臭氧與氯系消毒劑的殺菌能力哪個(gè)強(qiáng)呢

        臭氧具有很強(qiáng)的反應(yīng)性，它在氧化鐵、錳、硫化物、亞硝酸鹽、-C=C-等擁有雙鍵的烴系有機(jī)化合物被消耗的同時(shí)，也對(duì)微生物產(chǎn)生作用，發(fā)揮極強(qiáng)的消毒能力。但要達(dá)到有效的消毒效果，必須提高一定的臭氧濃度與接觸時(shí)間之乘積CT值。因此，必須讓臭氧有一定時(shí)間和一定量的殘留。

關(guān)于臭氧的消毒能力，金子對(duì)病毒失活的濁度影響進(jìn)行了研究，其結(jié)果如圖5-12、5-13所示。

        高嶺土是無(wú)機(jī)濁質(zhì)物質(zhì)中典型性的濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，活性污泥是有機(jī)濁質(zhì)的代表，用這兩種物質(zhì)，了解懸浮物質(zhì)對(duì)臭氧使病毒滅活之影響。在這些圖中，大致呈直線下降趨勢(shì)，由此可知，濁度越高，直線的傾斜度越平緩，這是因?yàn)閼腋∥镔|(zhì)降低了臭氧的消毒效果。

        在無(wú)濁質(zhì)的水中，如要大部分的病毒滅活，臭氧的接觸時(shí)間需5分鐘，且殘留濃度需達(dá)0.6mg/L。很多研究數(shù)據(jù)指出，作為自來(lái)水，水源水接觸時(shí)間需為4~5分鐘，殘留臭氧濃度需達(dá)0.4~0.6mg/L。從反應(yīng)初期的臭氧濃度（C）和接觸時(shí)間（T）的乘積CT值來(lái)看，它具有相當(dāng)于氯10倍的消毒能力。即臭氧的CT值約是氯的1/10。表5-13是臭氧與氯劑的殺菌能力比較，可發(fā)現(xiàn)臭氧使微生物失活能力比次氯酸、次氯酸鹽離子以及氯胺強(qiáng)得多。因此，如用氯消毒，需在反應(yīng)槽中滯留幾十分鐘，而用臭氧消毒，只需幾分鐘。為此設(shè)計(jì)了約0.4mg/L的臭氧量殘留幾分鐘的接觸槽，為維持此臭氧濃度，根據(jù)不同水質(zhì)需在自來(lái)水原水中注入1~2mg/L的臭氧。

 

        歐洲是以殘留臭氧濃度為0.4~0.5mg/L的標(biāo)準(zhǔn)注入臭氧的。因在殘留臭氧濃度0.4mg/L，接觸時(shí)間為4~6分鐘的情況下，能使99.9%的脊髓灰質(zhì)炎病毒滅活。如今，考慮將接觸時(shí)間逐漸延長(zhǎng)到4~12分鐘。在美國(guó)已以CT值來(lái)考慮消毒槽或臭氧接觸槽的流動(dòng)分布特性）。

臭氧的殺毒作用在一定溫度下與其濃度和接觸時(shí)間成正比。表5-13用CT值對(duì)水溶液中殺菌劑的殺菌能力進(jìn)行比較。如腸內(nèi)菌，0.5mg/L的臭氧濃度與之接觸1/2秒即可使大部分失活，但用次氯酸，相同濃度需24秒。作為化合氯的一氯胺，則需100倍的40分鐘。臭氧的殺菌能力相比氯受pH值及溫度的影響較小。但如水中有反應(yīng)性的有機(jī)物質(zhì)存在，臭氧在接觸細(xì)菌之前就會(huì)被消耗掉，因此，必須研究殘留濃度問(wèn)題。

       在臭氧消毒過(guò)程中，pH值，特別是pH值在8以上是一個(gè)重要因素。和氯與pH值的關(guān)系不同，當(dāng)一定量的臭氧存在于水中時(shí)，pH值無(wú)影響，但要一定量的臭氧存在，隨pH值上升必須增加臭氧的注入量。這是因?yàn)閜H值上升，特別是pH達(dá)到8以上時(shí)，臭氧分解速度加快之故。圖5-14所示是不同pH值的水注入的臭氧濃度與殘留濃度的關(guān)系。當(dāng)pH值達(dá)到9，即使增加臭氧，殘留臭氧濃度也幾乎不增加。即使注入的臭氧濃度相同，如果pH值高其殘留臭氧濃度也較低。對(duì)消毒而言，殘留濃度是很重要的。這說(shuō)明在不同的pH值比較消毒能力時(shí)，僅用注入濃度來(lái)評(píng)判是沒(méi)有意義的。

 

        臭氧作用很快，因此即使pH值高，殘留濃度低，也有一定程度的消毒效果。這是因?yàn)榉纸庵按嬖诘某粞醯椒纸獾暮芏虝r(shí)間內(nèi)使之滅活。不僅僅是pH值，當(dāng)臭氧應(yīng)用到環(huán)境水時(shí)，因臭氧的消耗量很大，因此，要有一定的殘留濃度，必須注入大量的臭氧。臭氧被消耗的過(guò)程中，除了純化學(xué)反應(yīng)之外，還會(huì)與微生物發(fā)生反應(yīng)使微生物減少。因此，在這種情況下，將單位時(shí)間內(nèi)臭氧的消耗量與殘留量之和作為移動(dòng)量，用此移動(dòng)量來(lái)判斷消毒效果比單純用CT值更為實(shí)際。即得知達(dá)到一定效果所需消耗多少的臭氧量。此值因水質(zhì)而變化。其實(shí)例如圖5-14、表5-15所示。

        臭氧的滅活明顯受濁度的影響，圖5-12、5-13已舉出具體實(shí)例。如濁度成分為無(wú)機(jī)性的高嶺土，如期望30分鐘能達(dá)到大部分病毒滅活率的低效果，那么由于臭氧強(qiáng)大作用，濁度成分的影響不會(huì)明顯。但如期望5分鐘能使大部分的病毒滅活，無(wú)高嶺土殘留，臭氧的濃度需為0.6mg/L，有1mg/L以上的高嶺土，殘留臭氧的濃度則需達(dá)到0.9mg/L以上。如有1mg/L以上的活性污泥存在，通常的臭氧注入范圍不可能達(dá)到5分鐘、大部分的病毒滅活的效果。臭氧消毒中，除了病毒與濁度成分混合并凝集塊之外，微生物也會(huì)因臭氧而互相凝集塊，從而表現(xiàn)出抗消毒性。

        臭氧的消毒效果也會(huì)因制造臭氧的原料氣體而異。相對(duì)13~15分鐘的接觸時(shí)間內(nèi)使3log病毒滅活，原料氣體為空氣的需要?dú)埩舫粞鯘舛葹?.1~0.5mg/L，原料氣體為氧氣的則需要0.13~1.3mg/L。其差異是由含有臭氧的氣體與要處理水的比率（氣液比）的不同而產(chǎn)生的。原料氣體為空氣的，氣液比較大約為1，而氧氣原料的則較小。氣液比大，氣體充分溶解的速度就快。
      摘自：《臭氧技術(shù)手冊(cè)》一書(shū)