07章3臭氧氧化与消毒

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臭氧消毒是什么原理

臭氧消毒是什么原理

臭氧消毒是什么原理
臭氧消毒是利用臭氧气体对细菌、病毒、真菌等微生物的杀灭作用来进行消毒。

臭氧是一种具有强氧化性的氧化剂,其分子中含有三个氧原子。

臭氧分解释放的单态氧具有高度的活性,能够破坏微生物的细胞膜、核酸、蛋白质等生物分子,从而导致微生物死亡。

臭氧气体能够渗透到各种裂缝和微生物繁殖的隐蔽部位,使得它具有广谱、高效的杀菌能力。

而且臭氧消毒过程中不产生有毒物质,不会在环境中留下残留物,不会对环境造成二次污染。

一般的臭氧消毒装置通过产生臭氧气体后,将其喷洒或传输到目标物体或空间中。

在搭配适当的工艺条件下,臭氧能够高效杀死各种微生物,对水、空气、表面进行彻底消毒。

然而,值得注意的是,臭氧在高浓度下具有毒性,对人体和环境也会造成危害。

因此,在进行臭氧消毒时必须严格控制臭氧浓度,确保安全使用。

臭氧消毒方法

臭氧消毒方法

臭氧消毒方法臭氧消毒是一种高效、快速、无残留的消毒方式,被广泛应用于医疗卫生、食品加工、饮用水处理等领域。

臭氧具有强氧化性,对细菌、病毒、真菌等微生物有很强的杀灭作用,同时能够去除异味、净化空气。

本文将介绍臭氧消毒的方法及其应用。

首先,臭氧消毒的方法主要包括空气消毒和水质消毒两种。

空气消毒是指利用臭氧发生器产生臭氧气体,通过通风系统将其输送到被消毒空间中,对空气中的微生物和异味进行杀灭和净化。

而水质消毒则是将臭氧气体溶解到水中,通过接触时间的延长来达到消毒的目的。

这两种方法都是通过臭氧气体的强氧化性来实现消毒效果的。

其次,臭氧消毒的应用范围非常广泛。

在医疗卫生领域,臭氧消毒被用于手术室、病房、诊疗室等空间的空气消毒,能够有效杀灭空气中的细菌、病毒,预防交叉感染。

在食品加工领域,臭氧消毒被用于食品的杀菌、保鲜,能够延长食品的保质期。

在饮用水处理领域,臭氧消毒被用于自来水、瓶装水的消毒处理,能够有效杀灭水中的细菌、病毒,保障饮用水的安全。

此外,臭氧消毒还有一些注意事项。

首先,使用臭氧消毒设备时,需要严格按照操作规程进行操作,避免因操作不当而产生安全事故。

其次,臭氧气体具有一定的刺激性,长时间暴露在高浓度的臭氧气体中会对人体造成伤害,因此在使用臭氧消毒设备时,需要保证操作人员的安全。

最后,臭氧消毒后,需要将空间充分通风,排除残留的臭氧气体,避免对人体造成影响。

综上所述,臭氧消毒是一种高效、快速、无残留的消毒方式,具有广泛的应用前景。

通过空气消毒和水质消毒两种方法,可以实现对空气和水质的消毒处理。

在实际应用中,需要注意操作规程,保证操作人员的安全,以及消毒后的通风处理。

臭氧消毒将为医疗卫生、食品加工、饮用水处理等领域带来更加安全、健康的环境。

臭氧消毒技术及应用

臭氧消毒技术及应用

臭氧消毒技术及应用一、什么是臭氧臭氧(化学分子式O3)又名三原子氧,因其有类似鱼腥味的臭味而得名。

自然界中的臭氧主要存在于地球表面1.2-3.5万米的高空中,在太阳紫外线作用下形成一个臭氧层。

是屏蔽地球表面上生物不受紫外线侵害的保护层。

它可吸收90%的紫外线,是人类的忠诚“卫士”,对维持地球的生态环境有着无法替代的功能。

森林、海边、瀑布旁和雷雨过后有少量的臭氧产生,浓度为 0.01-0.08ppm。

所以,人们在上述环境中倍感空气新鲜,清爽怡神,这就是有臭氧存在的缘故。

所以英文译为“Freshair”也就是“新鲜空气”的意思。

臭氧已被人类应用了近百年的历史,其科学价值显而易见,它对人类健康的作用更是经受住了历史和实践的考验。

不论在防病方面,还是在治病方面,臭氧都有着奇特的效果。

早在19世纪,人们利用臭氧的特殊作用,广泛的应用于消毒、水处理、医药卫生、食品保鲜等。

一百多年来臭氧已深入到我们日常生活的各个方面,1902年,德国建立了第一座用臭氧处理水质的大规模水厂,开创了臭氧水处理的先河,现在世界上已有数千座臭氧水厂,欧美、日本、加拿大等国家的自来水厂应用臭氧已达到普及程度。

矿泉水、纯净水厂家几乎都装备了臭氧设备,我们现在所喝的自来水、纯净水利用臭氧处理一下,就会提高水的口感和卫生条件。

据来自《中国消费者》新闻报道,抽检20个品牌的纯净水达标率只有35%,其中5个品牌问题十分严重,最多的问题是细菌总数严重超标,甚至不计其数。

很多桶装水的二次污染问题非常严重,我国引用水大部分采用漂白粉、氯及二氧化氯和次氯酸钠发生设备消毒,因为氯消毒会产生氯的衍生物造成二次污染,其中三氯甲烷是直接致癌物质,在欧美的饮用水处理上已逐步淘汰。

臭氧处理能够消杀水中大部分对人体有害的物质,并无二次污染。

1904年欧洲利用臭氧对牛奶、肉制品、奶酪、蛋白等食品进行保鲜,延长食用期限。

在医疗方面,二战时日本利用臭氧进行人体理疗,台湾的国际著名臭氧专家——林雍授博士用他的亲身体验,讲述了臭氧对他的救命之情。

臭氧杀菌的化学原理

臭氧杀菌的化学原理

臭氧杀菌的化学原理臭氧(O3)属于一种强氧化性的分子,具有良好的杀菌、消毒、降解有机物和消除异味等作用。

臭氧的杀菌原理主要包括以下几个方面:1. 氧化作用:臭氧具有很强的氧化能力,可以直接氧化细菌的蛋白质、核酸和脂质等生物大分子,破坏细菌的代谢过程和生物结构,进而导致细菌死亡。

臭氧分解时,会释放出自由氧基(•O)和氧分子(O2),自由氧基具有强氧化能力,可以进一步氧化细菌体内的其他生物大分子,加强杀菌效果。

2. 社区的防微杀菌效果:臭氧能够草木具有“中和异味”的作用,能够杀灭空气中的各种细菌、病毒和霉菌,消除异味。

臭氧分解产生的氧分子能够与空气中的异味物质反应,生成无毒物质,从而消除异味。

3. 破坏细胞膜:臭氧分子可以通过渗透细胞膜,并与细菌体内的蛋白质和脂质等生物大分子发生反应,改变细菌细胞膜的结构和功能,使细菌失去细胞膜的完整性,导致细菌的死亡。

4. 杀灭病毒和微生物:臭氧能够破坏病毒和微生物的细胞膜和核酸,进而杀灭病毒和微生物。

研究发现,臭氧可以杀灭多种病毒,包括流感病毒、甲型肝炎病毒、艾滋病病毒等。

此外,臭氧还可以杀灭一些嗜热性和嗜冷性微生物,如产气荚膜梭菌和大肠杆菌等。

5. 破坏细菌内部结构:臭氧分子可以通过氧化反应,降解细菌的代谢产物,破坏细菌内部结构和细胞器,使细菌失去生活能力。

同时,臭氧杀菌的原理也与以下几个因素相关:1. 浓度:臭氧浓度越高,杀菌效果越好。

在一定浓度范围内,臭氧会在短时间内杀灭细菌,病毒和霉菌。

2. 接触时间:臭氧分子需要一定的时间才能进入到细菌和病毒的内部结构,发挥杀菌作用。

在长时间接触臭氧的情况下,臭氧可以更好地杀灭细菌和病毒。

3. 温度和湿度:温度和湿度对臭氧的杀菌效果有一定的影响。

通常情况下,较高的温度和较低的湿度可以提高臭氧的杀菌效果。

综上所述,臭氧以其强氧化性和其他相关因素的作用,可以有效杀灭细菌、病毒和霉菌,达到杀菌、消毒、降解有机物和消除异味的作用。

臭氧消毒机制

臭氧消毒机制

臭氧消毒机制
臭氧消毒机制是指利用臭氧(O3)分子来杀灭和去除空气中的有害细菌、病毒和异味物质的过程。

臭氧具有强氧化能力,并且可以在短时间内迅速杀灭细菌和病毒。

臭氧消毒的过程大致分为三个步骤:
1. 生成臭氧:臭氧可以通过电离或紫外线照射等方式产生。

常见的臭氧发生器通常通过电离空气中的氧分子(O2)来生成臭氧。

2. 杀灭病菌和病毒:臭氧分子具有强氧化作用,可以破坏有机物的代谢过程和细胞膜的结构,从而杀死细菌和病毒。

臭氧通过与这些有害微生物接触,氧化并破坏它们的细胞膜及细胞结构,进而抑制或杀死这些微生物。

3. 氧化分解有害物质:除了杀灭细菌和病毒,臭氧也可以分解并去除空气中的异味物质、有机污染物和VOCs(挥发性有机化合物)。

通过与这些有害物质接触,臭氧可以将其氧化分解成无害的物质,从而提高空气的清洁度和新鲜度。

需要注意的是,臭氧具有一定的毒性,高浓度的臭氧对人体健康也有一定的危害。

因此,在使用臭氧消毒机时,需要严格控制臭氧的浓度和使用时间,避免对人体造成不良影响。

臭氧消毒原理

臭氧消毒原理

臭氧消毒原理
臭氧消毒是一种高效、快速的消毒方法,被广泛应用于水处理、空气净化、食
品保鲜等领域。

臭氧(O3)是一种具有强氧化性的氧化剂,具有很强的杀菌、消
毒作用。

臭氧消毒原理主要包括臭氧的生成、传播和消毒过程。

首先,臭氧是如何生成的呢?臭氧可以通过紫外光或电解水产生。

紫外光法是
利用紫外灯照射空气或水分子,使其分解产生自由氧原子,自由氧原子与氧分子结合生成臭氧。

电解水法是利用电解设备将水分解成氢氧离子和氢离子,氢氧离子与氧分子结合生成臭氧。

其次,臭氧是如何传播的呢?臭氧可以通过气体扩散和液体混合传播。

在气体
扩散中,臭氧可以通过气体的运动和对流传播到需要消毒的空间中。

在液体混合中,臭氧可以通过将臭氧气体溶解在水中,然后将臭氧水溶液喷洒或浸泡到需要消毒的物体表面。

最后,臭氧是如何进行消毒的呢?臭氧消毒主要通过氧化作用和破坏细胞膜来
实现。

臭氧具有强氧化性,可以氧化细菌、病毒、真菌等微生物的细胞膜和细胞壁,破坏其生理代谢过程,从而达到杀灭微生物的目的。

此外,臭氧还可以氧化有机物质和异味物质,使其分解为无害的物质,起到净化空气和水的作用。

综上所述,臭氧消毒原理包括臭氧的生成、传播和消毒过程。

臭氧通过紫外光
或电解水产生,然后通过气体扩散和液体混合传播到需要消毒的空间中,最终通过氧化作用和破坏细胞膜来实现消毒效果。

臭氧消毒具有高效、快速的特点,被广泛应用于各个领域。

希望通过本文的介绍,能让大家对臭氧消毒原理有更深入的了解。

臭氧消毒工作原理

臭氧消毒工作原理

臭氧消毒工作原理
臭氧消毒是利用臭氧气体具有强烈的氧化能力和高效的杀菌作用,对空气中的有害微生物进行消毒的过程。

臭氧(O3)的形成是由于空气中的氧分子(O2)在电离辐射
的作用下发生分解,产生自由氧原子(O)。

自由氧原子会与
氧分子再结合形成臭氧。

臭氧分子相比氧气分子更加活跃,具有强氧化能力。

臭氧消毒的过程主要包括以下几个步骤:
1.臭氧生成:通过臭氧发生器产生臭氧气体,并通过管道输送
到待消毒的场所。

2.臭氧扩散:臭氧气体进入空间后,由于其分子较小,能够迅
速扩散到空气中的各个角落,包括空气中的微生物所在的区域。

3.氧化杀菌:臭氧分子进入微生物的细胞内,与微生物的细胞膜、核酸、酶等结构和成分发生反应,破坏微生物的结构和功能。

臭氧的氧化能力可以破坏细胞膜的完整性,导致细胞内容物外泄,从而使微生物失去生存能力。

4.产物分解:臭氧在杀菌作用后,会逐渐分解成氧气,不会在
空气中残留大量臭氧,避免对人体和环境产生负面影响。

总之,臭氧消毒通过臭氧气体的高氧化能力和杀菌作用,能够
对空气中的有害微生物进行有效消毒,从而提高空气质量和人员健康水平。

臭氧灭菌原理

臭氧灭菌原理

臭氧灭菌原理
臭氧灭菌是一种常见的灭菌方法,它利用臭氧气体的强氧化性质来杀灭细菌、病毒、真菌等有害微生物。

其灭菌原理主要有以下几个方面:
1. 氧化作用:臭氧具有强氧化性,能与微生物细胞膜、核酸、蛋白质等关键组分发生反应,使其结构发生变化,从而杀灭微生物。

特别是臭氧对于微生物的脂质受体非常敏感,可引起脂质氧化和破坏,导致微生物失活。

2. 活性氧自由基产生:臭氧分解不仅产生臭氧分子(O3),
还会产生许多活性氧自由基(O·、HO·等)。

这些活性氧自由
基具有极强的氧化作用,能直接破坏微生物细胞膜、细胞壁以及细胞内的生物大分子。

3. 影响细胞代谢:臭氧还可以影响微生物的氧化代谢过程。

它可以抑制微生物的酶系统,干扰细菌的生长、繁殖和抗生素抗性等机制,从而杀死微生物。

4. 无残留性:臭氧在灭菌过程中会分解为氧气,并不会在物体表面残留。

这使得臭氧灭菌成为一种环保、安全的灭菌方法。

需要注意的是,臭氧具有一定的毒性,因此在臭氧灭菌过程中需要严格控制其浓度和作用时间,避免对人体和物体造成伤害。

此外,臭氧灭菌常常需要与其他灭菌方法结合使用,以达到更好的杀菌效果。

臭氧消毒方法

臭氧消毒方法

臭氧消毒方法臭氧消毒是一种高效的消毒方法,它通过臭氧气体的氧化作用来杀灭细菌、病毒和真菌,具有广泛的应用范围和显著的消毒效果。

臭氧消毒方法被广泛运用于医疗卫生、食品加工、饮用水处理、空气净化等领域。

本文将介绍臭氧消毒的原理、应用和注意事项,希望能为您提供一些参考。

首先,臭氧消毒的原理是利用臭氧气体对微生物的氧化作用来达到消毒的效果。

臭氧分子具有较强的氧化性,能够破坏微生物的细胞膜和细胞内的核酸、蛋白质等生物大分子,从而杀灭微生物。

此外,臭氧分子还能够迅速分解成氧气,不会在环境中留下任何残留物质,是一种环保的消毒方法。

其次,臭氧消毒方法在医疗卫生领域得到广泛应用。

在医疗机构中,可以利用臭氧消毒对手术室、病房、器械等进行消毒。

臭氧消毒还可以用于空气净化,能够有效去除空气中的异味和有害气体,提高空气质量。

此外,在食品加工和饮用水处理领域,臭氧消毒也有着重要的应用价值,能够保障食品和饮用水的安全。

再次,使用臭氧消毒方法需要注意一些事项。

首先,操作人员要接受专业的培训,了解臭氧消毒的原理和操作规程,做好个人防护措施。

其次,要选择专业的臭氧消毒设备,确保消毒效果和安全性。

另外,在进行臭氧消毒时,要严格按照操作规程进行,确保消毒的全面和彻底。

最后,在使用臭氧消毒后,要做好通风换气工作,确保室内空气质量。

综上所述,臭氧消毒方法是一种高效、环保的消毒方法,具有广泛的应用前景。

通过对臭氧消毒的原理、应用和注意事项的介绍,相信您对臭氧消毒方法有了更深入的了解。

在今后的工作和生活中,希望能够合理选择消毒方法,保障环境卫生和人身健康。

臭氧消毒方法,让我们的生活更加安全和健康!。

臭氧的消毒原理

臭氧的消毒原理

臭氧的消毒原理
臭氧的消毒原理主要是通过氧化和杀灭微生物的作用来实现。

当臭氧与细菌、病毒、真菌等微生物接触时,会发生一系列的化学反应,从而引发氧化反应和破坏微生物的细胞膜、DNA
和蛋白质结构。

臭氧的消毒作用主要表现在以下几个方面:
1. 氧化作用:臭氧在与微生物接触后,能与微生物细胞内的酶、蛋白质和其他生物大分子发生氧化反应,造成其结构的破坏和功能的丧失。

2. 破坏细胞膜:臭氧可以直接作用于微生物的细胞膜,改变膜的物理性质,破坏膜的完整性和稳定性,导致细胞内容物外泄,最终导致微生物死亡。

3. 破坏核酸:臭氧可以氧化微生物的核酸,干扰细胞内的遗传信息传递和基因表达,进而引起细胞的死亡。

4. 杀灭孢子:臭氧的消毒作用对耐热性较高的孢子也具有较强的杀灭作用,因为臭氧能够渗透到孢子的内部,破坏其内部结构,从而杀死孢子。

臭氧作为一种高效且广谱的消毒剂,在水处理、食品加工、医疗卫生等领域有着广泛的应用。

它能够快速、高效地杀灭微生物,且不会留下任何有害的残留物,对环境无污染,因此在消毒领域具有重要的应用价值。

臭氧氧化原理

臭氧氧化原理

臭氧氧化原理
臭氧氧化原理是指利用臭氧氧化反应来处理有机废气和水体中的有机物质的一种技术。

臭氧是一种强氧化剂,具有很强的氧化能力,因此可以有效地将有机废气和水体中的有机物质氧化分解,达到净化环境的目的。

首先,臭氧氧化原理的基本过程是臭氧分子与有机物质发生氧化反应。

当臭氧分子与有机物质接触时,臭氧分子会释放出自由基,这些自由基具有很强的氧化能力,可以与有机物质中的双键、三键等进行氧化反应,将有机物质分解成小分子的无害物质,从而达到净化环境的效果。

其次,臭氧氧化原理在实际应用中有着广泛的用途。

在工业生产中,有机废气的处理是一个重要的环保问题,而臭氧氧化技术可以有效地将有机废气中的有害物质氧化分解,净化排放的废气,保护大气环境。

在水处理领域,臭氧氧化技术也可以将水体中的有机物质氧化分解,提高水质,保护水资源。

此外,臭氧氧化原理还具有一些特殊的优点。

首先,臭氧氧化反应是一种无二次污染的氧化方式,氧化产物是氧气和水,不会对环境造成二次污染。

其次,臭氧氧化技术对有机物质的氧化效果好,反应速度快,处理效率高。

再次,臭氧氧化技术操作简单,设备投资和运行成本低,具有较好的经济性。

综上所述,臭氧氧化原理是一种重要的环境净化技术,具有广泛的应用前景。

通过臭氧氧化技术处理有机废气和水体中的有机物质,可以有效地净化环境,保护大气和水资源。

因此,臭氧氧化技术在工业生产和环境保护中具有重要的地位,对于改善环境质量,保护人类健康具有重要的意义。

希望随着科技的不断进步,臭氧氧化技术能够得到更广泛的应用,为环境保护事业做出更大的贡献。

o3杀菌消毒原理

o3杀菌消毒原理

o3杀菌消毒原理
臭氧(O3)是一种具有强氧化性的气体,因此在一定条件下,可以用作杀菌和消毒的剂。

以下是臭氧杀菌消毒的主要原理:
1.氧化作用:臭氧具有强烈的氧化性,能够与微生物的细胞膜、
蛋白质、核酸等分子发生氧化反应。

这导致微生物的细胞膜破
裂、蛋白质变性以及核酸结构的破坏,从而杀灭或抑制微生物
的生长和繁殖。

2.破坏细胞壁:臭氧还能够引起细菌和病毒的细胞壁破裂,导致
细胞内容物泄漏,从而杀灭微生物。

这对于一些致病微生物的
灭活具有重要作用。

3.直接接触杀菌:臭氧气体可以直接接触到被处理物体表面,因
此能够在短时间内迅速发挥杀菌和消毒作用。

4.消除异味:臭氧分子能够与一些有机物发生反应,降解它们,
从而去除异味。

这在一些需要改善空气质量的环境中也具有一
定的应用。

5.快速分解:臭氧在环境中相对较不稳定,容易分解为氧分子。

因此,臭氧在处理后,残留的氧气不会对环境产生长时间的影
响。

需要注意的是,臭氧的使用需要在合适的条件下进行,因为高浓度的臭氧对人体呼吸道和黏膜具有刺激性。

因此,在进行臭氧杀菌消毒时,必须采取适当的安全措施,确保操作人员和环境的安全。

第7章 氧化还原与消毒-13-14-02

第7章 氧化还原与消毒-13-14-02

加氯设备、加氯间和氯库
氯气气源间漏气有三处:(1)阀门泄漏;(2) 氯气瓶针形阀慢性泄漏;(3)氯气瓶表体泄漏。 解决的办法:在氯气间设置氯气吸收装置。 氯气吸收系统原理:将泄漏至厂房的氯气,用风 机送入吸收系统,经化学物质吸收而转化为其它 物质,避免氯气直接排入大气、污染环境。 经常使用的吸收剂为碱性强、吸收率高的NaOH。 Na与氯气的反应式为:
折点加氯法
H:峰点 B:折点 OA段:水中杂质把氯消耗光。 AH段:氯与氨反应,有余氯存在, 有一定消毒效果,但余氯为化合性氯, 其主要成分是一氯氨。 HB段:仍然是化合性余氯,加氯量 继续增加,氯氨被氧化成不起消毒作用 的化合物,余氯反而减少。 BC段:B点以后,出现自由性余氯。 加氯量超过折点需要量:折点氯化 当原水游离氨<0.3mg/L时→→加氯量控 制在折点后; 当原水游离氨>0.5mg/L时→→加氯量控 制在峰点前。
不同pH值和水温时水中HOCL和OCl的比例关系图
不同PH值和水温时水中HOCL和OCL的比例
100 100
80
80
HOCl(%)
40
40
20
20
0
4 5 6 7 8 9 10 11
0 pH 0.C 20.C
OCl(%)
60
60
(2)折点加氯法
加氯曲线 水中无任何微生物、有机物等, 加氯量=余氯,如下图中的① 水中有机物较少时,需氯量满 足以后就是余氯,如下图中的 ②
一、消毒定义
消毒过程:氧化剂在水处理过程中可以与 水中微生物如原生动物、浮游生物、藻类、 细菌、病毒等作用,使之灭活或强化去除 的过程。 消毒:将水体中的病原微生物(pathogenic organisms)灭活,使之减少到可以接受的 程度。

臭氧氧化PPT课件

臭氧氧化PPT课件
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(4)有机物浓度和结构 ✓ 有机物浓度 被处理水溶液中有机物的浓度较高时,它 们与臭氧反应的化学势很高,一旦它与臭 氧接触便可发生化学反应 ✓ 有机物结构 大分子长链有机物其不一定能够氧化。
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(5)气态O3的投加方式 ✓ O3的投加方式通常在混合反应器中进行, 混合反应器的作用有二:(1)促进气、 水扩散混合;(2)使气、水充分接触, 迅速反应。 ✓ 设计混合反应器时要考虑臭氧分子在水中 的扩散速度与污染物的反应速度
第9页/共27页
✓污水中有机物或无机物的物理化学性质 与pH值有密切关系; ✓臭氧吸收率与pH值有一定关系; ✓pH 值在整个臭氧氧化过程中的变化,主 要是在中性或碱性条件下pH值会随着氧化 过程而呈下降趋势,其原因是有机物氧化 成小分子有机酸或醛之类物质
碱性条件下的污染物去除率高于酸性 条件
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(3)O3/H2O2/UV
在紫外光的照射下,能够迅速产生羟基自由

(·OH),·OH的产生机理如下:
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O3/H2O2/UV --应用
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(4)臭氧/活性炭协同降 解有机物处理技术
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(5)超声强化臭氧氧化技术
• 超声波通过超声空化作用强化臭氧氧 化能力,提高臭氧利用率。超声空化作用 原理是当有一定功率的超声波辐射水溶 液时,水中的微小泡核在超声负压和正压 的作用下急速膨胀和压缩、破裂和崩溃。 由于该过程发生在纳米级到微米级的范 围内,气泡内的气体受压后急剧升温,可达 到5000K。高温将气泡内的气液界面的 介质裂解产生强氧化性的自由基。
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臭氧/生物活性炭技术

臭氧消毒

臭氧消毒
活性氧(臭氧)灭菌消毒作用体现在它的强氧化性上,是全球公认的绿色广谱高效的消毒灭菌剂。 广泛用于饮用水消毒,医疗卫生机构空气消毒,臭氧会在30-40分钟后自动还原成氧气,没有化 学残留二次污染。所应用的领域有消毒柜、果蔬解毒机,妇科治疗仪、食品加工、饮用水灌装消 毒设备等。详情可以查阅科普图书资料或上查询以验证。
食品行业
在水产制品加工中的应用,在冷冻水产品的冻前处理中,通过臭氧水喷淋杀菌对水制产品的卫生 指标可以起到良好的控制作用。 在冷库中的应用主要有三个方面:一是杀灭微生物—消毒杀菌;二是使各种有臭味的无机物或有 机物氧化一除臭;三是使新陈代谢产物氧化,从而抑制新陈代谢过程。
禽类养殖
禽类现代工厂化养殖,尤其是养鸡生产已到了转型期,即从普及发展转为提高生产效率和产品质 量阶段。在转型期常规的技术已暴露出明显的弱点。就以养鸡生产最关键的预防瘟疫和病害的措 施来说,必须在技术上找到新的突破口,才能提高生产效益和产品质量。在常规的饲养过程中只 是不断地给鸡喂上抗生素和注射疫苗。这些措施看起来无可非议,但是,却忽视了饲养过程中平 时无时不刻地对场内空气进行杀菌、消毒、净化。而使受细菌病毒等污染的如侏儒症。过多地使 用化学药物会损害了蛋鸡的吸钙机能。蛋鸡的吸钙机能一时受损即使增加含钙饲料也收效甚微, 软壳蛋不可避免地还要产出。养鸡生产过程中不给鸡喂抗生素等药物难以避免瘟疫疾病带来的损 失,喂了抗生素等药物又影响了产品质量,实在处于两难状态。臭氧充注到养殖棚内,首先与禽 类排泄物所散发的异臭进行分解反应去除异臭,当异臭去除到一定程度稍闻到臭氧味时,棚内空 间的大肠杆菌,葡萄球菌及新城瘟疫、鸡霍乱、禽流感等病毒基本随之杀灭。
效果
效果
臭氧灭菌的速度和效果是无与伦比的,它的高氧化还原电位决定它对氧化、脱色、除味方面的广 泛应用,有人研究指出,臭氧溶解于水中,几乎能够杀水中一切对人体有害的物质,比如铁、锰、 铬、硫酸盐、酚、苯、氧化物等,还可分解有机物及灭藻等。

臭氧消毒技术规范

臭氧消毒技术规范

《消毒技术规范》—臭氧,分子量为48.00。

臭氧又名三子氧,分子式为O3一、理化特性:臭氧在常温下为带蓝色的爆炸性气体,有特臭,为已知最强的氧化剂,密度为1.658(空气=1)。

臭氧气体经冷处理后可呈液状,其液体密度为1.71,沸点为-112.3℃,在水中溶解度比氧高,但因分压较低,故在平时使用温度与压力下,只能得到每升数毫克的溶液,含臭氧的溶液,温热时会爆炸。

臭氧的稳定性极差,在常温下可自行分解为氧,在270℃高温下可立即转化为氧。

1%水溶液在常温大气中半衰期为16分钟,所以臭氧不能像其它工业气体一样可以用瓶贮存,一般为现场生产,立即使用。

二、杀菌作用:臭氧是一种广谱杀菌剂,可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等,并可破坏肉毒杆菌毒素。

臭氧在水中杀菌迅速较氯快。

三、影响杀菌作用的因素:①PH:用臭氧水溶液消毒时,若PH增高,则所需浓度必须增加。

②湿度:用臭氧熏蒸消毒时,相对湿度高则效果好,低则效果差,对干燥菌体几乎无杀菌作用。

③温度:温度降低有利于臭氧的溶解,可增强其消毒作用,甚至在0℃亦能保持较好的杀菌效果,如水温为4-6℃时,臭氧杀菌用量为100,水温10-21℃时为160,水温36-38℃时则为320,有机物可降低其杀菌作用。

四、毒性:空气中臭氧浓度达0.01-0.02mg/L时即可嗅知:浓度达到1mg/L时,可引起呼吸加速、变、胸闷等症状,在2.5-5mg/L时,可引起脉搏加速,疲倦、头痛,停留1小时可发生肺气肿,以至死亡,作业现场空气中容许的阀限值为0.2mg/m3.五、腐蚀性:臭氧为强氧化剂,可损坏多种物品,浓度越高对物品损害越重,可使铜片出现绿色锈斑,特别是使橡胶老化,色变暗,弹性降低,以致变脆,断裂,使织物漂白褪色.六、稳定性:臭氧稳定性极差,常温下即可自行分解为氧,停止发生后,通风30-60分钟后,其浓度与大气水平一样.七、使用范围:在消毒方面,臭氧的用途主要有以下几种:1、液体消毒:饮用水、工业生活污水和饮料水的净化消毒.2、物体表面消毒,饮食用具、理发工具、食品加工用具、衣物、钱币、票券等放密闭箱内消毒.3、防腐保存:蔬菜水果蛋类鱼肉类干鲜土特产,水产品加工,贮存和冷藏等.八、使用方法:1液体消毒:臭氧消毒饮用水时,其用量取决于水质,应由实验确定精确值,比较清洁的水,一般应加臭氧0.5-1mg/L,作用5-10分钟后,水中保持臭氧浓度为0.1-0.5mg/L;对于污染比较严重的饮用水,臭氧用量可增至3-6 mg/L。

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带有供电子基的芳香类化合物(如含有-OH、 -CH3、-NH2、-OC等),在邻对位碳原子上的 电子云密度较大,这些碳原子很容易与臭氧发生反 应,如苯酚[反应速度常数k= 1300±300L/(mol· s)]。但带有吸电子基的芳香 类化合物(如含有-COOH、-NO、-Clˉ等基团) 难以与臭氧发生反应,如氯苯的反应速度常数为 k=0.75±0.2L /(mol· s),硝基苯的反应速度常 数k=0.09±0.02L /(mol· s)。 其反应:臭氧首先与钝化程度最低的间位碳原子 作用,先形成带邻对位羟基的中间产物,随后可进 一步氧化生成醌式化合物,最后生成含有羰基或羧 基的脂肪类化合物。对于高稳定性的有机污染物如 农药和卤代有机污染物等,需要采用高级氧化方法。





臭氧消毒效果的影响因素:温度、pH及细菌存在形 态(游离态、或附着其他成分上)、共存物质的种类 与特性 温度升高,消毒效果提高。温度每升高10℃,消毒 速度提高2~3倍。 水的浊度、色度:有相当一部分O3,用于无机物和 有机物的氧化分解上。 O3剂量:饮用水为0.2~1.5mg /L。 O3溶解量:一般为通人量的60%至90%。 O3接触池:曝气、扩散、接触,最小接触时间为 4~10min时,水中约有0.4mg/L的剩余臭氧,可 达到好的消毒效果。 实践中,接触池出水的臭氧浓度为0.1mg/L时,消 毒即可达标。





(4)臭氧预氧化也可以破坏水中的浮游生物、抑制其生 长繁殖,它能够与构成细胞的各种成分作用,使之氧化 破坏,如,臭氧能与蛋白质很快地反应,由于细胞膜上 含有多种蛋白质成分,因而细胞膜是臭氧进攻的主要对 象。 (5)剩余的臭氧进人到细胞内部后还能很快地与细胞质 和染色体作用,因为核酸(主要是鸟嘌呤和胸腺嘧啶)能 很快地被臭氧分解。 (6)无机物质所产生的臭味:由S2-、Mn2+、Fe2+等易被 臭氧预氧化去除。 (7)有机物质所产生的臭味:可以被部分预臭氧氧化去除, 但如果水中的臭味物质是含饱和键的有机物,则臭氧预 氧化的除臭味作用会较差。 霉臭味物质:去除水中2,3,4-三氯苯甲醚、2 -异丙 基--3-甲氧基吡嗪、2-异丁基-3-甲氧基吡嗪、 地霉素和2-甲基-异2-茨醇。 2-甲基-异2-茨醇最难氧化,其次为地霉素、 2,3, 4-三氯苯甲醚和两种吡嗪化合物,对于这些稳定性臭




臭氧—生物活性炭:三氯甲烷前驱物浓度已大为 降低,再经氯消毒,较少生成三氯甲烷等副产物。 臭氧化副产物等致突变物:可通过活性炭吸附去 除,保证出水安全,并减少后续消毒投氯量。 将活性炭吸附后直接出水,由活性炭层泄露出的 微炭粒和微生物会影响水质;并需要对活性炭层 进行较频繁的反冲洗。 若对其二次混凝及砂滤,活性炭吸附出水中含有 的微小炭粒和从活性炭颗粒表面脱落下来的生物 膜可去除;还可去除铁、锰,并且保证管网系统 中水的生物稳定性,使管网中细菌繁殖的风险减 到最小。但工艺成本增高。

水中氨氮也可被臭氧缓慢地氧化成硝酸根离子,但 是,臭氧对氨的去除效果不如氯,通常为了去除氨 氮,需要大剂量投加臭氧并需要较长的反应时间。

臭氧也能将水中硫化氢氧化成硫酸根,从而去除其 嗅味。常规水处理对氰化物的去除效果不大,而臭 氧则能很容易地将氰化物氧化成毒性小100倍的氰 酸盐。反应式如下:


臭氧-生物活性炭:增加消除中间产物的过滤/吸 附设施,它是将臭氧化学氧化、活性炭物理化学吸附、 生物氧化降解合为一体的除污染工艺。 臭氧预氧化:提高吸附工艺效果。因分解水中的大有 机物,并使难生物降解的有机物断链、开环,形成小 分子溶解性有机物;降低生物活性炭滤池的有机负荷, 避免当水中大分子有机物含量较多时活性炭的吸附表 面加速饱和而得不到充分利用;活性炭表面吸附的大 量有机物为微生物提供了良好的生存环境;预臭氧化 还起到充氧作用,在有丰富的溶解氧情况下,微生物 以有机物为养料生存与繁殖,使活性炭表面得以部 分再生,延长了活性炭的使用周期。






2.控制氯化消毒副产物的作用 (1)臭氧预氧化对三卤甲烷(THM)的控制作用 三卤甲烷:是主要的挥发性氯化消毒副产物。 臭氧预氧化:可破坏部分三卤甲烷前驱物质。 重碳酸盐含量较高时:臭氧预氧化对THMFP(卤仿生 成势)的降低幅度相对较大; 重碳酸盐含量相对较低时:臭氧预氧化对THMFP的 降低幅度相对较小。 原因:在自由基捕获剂存在下(如重碳酸盐),臭氧 分子对卤仿前驱物质的氧化破坏更具有选择性,从 而使某些卤仿前驱物质分子中的活性点破坏,使之 在后续氯化消毒过程中卤仿生成量降低。


臭氧(03): 是氧的同素异形 体,由3个氧原子 组成。 3个氧原子呈三角 形排列,其夹角 为 116°(19)′±30″, 两个O-O键长为 127.8pm±0.3p m,其结构见图7 -9。


常温常压下:纯净的03为淡蓝色气体,液态呈 深蓝色,密度为2.143kg/m3(0℃, 760mmHg),与空气的密度比为1.657。浓 度很低时有清新气味,浓度高时则有强烈的漂 白粉味,有毒、有腐蚀性。 在标准压力和温度下,臭氧在水中的溶解度比 氧气大10倍,比空气大25倍,其溶解度见表 7-7。


由于臭氧具有偶极结构,因而臭氧分子与含 不饱和键的有机物可以进行加成反应,首先 生成某过氧化物,其在水中会进一步分解成 含羰基的化合物(如醛或酮)及某过渡态中间 产物,随后很快生成羟基过氧化物,并进一 步分解成羰基化合物和过氧化氢。 亲电取代反应:在有机污染物分子结构中电 子云密度较大的部分,特别是芳香类化合物。


因而,令 对于水中某一种有机污染物,其与臭氧间的反应 动力学方程可写成:
其中,ki为表观反应速度常数,其数值与溶液pH、 水温等因素有关。 有机污染物的分解速度分别与水中臭氧浓度和有 机物浓度成正比。 臭氧氧化过程中,只有表观速度常数大于 103L/(mol· s)的有机污染物才能在给水处理工艺 条件下得到有效的去除。 若表观速度常数很小、所需的氧化时间过长,在 实际给水处理厂中难以达到理想的除污染效果。
2.臭氧与有机物作用机理 两种途径: 一是臭氧分子与有机污染物间的直接氧化作用,它 是缓慢且有明显选择性的反应。 二是臭氧被分解后产生羟基自由基(OH· ),间接地 与水中有机污染物作用,这一反应很快,且没有选 择性。 与有机污染物间的氧化作用有两种方式: 一种是偶极加成反应;另一种是亲电取代反应。

pH值对臭氧氧化其他几种氯化消毒副产物前驱物质 的影响类似于THMFP(卤仿生成势)的情况。在低 pH条件下或水中重碳酸根浓度较高条件下,臭氧预 氧化对总有机卤(TOX)的去除率明显提高,进一 步说明臭氧分子直接氧化对氯化消毒副产物的控制 效果明显优于自由基氧化。但对于水中一些在氯化 过程中反应速度较慢的副产物前驱物质,采用自由 基氧化能够有效地降低后续氯化消毒过程中的副产 物生成量。
4,臭氧氧化副产物 大分子物质转化成小分子物质,生成一些有 机酸、醇、醛等(如乙酸、甲醇、甲醛), 提高了有机物的可生化性,增加了出水中的 生物可同化有机碳(AOC)和可生物降解溶解 性有机碳(BDOC)含量等,导致管网细菌的 二次繁殖。



7.3.5 臭氧中间氧化 在常规净水工艺的沉后或滤前投加臭氧,可以氧化常规 工艺难以去除的微量有机污染物,同时将大分子有机物 分解成可生物降解的小分子有机物,增加出厂水中生物 可同化有机碳(细菌繁殖的营养成分)的浓度(见表7 -8),因此有必要在使用臭氧的后续流程中加人某种 形式的除有机物工艺。臭氧也不可能将三卤甲烷前驱物 彻底氧化破坏,只是增强了其可生化性,对水中已形成 的三卤甲烷几乎没有作用,一般要经过吸附工艺去除。
臭氧—生物活性炭缺点:工艺环节多,运 行操作复杂,系统运行控制和管理维修要 求严格。 一般活性炭2~3年后失掉吸附能力需要再 生,再生设备费用高。 局限性:对高稳定性、难降解的有机物, 如某些有机农药、卤代有机物和硝基化合 物等,臭氧对它们的氧化能力很低,有些 根本不与臭氧反应,因而在活性炭滤层中 也难于被微生物降解,臭氧化过程中也会 形成一些不能进一步氧化的副产物。
化助凝作用 氧化助凝作用: 是指臭氧预氧化所产生的有助于提高后续混凝、沉淀 (或气浮)、过滤、直接过滤等工艺效率的物理化学现 象。 原因:有机物对胶体产生严重保护作用,使之稳定性 显著提高,难于脱稳,是目前混凝过程中存在的主要 问题。 胶体稳定性的增加是由于大分子天然有机物在无机胶 体颗粒表面形成有机保护层,造成空间位阻或双电层 排斥作用,导致混凝过程中混凝剂投量显著提高。 预氧化能够破坏有机物对胶体的保护作用,从而促进 混凝效果。 最早应用是预氯化,但在预氯化过程中会生成一系列 对人体健康危害较大的卤代有机物,在饮用水处理中 受到限制,臭氧取代了氯氧化剂。 可用除浊效果、TOC去除效果及过滤过程中水头损失 增长速度等衡量臭氧的助凝效果。

臭氧与有机污染物间的反应动力学方程:


其中:[03]和[M氵]分别为臭氧和有机物浓度。 自由基(OH· )是臭氧与水中OH–、有机污染物或某些 无机物等引发剂(Initiators)作用而生成的,其生成 浓度与水中臭氧浓度成正比: 式中、


其中,ki是引发步骤的速度常数(臭氧分解),Si和ksi分 别代表自由基捕获剂的浓度和速度常数。

溴离子(Br):当臭氧投量较高时,臭氧预氧化可使水 中溴代三卤甲烷的浓度升高。因为臭氧可以将水中 溴离子(Br)氧化成次溴酸(HOBr),后者与水中有机 物反应生成溴代三卤甲烷(Br-THM)。

式中M为有机物。



溴离子存在时,臭氧在降低了一部分THM的同时, 会使THM的组成向着溴代三卤甲烷浓度增多的方 向转移。 当水中[O3]/[TOC]比值较低时,溴代三卤甲烷浓 度升高现象不明显,因为臭氧更易于被有机物消 耗。 (2)臭氧预氧化对其他氯化消毒副产物的作用 臭氧能有效地降低三氯乙酸(TCAA)、二氯乙腈 (DCAN)等难挥发性卤代有机物的生成势,但对二 氯乙酸(DCAA)的生成势无任何影响,而1,1,1-三 氯乙酮的生成势(TCACFP)则有所升高。
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