摘 要：由于臭氧具有很強的氧化性，同時易分解，所以在城市的污水處理上得到了廣泛的應(yīng)用。本文簡要的從臭氧的氧化性、分解性和腐蝕性上分析了臭氧的基本特質(zhì)，并簡要講述了臭氧處理污水的具體流程，并以飲用水的消毒和對水體的除臭脫色方面為例簡單介紹臭氧的實際應(yīng)用。      

     關(guān)鍵詞：污水處理 臭氧 城市 氧化性      

    一、臭氧的基本性質(zhì)  

     臭氧的氧化能力       臭氧的氧化能力很強，幾乎是目前所知道的氧化劑中最強的，這一點可以通過氧化還原電位中結(jié)果的比較上來實現(xiàn)，在具體的氧化還原電位中，氧氣（O2）、氯氣（Cl）、二氧化氯（ClO2）、氧化錳（MnO2）所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)電位都沒法跟臭氧相比，同時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5-30min.若水溫接近0℃時能更穩(wěn)定些。研究表明。臭氧在水中的分解速度隨水溫和pH值的提高而加快，由于臭氧具有強氧化性，因此能與除了金、鉑外的所有金屬發(fā)生反應(yīng)，能氧化許多有機(jī)物，極易與-SH、=S、-NH、=NH、-OH和-CHO等反應(yīng)；與芳香族化合物也能反應(yīng).但速度慢些,對于脂肪族化合物幾乎沒有效果。

       臭氧的易分解性       臭氧不但具有強氧化性的特點，其化學(xué)性質(zhì)也比較的活躍，在常溫下就可以分解為氧氣，并在分解的過程中釋放出284 kJ/mol的熱量，具體用化學(xué)式來表示就是：       2O3=3O2       臭氧在空氣中的分解速度跟溫度和臭氧自身的濃度有關(guān)，研究證明，當(dāng)外在空間的溫度越高、臭氧的濃度越大，其分解的速度也就越快；而臭氧在水中分解的速度是跟水溫與酸堿度（pH）有關(guān)，水溫越高是臭氧的分解速度越快，而pH值越高，也就是水的堿性越強使，臭氧的分解也就越快。

       臭氧的腐蝕性       由于臭氧具有很高的氧化性，所以除了鉑和金以外，臭氧幾乎可以氧化在空氣中的所有金屬，所以這也體現(xiàn)了臭氧的腐蝕性，而且臭氧對非金屬材料也有強烈的腐蝕作用。基于這種原因，在實際的生產(chǎn)中常使用25％的鉻鐵合金來制造臭氧發(fā)生設(shè)備.而且在發(fā)生設(shè)備和計量設(shè)備中，不能用普遍的橡膠作密封材料，必須采用耐腐蝕的硅膠或者耐酸橡膠。

二、臭氧工藝處理污水的流程 

      （一）能量需求       臭氧工藝處理中的能量需求主要指的是對電力的需求，作用就是要提供將氧轉(zhuǎn)化為臭氧的能量，同時在對配料氣的準(zhǔn)備、臭氧的接觸和尾氣破壞上都需要電力上能量的提供，同時還包括在工藝儀表、檢測設(shè)施的使用上。

       （二）配料氣的準(zhǔn)備       臭氧的發(fā)生是用空氣、富氧空氣或高純度氧發(fā)生的。如果使用空氣發(fā)生臭氧,在將它導(dǎo)入臭氧發(fā)生器以前,必須先去除濕氣、顆粒物、油霧。如果不將這些雜質(zhì)去除會對臭氧發(fā)生過程形成危害。       同時，在對空氣的改善上要做到以下幾方面的內(nèi)容：首先要將配料氣中的空氣進(jìn)行壓縮，并將壓縮后的空氣進(jìn)行冷卻和干燥，最后再將處理后的空氣進(jìn)行過濾。如果這里需要用到純氧，那么則需要相應(yīng)的針對純氧的性質(zhì)和要求來對步驟進(jìn)行改善。

       （三）臭氧發(fā)生       由于臭氧化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,發(fā)生后很快分解成氧氣,因此必須就地發(fā)生。當(dāng)今最有效的生產(chǎn)臭氧的方法是放電法。在一個由高壓電極和低壓電極形成的電場區(qū)域內(nèi),當(dāng)干燥氧氣或空氣流經(jīng)過這個由電極和阻擋介電質(zhì)形成了介電室時,在高電壓/高密度電流作用下,氧分子在電子轟擊下形成氧原子,氧原子和氧分子結(jié)合形成臭氧。

       （四）臭氧接觸       由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生出來的臭氧,需要一種臭氧接觸反應(yīng)系統(tǒng)將臭氧投入到污水中并使之與污水中的有機(jī)物、細(xì)菌、金屬離子等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)及消毒生化反應(yīng)過程。傳統(tǒng)上常采用逆流擋板接觸器,臭氧在第一室或者第三室加蓋接觸池中接觸。臭氧用多孔擴(kuò)散器或注射器由第一室底部引入。在第一室中發(fā)生快速臭氧反應(yīng),然后污水與臭氧的混合體進(jìn)入第二室進(jìn)行較緩慢的反應(yīng)。第三反應(yīng)室用以完成緩慢反應(yīng),并使臭氧得以分解。

       （五）尾氣破壞       因為臭氧是一種特別刺激而有毒的氣體。從接觸器排出的尾氣應(yīng)進(jìn)行收集并對所有的殘余臭氧進(jìn)行解析。

       三、臭氧在水處理中的應(yīng)用

       飲用水的消毒和深度處理       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，而且臭氧氧化程度較為徹底.較少產(chǎn)生副產(chǎn)物。 

      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)投入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。值得一提的是.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。

       隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，臭氧氧化工藝中所用到的介電體材料、配料氣的檢測以及對臭氧的接觸和破壞等方面的研究成果也會不斷的得到完善，會在很大程度上提高臭氧對污水的處理能力，同時降低技術(shù)成本和對能量的消耗，從而促進(jìn)我國在對城市污水處理上的能力。

       參考文獻(xiàn)：

       [1]梅特卡夫和埃迪公司.廢水工程處理及回用.秦裕珩,等譯.第4版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004 

       [2]徐新華.水與廢水的臭氧處理.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003