臭氧氧化技术PPT课件

❖ 在实际应用中，臭氧用于自来水消毒所需的投加量 一般为1－3mg/l，接触时间不小于5min。
❖ 选择性 例如臭氧对于滤过性病毒及其它致病菌的 灭活作用非常有效。但青霉素菌之类的菌种对臭氧 就具有一定的抗药性。对一般细菌、大肠菌、病毒 等特别有效，其杀菌能力比氯系列的消毒剂要强几 十倍到数百倍。
❖ 各种常用消毒剂的效果按以下顺序排列：
O3>ClO2>HOCl>OCl->NHCl2>NH2Cl
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饮用水处理－－色、嗅、味的去除
❖ 地表水体的色度主要由溶解性有机物、悬浮 胶体、铁锰和颗粒物引起。溶解性有机物引 起的色度较难去除，其致色有机物的特征结 构是带双键或芳香环。
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饮用水处理－－色、嗅、味的去除
❖ 其脱色的机理是臭氧及其产生的活泼自由基 OH使染料发色基团中的不饱和键（芳香基或 共轭双键）断裂生成小分子量的酸和醛，生 成了低分子量的有机物，从而导致水体色度 显著降低。
有二次污染，是理想的绿色氧化药剂。因此，臭
氧氧化方法已逐渐发展成为一种高级氧化技术，
在水处理领域中臭氧技术已在许多方面得到了应
用。臭氧应用于水处理过程中其作用主要是除臭、
脱色、杀菌和去除有机物。
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臭氧概述
目前在水处理方面广泛地研究和应用臭氧 技术，并由原先的单独使用发展成与其它方 法联合使用，同时臭氧处理单元自身也有了 很大的发展，以下将介绍臭氧处理技术及其 在水处理中的应用并着重介绍臭氧高级氧化 技术的基本原理及应用。
种氧化膜的产生，使金属的腐蚀电位向正方 向移动，迅速降低了腐蚀速率
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循环冷却水的处理－－臭氧阻垢机理
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臭氧氧化性能的影响因素－－臭氧化混合 气进气量
❖ 改变臭氧化混合气的进气量实质上就是改变 单位时间内的臭氧投加量，在有机负荷一定 的条件下，就是改变反应过程中臭氧和有机 物的投加比，在有机物浓度一定、连续地通 入臭氧化混合气的半连续半间歇操作中，随 单位时间内臭氧通入量的增加，有机物氧化 反应速率相应提高。
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臭氧在水处理中的应用
－－饮用水处理
在饮用水处理中，臭氧主要用于三个方面:
❖ 臭氧预处理，在常规净水工艺前增设臭氧工 艺;
❖ 臭氧-生物活性炭处理，O3与颗粒活性炭结合， 在常规净水工艺后，对水作深度处理，以除 去各种有机物和色、嗅、味等;
❖ 臭氧消毒，用以代替氯对水进行消毒。
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饮用水处理－－消毒杀菌
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循环冷却水的处理
与化学药剂处理法相比，臭氧法具有以下特点：
❖ 能有效地控制有机微生物，使循环水中的COD和 AOX的数量都被抑制在很低的水平，从而得到优良 的水质；
❖ 系统能在高浓缩倍数下运行，可实现零排污，节约 水量，比化学药剂法节约1/2－2来自百度文库3；
❖ 系统内不会产生结垢现象，同时，系统中原来形成 的垢也能被有效去除；
解水中污染物。
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臭氧在水中可能引起的反应
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臭氧在水中的分解机理
M代表水. 中杂质
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臭氧在水处理中的应用
－－饮用水处理
臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位 (2.07Ｖ,仅次于氟,位居第二),常用来进行杀 菌消毒、除臭、除味、脱色，去除铁、锰， 氧化分解有机物和絮凝作用等,在饮用水处 理中有着广泛的应用。
❖ 通过活泼的自由基OH·与污染物反应使染料 的发色基团中的不饱和键断裂生成分子量小 无色有机酸醛等，从而达到脱色和降解有机 物的目的。
❖ 臭氧对亲水性染料的脱色速度快，效果好；
对疏水性染料的脱色速度慢，效果差，且需 臭氧量大。
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处理含金属离子废水
❖ 将存在于废水中的金属离子氧化为不溶于水 的化合物 。例如臭氧可将Fe2+氧化成Fe3＋后 水解生成Fe（OH）3沉淀下来
❖ 臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶， 使细菌灭活死亡。
❖ 直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器 和DNA，RNA，使细菌的新陈代谢受到破坏， 导致细菌死亡。
❖ 透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜
的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透
性畸变而溶解死亡。
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饮用水处理－－消毒杀菌
❖ 臭氧杀菌受臭氧的浓度、水温、PH值、水的浊度等 因素影响
高级氧化技术 ——臭氧氧化技术
（Technology of Ozone Oxidation)
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臭氧概述
臭氧在常温常压下是一种不稳定、具有特殊
刺激性气味的浅蓝色气体。臭氧具有极强的氧化
性能，在碱性溶液中拥有2.07V的氧化电位，其氧
化能力仅次于氟，高于氯和高锰酸钾。基于臭氧
的强氧化性，且在水中可短时间内自行分解，没
❖ 臭氧可氧化铁、锰等无机有色离子为难溶物
❖ 臭氧的微絮凝效应还有助于有机胶体和颗粒 物的混凝，并通过过滤去除致色物。
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废水处理
❖ 臭氧可用来去除COD、BOD，并破坏有害的 化学物 。
❖ 已用于炼油废水中酚类化合物的去除、电镀 含氰废水处理、含染料废水的脱色、洗涤剂 的氧化、照片洗印漂洗、氰化铁废液的回收 与再利用等。
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臭氧与有机物的反应途径
❖ 直接反应：污染物+ O3→产物或中间物 有选择性，速度慢；
❖ 间接反应：污染物+ HO·→产物或中间物
无选择性，HO·（E0=2.8V）电位高，反 应能力强，速度快，可引发链反应，使许多 有机物彻底降解。
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处理含氰废水
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去除染料和印染废水的色度和难降解 有机物
❖ 臭氧对系统具有良好的缓蚀作用；
❖ 适应pH值范围宽；
❖ 运行费用大大低于化学药. 剂。
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循环冷却水的处理－－臭氧防腐机理
❖ 臭氧是一种强氧化剂，其抑制腐蚀的机理与 铬酸盐缓蚀剂的作用大致相似，主要原因是
由于冷却水中活泼的氧原子与亚铁离子反应 后，在阳极表面形成一层含γ-Fe2O3的氧化物 钝化膜能阻碍水中的溶解氧扩散到金属表面 ，从而抑制腐蚀反应的进行 。同时，由于这
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臭氧氧化性能的影响因素－－搅拌速度
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臭氧的反应机理：
臭氧之所以表现出强氧化性，是因为臭氧
分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子
性，臭氧分解产生的新生态氧原子，和在水
中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH，
它们的高度活性在水处理中被用于杀菌消毒、
破坏有机物结构等等，其副产物无毒，基本
无二次污染，有着许多别的氧化剂无法比拟
的优点，不仅可以消毒杀菌，还可以氧化分