臭氧技术在水处理几大领域的技术及应用

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 一、食品饮用水处理

    臭氧化应用技术最广泛、最成功的领域是饮用水的处理。臭氧用于饮用水处理，除灭菌效果好，无二次污染外，还兼有脱色、除味，去除铁、锰、氧化分解有机物和助凝作用，有的报告指出，臭氧能够消杀水中一切对人体有害的物质。     饮用水的国际标准为细菌总个数、大肠菌群均为零，西方欧美等国都执行这一标准，所以自来水供水公司的臭氧水处理产品应用十分普遍。我国因处发展中，经济上相对落后，饮用水的国家卫生标准为细菌总个数为<100个，大肠菌群<3，而且大多采用漂白粉、加氯和近几年推广的二氧化氯及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，其中三卤甲烷是直接致癌物质，在欧美的饮用水处理上已逐步淘汰。就目前的国内臭氧发生器价格来说，与二氧化氯、次氯酸钠价格差不多，甚至还低，只是人们的认识水平和设备更新缺乏资金，尚有一个过程。     一九九六年国家卫生部下文件，要求二次供水必须安装消毒设施，有些单位的自备井也必须在水质达标的情况下才允许使用，二次供水的消毒及处理产品，目前只有在二氧化氯、次氯酸钠和臭氧发生设备中选用，臭氧水处理具有较强的竞争优势，应是一个成熟市场。近几年兴起的矿泉水、纯净水、瓶装水已是臭氧技术产品的必用市场，离开臭氧装备很难达标。 饮用水的处理在使用臭氧设备时，臭氧的投加量一般在1-3mg/L，接触时间10-15min即可，可作为选型时根据用水量计算参考。 《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006） 按照《食品企业通用卫生规范》（GB 14881—1994）的要求，食品生产用水(冰)，必须符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）。 二、游泳池水处理    臭氧化技术用于游泳池水处理技术已十分成熟，欧美等国使用十分普遍，国际比赛游泳池几乎都是采用臭氧技术处理，我国的游泳用水标准要求细菌个数<1000个，大肠菌群<100个，浊度<5，目前主要采用加氯、漂白粉、硫酸铜等消杀手段，在水质达标的同时，又造成二次污染，造成使水质扎眼，刺激皮肤等恶果，特别是液氯使用中潜在威胁很大，一旦泄漏会造成大面积中毒污染，使用中使人提心吊胆。臭氧技术在水质达标的情况下，完全没有以上缺陷，臭氧化水还可消杀体菌以美容，更为经济的是使用中减少或取消了药物消耗，成本降低，水质保质期得以延长，是一笔不小的节约开支。    游泳池水的臭氧处理技术与饮用水处理基本相同，其普及应用有待于经济和认知水平的提高。需要掌握的是，使用臭氧后，室内游泳池基本不用药物辅助，露天游泳池在高温下可能会使部分藻类生长，这是因为臭氧虽然有灭藻功能，但藻类品种繁多，不可能全部杀灭，这种情况一般出现在太阳光强烈的持续高温天气，此时配用少许硫酸铜即可。 三、养殖水处理    臭氧化处理养殖水，对鱼、虾、蟹类的生长极为有利，经济效益也非常明显，在欧美已广为采用。    养殖水因富含有机物，水质很容易出问题，细菌病毒鱼虾类的细菌传播也十分猖狂，近几年沿海诸多养虾池绝产和大量荒废正是因此形成。    臭氧在养殖水处理中，除了灭菌和抑制病毒菌对鱼虾的感染、传播外，还可以分解有机物，去除COD、BOD物质，又因其助凝作用，对改善水质是一项良好的措施。近几年水质污染严重，污染水对鱼类造成疾病和大批死亡屡见不鲜，而臭氧能消杀NH3、SO2及赤潮毒素等，有害物质，这说明臭氧技术对养殖业推广是多么重要。    国外报道，用臭氧处理养殖水，对鱼塘鱼类可增产30%以上，对虾池虾类可增产60%以上，对鱼虾蟹苗的对比试验，成活率均提高90%多，养殖水使用臭氧，一般对已造成危害的病毒菌水，臭氧注入浓度达0.5-1.2mg/L就可全部杀死水中细菌，如果作为预防性作用，0.5-0.7mg/L就足够。 四、循环冷却水的处理    循环冷却水在工业上很普遍，比如发电厂、化肥厂、化工厂等。近几年兴起的中央空调设备也离不开循环水。近年来，由于在循环冷却水中发现了一种对人体危害极大的格兰氏阴性病原体，使人们越来越关注循环冷却水的处理工艺。70年代末，美国进行了大量的循环冷却水的臭氧处理研究，证明臭氧具有缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻、节水、无污染等诸多优点，且处理费用低于传统的处理方法，所以臭氧处理循环冷却水具有广阔的前景。 五、工业废水处理    臭氧在工业废水处理中应用十分普遍，常见的有对含酚、含氰及印染废水处理等。臭氧能使氰络盐中的氰迅速分解，其反应为两步，先将剧毒的CN-氧化为CNO-，以后再进一步氧化为CO2和N2，能使有毒废水的毒性降低100倍左右。臭氧对含酚废水处理，其对酚的降解速度与臭氧投加量与时间有关，且反应中PH值越高反应越快，臭氧消耗越小。臭氧对除分散染料以外的所有染料废水都有脱色能力，他可以破坏染料中的发色或助色基因，达到脱色效果。国内一项试验表明，在色度高达1800-2500倍， COD为1100-1800mg/L时，在特定条件下，臭氧可在15min内脱色率达99%，COD去除率接近90%。因工业废水程度不一，计算臭氧投加量时，一般通过试验得出数据。 六、复合化臭氧水处理    尽管臭氧具有极强的氧化性，但也有一定的局限性，臭氧并不是万能的。在污水处理中，对于某些有机物或中间产物，臭氧（特别浓度低时）很难将其氧化和去除。这又要回溯到臭氧的氧化、灭菌、脱色、除味四种基本功能上来，所以对于一些复合化水的处理，臭氧作为一个重要环节是有效的，复杂污水配用生化法、光催化法或药物辅助都是必要的。即使饮用水，其泥砂、杂质也要配用过滤技术等解决。 七、高浓度臭氧水生成 1、杀菌消毒： （1）食品厂、制药厂需要对原材料等物体表面进行过流式浸没杀菌，而形成无菌的原材料表面（对包装容器可以高浓度臭氧气体接触完成消毒杀菌）。如水果等经过清洗后可达到无菌而可以制成浓缩果汁。 （2）在水产品加工中——冷冻包装之前，通过高浓度臭氧水喷淋杀菌或过流式浸没杀菌，对水产制品的卫生指标达到了完美的控制，避免了使用氯化物带来余氯超标的问题。 （3）在液体食品加工（如饮料、果汁等）和制药厂的生产过程中，高浓度臭氧水可用于管路、生产设备及盛装容器的浸泡和冲洗，从而达到高效灭菌。管路、设备及容器表面上的细菌病毒被冲淋及杀死，非常简单省事。即不会产生死角，还避免了使用其它化学消毒剂带来的有害物质排放及残留，而臭氧无任何残留和二次污染。 （3）可广泛应用于宾馆、酒店、机关食堂，为餐饮具、瓜果蔬菜杀菌消毒；以及儿童玩具、物体表面的杀菌消毒。　　 2、农药降解：可以广泛应用于公共饮食食堂、果蔬加工厂、食品加工厂等处，用来去除农药、化肥、食品添加剂等有害物质。 　　 3、水处理：可广泛应用于工业用水的防藻、杀菌，养殖用水的杀菌防病，污水处理过程中的除臭、脱色、灭菌等工艺。 　　 4、食品保鲜：可广泛应用于冷冻厂、食品加工厂、牲畜屠宰厂等单位生产加工过程中的原料及成品贮存、保鲜、消毒的工艺过程。　　 5、净化清洁： （1）可广泛应用于宾馆、酒店、桑拿浴室、医院、制药、食品等行业洗涤衣物 （2）可广泛应用于公共场合、厕所、生产场地的净化清洁。