臭氧发生器的工作原理:
利用高压电离的方法,将空气中氧气的部分分解聚合为臭氧,臭氧发生器的放电管采用微电子电式阻档放电设计,高频输出经升压系统后产生正弦波高压电,经电缆与发生器相连,在高频高压的作用下,放电间隙产生冷态等离子体放电生成臭氧。
臭氧对水的作用主要包括以下方面:
1. 杀菌消毒:臭氧是一种广谱速效杀菌剂,对各种致病菌及抵抗力较强的芽孢、病毒等都有比氯更好的杀灭效果。水经过臭氧消毒后,化学需氧量(COD)一般能减少,浊度、色度等物理、化学性状都有明显改善,并且能去除苯并(a)芘等致癌物质。此外,用臭氧处理医院污水,可截断传染源,在几分钟之内可以将病毒全部杀死,比当量氯气快200~3000倍。
2. 去除水中污染物:
- 氧化分解有机物:可以氧化分解水中的微小有机物、胶体杂质、腐殖酸等,将难以生物降解的大分子及有机物分解为具有一定可生化性的简单有机物,对于含氰及印染废水处理等有较好效果,例如能使氰络盐中的氰迅速分解,先将剧毒的 CN-氧化为 CNO-,以后再进一步氧化为 CO2和 N2,降低有毒废水的毒性;还能分解废水中的烷基苯磺酸钠(ABS)、蛋白质、氨基酸、有机胺、木质素、腐殖质、杂环状化合物及链式不饱和化合物等污染物。
- 脱色:可使染料发色基团的双价键断裂,同时破坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物,从而使废水脱色,对亲水性染料脱色速度快、效果好,但对疏水性染料脱色速度慢、效果较差。含亲水性染料的废水,一般用臭氧20~50毫克/升,处理10~30分钟,可达到95%以上的脱色效果。
- 除味:能够氧化分解地面水和工业循环用水中放线菌、霉菌和水藻的分解产物及醇、酚、苯等污染物,消除使人厌恶的异味和臭味,也可用于污水处理厂和污泥、垃圾处理厂的除臭。
- 去除铁、锰等金属离子:通过臭氧氧化,可使铁、锰等金属离子成为金属氧化物而从水中离析出来,理论上臭氧耗量是铁离子含量的0.43倍,是锰离子含量的0.87倍。
- 控制氯化消毒副产物:可直接去除氯化消毒副产物(DBPs)的前驱物质,或转化前驱物质,利于后续工艺协同去除,从而减少有害氯化消毒副产物的生成,如三卤甲烷 (THMs)和卤乙酸(HAAs)等。
- 去除其他无机物:如氰化物、硫化物、亚硝酸盐等,实现氧化和去除的效果。
3. 改善水质感官指标:大量研究和应用实践证实臭氧化可明显对原水脱色除臭,改善水的感官指标,如降低水的色度,水的色度主要由溶解性有机物、悬浮胶体、铁锰和颗粒物引起,臭氧不仅能去除溶解性有机物引起的真色,还可氧化铁、锰等无机呈色离子为难溶物,其微絮凝效应还有助于有机胶体和颗粒物的混凝,并通过颗粒过滤去除致色物。
4. 控制藻类:其作用包括溶裂藻细胞和杀藻,使死亡的藻类易于被后续工艺去除。臭氧投加量直接影响藻细胞的溶裂程度,臭氧可作为除藻的一种处理方法,与常规处理及其它技术配合使用是处理富营养化水源水藻类问题的有效途径之一。
5. 提高废水的可生化性(B/C):利用臭氧的氧化性将复杂有机物分解为具有一定可生化性的简单有机物,然后再进行生化处理,一般用于某些化工废水的前端预处理。
6. 增氧:可增加水中的溶解氧含量。
7. 在循环冷却水中的作用:可以除去形成污垢的杂质,防止阻塞管道。
8. 使水清洁:能去除悬浮固体,让水变得清洁,如经臭氧消毒后,游泳池池水清澈透明,彻底解决了氯消毒刺激眼睛、皮肤的问题;地表水用臭氧进行深度处理后,基本上可以达到优质饮用水标准。
不过,使用臭氧处理水也存在一些局限性,例如臭氧制取设备的成本较高;臭氧在水中不稳定,需要现场制取和使用;臭氧处理过程中如果控制不当,可能会产生一些副产物等。在实际应用中,需要根据具体的水质情况、处理要求和经济成本等因素,综合考虑是否采用臭氧处理水以及如何优化臭氧处理工艺。同时,也要注意臭氧的安全使用,因为臭氧具有一定的刺激性,高浓度的臭氧对人体和环境可能有不利影响。如果是在生活中接触到臭氧相关设备或处理过程,务必遵循相关的安全操作指南