br-的地表水中BrO3-减少。其原因可能是臭氧分子与天然有机物的快速反应而抑制了Br-的氧化。当然，也可在臭氧化后加上活性炭吸附从而减少BrO3-的存在。
2. 水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧氧化提高混凝—絮凝效率
　　低剂量臭氧(0.5至1g.m-3)可有效提高混凝—絮凝工序的效率，这是因为在用臭氧氧化有机物的过程中，有机物分子中许多碳原子的位置由氧原子占据，形成羧酸、醛、酮和醇，所有这些产物比未经臭氧处理的化合物具有更高的极性，这些极性化合物能够与氢结合，这样能有效地提高它们的分子量，如接触到铁、铝这类多价金属阳离子，就导致氧化后的产物出现絮凝现象。所以，用臭氧处理含有溶解性有机化合物的清水会引起浊度的升高。这一过程被水化学家称为“微絮凝作用”。因此，欧洲许多水厂坚持在臭氧处理之后加过滤工序。相反，也有一些研究证明预臭氧化对混凝产生不利影响，水的臭氧化可使有机物的分子量分布减少；另外，除去水中浊度和总有机碳(TOC)需增加混凝剂的量。事家上，*臭氧量为能引起聚合作用的量，若超过此量，则因聚合物氧化为小分子量物质而不利于混凝作用。因而，适当的臭氧化条件，可使TOC和溶解性有机碳(DOC)的量减少，并可提高絮凝的效用。有研究表明。加入H2O2可减少臭氧的*投放量。
　　zui近的研究发现，只使用臭氧并不能产生天然有机物在颗粒物表面上的去稳定作用。只有水中同时存在螯合剂(如钙)时，这种作用才能发生。其主要机制在于臭氧化增强了螯合剂与天然有机物的作用(因为有机物在臭氧化过程中增加了多个螯合点)，同时形成副产物(如酸等)从而阻止有机物在颗粒物表面上的吸附，而导致通过表面电荷减少使颗粒物稳定性降低。
3. 水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧氧化天然有机物
　　原水(地表水和地下水)中均存在着大量的天然有机物，如腐殖酸和黄腐酸而引起水质质量的下降(如色、味的产生)，腐殖酸等在氯化时会产生三卤甲烷(THM)副产物，另外天然有机物的存在也导致配水管网中细蓖再生而引发卫生问题。因此，应尽可能地在净水过程中去除水中天然有机物，其方法主要为化学氧化法。
    事实上，仅采用水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧氧化并不能去除所有的前体物，而采用强化臭氧化技术如O3/H2O2将有效得多，同时，化学氧化作用是两方面的，一方面去除THM的前体物，一方面又形成了新的前体物。研究发现THM的形成更依赖于有机物被氧化的程度及氯化时的PH值。
4.水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧氧化微污染有机物
　　在原水中，总有机碳主要由腐殖质组成，但同时也存在微污染有机物，特别是地表水中，而其氧化一降解过程更为复杂，它即取决于微污染物的性质，也取决于原水水质如水中天然有机物和碳酸盐的含量。通常，如只采用单一的臭氧氧化，不能有效地去除其中的微污染物，而需用强化臭氧氧化技术法，如O3/H202，O3/VV，H202，O3/Ti02和其它的技术相结合的办法如O3一生物活性炭吸附。孙喆等采用O3一生物活性炭一木鱼石矿化工艺对某石化地区饮用水进行深度处理，经过色一质联机检测水中有机污染物，由进水的60余种 降至10余种，重点优先污染物及潜在的毒害物质，如1-甲基-3-异丙基苯，乙氧基苯，1，1一二乙氨基丙酮等得到全部去除，剩余的10余种有机物组份的RIC强度都很低。
5.水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧消毒作用
　　臭氧具有很强的杀菌消毒作用，不易引起二次污染，因此，作为饮用水的消毒杀菌剂在欧洲许多国家得到了广泛的应用。臭氧的杀菌机理是臭氧对细菌直接作用，氧化分解葡萄氧化所必需的酶。消毒常用的臭氧剂量在1.5~2.0mg，L-1，同时，臭氧作为消毒剂也是有选择性的，绿霉菌霉菌之类对臭氧具有抗药性，需较长的接触时间才能将其杀死。另外，臭氧在水中分解速度较快，在PH值为7.6，温度为20℃的条件下，剩余臭氧浓度为0.4mg，L-1小时内就会分解完，故会引起配水管网中细菌再升。为改善这一情况，可再投加低浓度的氯或二氧化氯，次氯酸钠进行处理，以防止配水管网中细菌再生。
三、结语
　　自本世纪初法国Nice城首先将臭氧作为消毒剂用于饮用水处理以来，臭氧的用途已经发展到许多方面，臭氧作为一种强氧化剂在饮用水处理中可以发挥多种作用，如提高混凝、絮凝效率，提高生物活性炭降解能力，去除三卤甲烷形成的前体物及氧化降解微污染有机物等；但同时也应看到，目前这一领域的研究和应用还很不够，同时水箱自洁器水箱消毒器水箱自洁消毒器的臭氧化技术也存在着氧化不*，产生副产物，消毒作用时间短，引起配水管网中细菌回升的问题。因此，今后应进一步综合研究与开发，从而解决上述问题。