臭氧氧化處理技術(shù)中臭氧的反應特性
一、化學氧化處理中臭氧處理的地位和所期待事項
水處理中通過化學氧化處理欲達基本目標為如下事項。
1.達到質(zhì)的根本改變以改善消毒、去色、除臭、生物分解性及凝聚性，表面電解分布變化，粒徑分布變化，有機物低分子化及親水性等。
2.使有害、有毒有機物安全化及無機化。
3.著眼于流行病防治的安全性，能處理極微量的環(huán)境污染物質(zhì)。
臭氧處理不論其主目標是哪個，處理工藝如何構(gòu)成，其操作方法和條件或處理成本是否妥帖等總是需研究的內(nèi)容。另外，氧化還原處理在實際處理工程中欲具有充分的功能，至少要滿足如下幾個條件。
1.如可能的話，在常溫常壓下完成反應。
2.在較大范圍的pH值和溫度條件下有很快的反應速度。
3.反應生成物（副生成物）及造成二次污染的物質(zhì)要少，另外不要產(chǎn)生需要再處理的的質(zhì)。
4.盡可能價廉且操作簡單。
5.能處理生物（生化法）無法處理的有機物。
6.節(jié)能且并不占很大空間。
等等，而臭氧是一種能基本涵蓋這些條件的氧化劑。但也不能充分解決所有事項，還有需要開發(fā)的新技術(shù)。
二、臭氧的反應特性
根據(jù)至今在水處理等應用臭氧的經(jīng)驗，使用臭氧的效果和特征如下。
1.只要有電就能隨時隨地制造所需的臭氧量。
2.臭氧量少則無效，量足則完美，即所謂“或全或缺效應”（all or none effect）
3.有直接反應（臭氧氧化）與間接反應（自由基反應）。
4.致癌、老齡化等與活性氧有關(guān)，但尚不明確活性氧的處理特性。
5.臭氧濃度高且被氧化物濃度越高，反應速度越快。
6.水處理過程中需要臭氧溶解技術(shù)與反應促進技術(shù)，且各需其反應槽。
7.擅長將高分子低分子化，反應生成物一般較親水，且分解性強。
8.改善殺菌、脫色、除臭、透明度效果很佳。
9.臭氧會自行分解成無害的氧且為無功消耗。
10.因制造臭氧成本較高，要求能充分應用溶解臭氧的技術(shù)。
11.可處理生物處理無法處理的物質(zhì)。
12.不會產(chǎn)生處理的剩余污泥。
13.無需添加藥劑。
從有機物與臭氧的反應特性可以了解到，臭氧直接處理不飽和有機化合物能使其親水化及低分子化，但無法使其無機化。欲行徹底處理（碳酸氣化），必須導入高級氧化法的自由基反應。直接臭氧處理中，能切斷色度、臭味成分的部分分子，但只能期待有機物于親水狀態(tài)而其減少量卻很小。換言之，經(jīng)臭氧處理，用BOD即能檢測之前用BOD難以測定的有機物（C0D成分），即提高凈水處理的AOC值。且這些有機物能被自然界的細菌分解，作為自然物質(zhì)循環(huán)過程的一環(huán)。
如今，殺菌消毒操作所用的藥劑有紫外線、氯、臭氧、二氧化氯等，用氯和臭氧的消毒機理還不太明確。一般情況下，氯的消毒作用主要是次氯酸（HOC1）和C12等分子狀氯的反應，使較容易通過細胞膜。溶入細胞內(nèi)原漿的氯直接作用于生命體的中心—NA，與之結(jié)合，使之變質(zhì)而死亡。臭氧則具強力的氧化特性，與許多不飽和有機物會隨機發(fā)生反應，也會與細胞發(fā)生反應。首先則與細胞表面的細胞膜發(fā)生反應，破壞其一部分，在細胞膜上打孔，使原漿析出。很終生命體無法維持。這種機理在氯消毒時存在用量與效果之關(guān)系（dose-response），即氯用量少，則效果差，氯的用量多，則效果充分。如是臭氧消毒，因單位量細胞必須消耗一定量的臭氧，否則便無效果，因此，效果達到前看似會白白消耗臭氧，這種效應稱為或全或無（all-or-none）效應。
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