近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，在水處理及水污染的治理方面出現(xiàn)了新的問題。由于工業(yè)廢水中出現(xiàn)了一些生物難降解的或有毒的有機污染物(如農(nóng)藥，合成洗滌劑和某些染料等);同時，為了保護環(huán)境和水資源以及能夠處理過的污染水得到回用，環(huán)境保護和相關(guān)部門制訂了嚴格的標準和法律。在許多情況下，工業(yè)廢水必需經(jīng)過三級深度處理才能滿足水污染治理和廢水回用的要求。 臭氧作為有效的廢水深度處理手段之一，具有氧化能力強，反應速度快，使用方便(包括臭氧的制造，輸出和投配等)，不產(chǎn)生二次污染等一系列優(yōu)點而受到人們的重視。 污水處理包括城市生活污水、工業(yè)污水與醫(yī)療污水的處理，主要目的為殺菌消毒、去除污染物質(zhì)并脫色除味以達到排放標準。近幾年由于水資源匱乏，行業(yè)主管部門制定了工業(yè)、生活污水回用的法規(guī)，提高了處理標準。美國在本世紀七十年代初開始利用臭氧處理生活污水，其主要目的為消毒并降低生物耗氧量（BOD）和化學耗氧量（COD），去除亞硝酸鹽、懸浮固體及脫色，已達到全面生產(chǎn)應用的水平。日本則在缺水地區(qū)進行污水臭氧處理后，作為非食用水（即中水）循環(huán)使用，北京、上海、山東等大城市也正在推廣使用當中。工業(yè)污水臭氧用來對電鍍含氰污水氧化、紡織印染污水脫色、精煉污水去除酚、烷類物質(zhì)等。

二、臭氧應用的機理

臭氧消毒原理可以認為是一種氧化反應。

（1）臭氧對細菌滅活的機理：

臭氧對細菌的滅活反應總是進行的很迅速。與其它殺菌劑不同的是：臭氧能與細菌細胞壁脂類雙鍵反應, 穿入菌體內(nèi)部，作用于蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導致細菌死亡。臭氧還作用于細胞內(nèi)的核物質(zhì)，如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。

（2）臭氧對病毒的滅活機理：

臭氧對病毒的作用首先是病毒的衣體殼蛋白的四條多肽鏈，并使RNA受到損傷，特別是形成它的蛋白質(zhì)。噬菌體被臭氧氧化后，電鏡觀察可見其表皮被破碎成許多碎片，從中釋放出許多核糖核酸，干擾其吸附到寄存體上。

三、臭氧的消毒技術(shù)

1、臭氧殺菌的機理：臭氧O3是氧的同素異形體，很不穩(wěn)定，在常溫下可分解為氧氣。臭氧對細菌的滅活反應總是進行得很迅速。與其他殺菌劑不同的是，臭氧能與細菌細胞壁脂類雙鍵反應，穿入菌體內(nèi)部，作用于蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導致細菌死亡。臭氧還作用于細胞內(nèi)的核物質(zhì)，如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。臭氧對病毒的作用首先是作用于病毒衣體殼蛋白的四條多肽鏈，并使RNA受到損傷，特別是形成蛋白質(zhì)。噬菌體被臭氧氧化后，電鏡觀察可見其表皮被破碎成許多碎片，從中釋放出許多核糖核酸，干擾其吸附到寄存體上，臭氧殺菌徹底。

2、臭氧的投加量，投加時間與殺菌效果：實驗室對生活污水進行臭氧的消毒實驗，以確定投加時間和投加量。取30L水樣，實驗臭氧發(fā)生器質(zhì)量濃度25mg/L，通氣量3L/min，進行臭氧消毒試驗。每消毒1min取樣一次,進行細菌檢測(類大腸菌)。在實驗室靜態(tài)下進行消毒試驗，當消毒時間達到3min時，消毒效果已達到MEPC159(55)決議要求(100個/100mL)，此時臭氧的投加量為7.5g/m3。(1000/30)×25×3/1000=7.5為此，在實驗室又對單位時間內(nèi)不同的臭氧投加量進行試驗，當臭氧投加量為7.0~8.0g/m3時，消毒已達到效果。

（1）臭氧的制取：人工產(chǎn)生臭氧的方法按原理分為光化學、電化學、原子輻射和電暈放電等幾種。原子輻射法用得極少,工業(yè)應用臭氧源大多采用電暈放電法制取。電暈放電合成臭氧是目前世界上應用最多的臭氧制取技術(shù),此技術(shù)能夠使臭氧產(chǎn)量單臺達500kg/h以上。電暈放電法(無聲放電或輝光發(fā)電法)就是一種干燥的含氧氣體流過電暈放電區(qū)產(chǎn)生臭氧的方法。常用的原料氣體有：氧氣空氣以及含有氯、二氧化碳，或許還有其他惰性稀釋氣體的含氧混合氣體。

（2）次氯酸鈉、紫外線、臭氧消毒的比較：次氯酸鈉(NaCLO)在艦船污水處理系統(tǒng)中消毒時，是以固態(tài)或液態(tài)形式投加的，投加量正常為小于20mg/L，大于5mg/L，根據(jù)MEPC(55)決議余氯量小于0.5mg/L時，如果采用次氯酸鈉進行消毒滿足不了新標準的要求。否則需作去氯處理。同時艦船上儲存該藥劑，需采用鐵桶包裝,需進行防潮處理。紫外線消毒無二次污染的擔憂，但是紫外線燈管罩易結(jié)垢，隨著時間的推移，勢必影響燈光的強度，影響殺菌的效果。污水處理系統(tǒng)運行過程中需對紫外線燈管罩進行定期的清除污垢。臭氧消毒反應快、投量少、適應能力強、消毒性能穩(wěn)定，無二次污染。

四、臭氧消毒方法的優(yōu)越性

 1.臭氧是優(yōu)良的氧化劑 ，可以殺滅抗氯性強的病毒和芽孢；

 2.臭氧消毒受污水 PH 值及溫度影響較小； 

 3.臭氧去除污水中的色、嗅、味和酚氯等污染物，增加水中的溶解氧，改善水質(zhì)；

 4.臭氧可以分解難生物降解的有機物和三致物質(zhì)，提高污水的可生化性；

 5.臭氧在水中易分解，不會因殘留造成二次污染。

五、臭氧在污水處理過程中的具體應用

中小規(guī)模生活污水的處理，主要適用中小城鎮(zhèn)和大型企業(yè).處理后的生活污水可作為工業(yè)用水或生活雜用水，也可用于綠化灌溉，使污水資源化.本文通過對幾個有代表性的不同類型生活污水處理工藝的比較探討，說明其各自特點，以利更好地選擇應用不同的生活污水處理工藝。

（1）典型生活污水水質(zhì)

　經(jīng)使用后的生活用水水質(zhì)發(fā)生了變化，水中增加了有機物、懸浮物和致病菌。水處理設(shè)備比較典型的生活污水水質(zhì)中生化需氧量(BOD5)-般為l00-400mg/LI化學需氧量(CODcr)-般為250—1000mg/LI懸浮物(Ss)一般為100-350mg/LIPH值為6-9。

（2）生活污水處理工藝

2.1 人工生物凈化

人工生物凈化，是人為的創(chuàng)造條件使微生物大量繁殖，人工馴化微生物，利用微生物質(zhì)新陳代謝降解水中有機物的方法，是目前國內(nèi)外對生活污水二級處理的主體工藝。主要優(yōu)點為：處理效果穩(wěn)定，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)處理效率，處理工藝占地面積小。主要缺點為：投資高、運行費用高、管理復雜，需操作人員較多。

主要處理工藝如下：生活污水一沉淀(或氣浮)一生物膜法一生物濾池(生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化、活性污泥法)一曝氣池(氧化溝)一沉淀(或氣浮)一消毒一出水

2.2 自然生物凈化處理

自然生物凈化處理，主要利用土壤在的微生物和植物根系或水塘中的微生物作用使水中的污染物濃度降低。主要優(yōu)點為：投資低(征地費l萬元/hm的情況下)、運行費用低、管理簡單、需要的操作人員少。可以單獨使用，也可相互組成聯(lián)合處理系統(tǒng)。缺點為：占地面積大。主要處理工藝如下：生活污水一沉淀一氧化塘(土地處理)一快速滲濾(滿速滲濾、地表漫流)

2.3 人工生物凈化和自然生物凈化

在土地資源豐富，地價相對便宜的城鎮(zhèn)，采用人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的方法，在經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)有其實際意義。

主要處理工藝為：

生活污水一沉淀一曝氣氧化塘一土地處理(農(nóng)業(yè)灌溉)曝氣氧化塘與土地處理都具有運行費用低、耗能少及管理簡單等優(yōu)點。曝氣氧化塘能去除部分N、P、病菌和寄生蟲。在我國西北的大多數(shù)中小城鎮(zhèn)，有可利用的土地資源，應該大力提倡采用自然生物凈化工藝處理生活污水。

　　（3）生活污水處理新工藝

　　 3.1 水解一好氧處理技術(shù)

　　水解沉淀是利用兼性菌，使污水在特殊的沉淀池中預先降解40%的有機物，集沉淀\吸附\生物絮凝\生物降解為一體的處理功能，可以使后續(xù)處理的曝氣池容積減少約50%，曝氣量也可減少約50%I與初沉池比較COD\BOD5、SS去除率都提高了一倍左右，經(jīng)水解、酸化后的出水再經(jīng)好癢生物處理，有效的提高了污染物的去除率。該工藝基建投資較普通過活性污泥工藝可節(jié)約30%-40%，占地可減少20%-30%，總耗電可節(jié)約34%，處理成本可節(jié)約37%-40%。

　　3.2 管道處理工藝

　　管道處理工藝是利用輸送污水的掛表到加壓作為處理設(shè)備，并在管內(nèi)充癢，使污水在輸送過程中進行生物處理，以減輕管道末端污水處理廠的負擔。生活污水處理廠只需建設(shè)沉淀池，不用活性污泥回流，管道處理能力可在較大范圍內(nèi)靈活變化，與普通活性污泥法比較，可節(jié)約投資40%，運轉(zhuǎn)費用低，適用與污水輸送距離較遠的城市(管道長度需6km—l0km).

　3.3 生物膜自然凈化工藝

　　生物膜自然凈化是移植生物膜技術(shù)，采用厭癢菌和兼性菌處理生活污水。具有運行費用低，幾乎不耗能的特點，適合在旅游區(qū)和居民區(qū)生活污水處理中采用。

　　3.4 深井曝氣

深井曝氣是以一深井為曝氣池的高效率活性污泥工藝，井直徑lm一6m，深度50m一100m。一般利用廢井進行改造，投資費用較低。深井曝氣具有很高的充癢能力，并能維持很高的混合液污泥濃度，處理效率較普通曝氣法提高約5倍，電耗節(jié)省40%-50%。其主要優(yōu)點是高效、低耗、占地少，是目前國內(nèi)推廣應用較好的處理方法。

六、尾氣處理工藝

1、臭氧在污水處理過程中往往不能百分之百的被污水吸收利用，所以在剩余的尾氣中還含有一部分臭氧，如直接排入大氣就會污染環(huán)境，危害人體健康。剩余臭氧可以盡量利用，如經(jīng)常采用引入原污水中。如實在不能利用就必須處理。尾氣處理的方法有燃燒法、活性炭吸附法、化學吸收法和催化分解法等。處理后的尾氣重的臭氧含量應小于0-1mg/l 。目前多使用回收利用、熱分解法和霍加拉特劑催化分解法。

2 、在生產(chǎn)實踐中，常將臭氧尾氣以各種方式回用于原水的預處理，譬如，利用水射器，微空擴散器，混合到原水當中。

3、耐實臭氧設(shè)備所有的臭氧機系列產(chǎn)品當中都采用了內(nèi)置臭氧毀滅器，可以保證設(shè)備使用當中無尾氣污染，有效解除對尾氣的污染的擔憂。

七、結(jié)束語

盡管臭氧具有極強的氧化性，在水處理中作用很大，但也有一定的局限性，臭氧并不是萬能的。在污水處理中，對于某些有機物或中間產(chǎn)物，臭氧特別濃度低時）很難將其完全氧化和去除。所以對于一些復合化水的處理，臭氧作為一個重要環(huán)節(jié)是有效的，復雜污水配用生化法、光催化法或藥物輔助都是必要的。臭氧對水的處理用途是廣泛的，但也要把握住不同的水質(zhì)采用一些不同的辦法，必要時采取一些絮凝過濾技術(shù)加以配合。只有這樣，才能使臭氧化法在水處理上的應用越來越廣泛，工藝越來越成熟，發(fā)展前景越來越廣闊，同時可以查看更多關(guān)于臭氧消毒技術(shù)處理廢水的技術(shù)文檔。