（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川，成都，610081）
【摘 要】臭氧污水处理法具有占地面积小、净化程度高、无二次污染、浮渣和污泥产生量较少等优点。但在我国仍处于起步阶段，各种相关的技术、配套工艺、设备乃至标准还不完善，是未来的重点发展技术。本文就其在市政污水应用中的特点、作用、技术进行分析探讨。
【关键词】臭氧；污水处理；杀菌
一、臭氧用于污水处理的特点
由于臭氧具有很强的氧化能力，它可以通过破坏有机污染物的分子结构以达到改变污染物性质的目的，在一定条件下能提高常规工艺去除常量有机物的能力，具有很强的杀菌消毒作用，可除臭去味、脱色、除铁除锰，能有效地氧化分解有机物，接触时间短且不受温度和pH值的影响。臭氧用于污水处理具有以下优点：
（1）臭氧能有效地去除污水中COD、阴离子洗涤剂及氨氮，而且在常温下，臭氧经过30min左右即可还原成氧气，因而没有任何残留和二次污染；
（2）臭氧可以在生产现场制造，与液氯、次氯酸钠相比，不需要储运环节，减少了操作危险性；
（3）臭氧具有强的氧化作用，反应速度快。臭氧对微生物、细菌、病毒都有良好的灭活和致死作用，它灭活微生物的效果优于氯、氯胺、二氧化氯等消毒剂。同时还能够氧化降解水中的其他污染物质；
（4）臭氧消毒副产物基本上不可能含有THMs，而主要是醛、芳香族羧酸等有机物。当水中含有溴离子时可能生成溴化物；
（5）水中剩余的臭氧能很快自然分解为氧气，出水中含有较高的溶解氧，排放到受纳水体后不增加水体的负担，并可改善水体的水质，是最洁净的消毒剂。
二、臭氧在市政污水处理中的作用
（一）杀菌
城市污水经二级处理后,水质已经改善,细菌含量也大幅度减少,但细菌的绝对数量仍很可观,并存在有病原菌的可能,必须在去除掉这些微生物以后,废水才可以安全地排入水体或循环再用。随着居民对生活品质要求的不断提高,污水处理厂的二级处理出水对城市水体造成的影响引起了人们对健康和安全问题的更多关注。消毒是灭活这些致病生物体的基本方法之一,因此污水处理厂的尾水消毒已经成为污水处理中的重要工序,水处理专业人员也在不断探索污水消毒的最佳方法。
（二）除味、除色
污水处理流程中，其必要的单元处理过程除水的消毒之外，就是水的脱色。臭氧化法不需要向水中投加其它化学药剂。臭氧的强氧化能力可使水得到深度脱色处理。水的色度主要由溶解性有机物、悬浮胶体、铁锰和颗粒物引起。其中光吸收和散射引起的表色较易通过传统方法去除，溶解性有机物引起的真色较难去除。致色有机物的特征结构是带双键和芳香环。臭氧的脱色作用大致可解释为酚的羟基被氧化成相应的醌。进一步的臭养化反应使其分子在与芳香核的连结桥处断裂并生成起较弱染色作用的白腐酸。在大剂量地投加臭氧情况下，通过生成草酸的过程而发生芳香环的破坏。
臭氧去除嗅味的效率非常高，一般l-3 mg／L的投加量即可达到规定阈值。臭氧化主要靠羟基自由基去除异臭物质，催化产生更多的自由基将加强臭氧的除臭功能。水源中的硫化氢基本上来源于污水的污染，采用臭氧处理含有36 mg／l硫化氢的水，当反应时间为20 min时，水中的硫化氢可降至0.17 mg／l，并可使水中嗅味全部消除。臭氧消耗量为2 mg／mg。由于生成硫酸，水的pH值降低。
（三）去除有机物
从COD含量及去除率变化曲线可以看出，，随臭氧接触时间的增加，实验水体中CODCr含量呈不断减少的趋势变化，变化幅度从575.3 mg／L下降到413.15 mg／L，去除率达到了30％。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这是由于臭氧的强氧化性将部分有机物氧化为H2O和CO2。还可以看出，在臭氧接触45min内CODCr去除速率为0.5 mg／L·min；且在30-45 min有个跃点，15 min内去除率从15％增加到了24％；从45—120 min，接触时间延长了近3倍，而CODCr去除速率仅从24％增加到29％，增加了5％。由此也说明臭氧对CODCr的去除率并不与臭氧接触时间成正比。即臭氧接触时间在一定范围内(30-45min)对CODCr的处理较为经济合理。
三、臭氧的应用技术
水处理臭氧发生应用技术主要分发生、冷却、干燥、气水混合四大基础部分和电控系统、结构系统六大方面技术水处理臭氧发生多采用气隙放电法，因浓度需求，其电耗增高，器件的温升也不可避免，温升是影响臭氧产生和设备寿命的主要因素，所以一般需要冷却，主要有风冷，水冷两种。在同样臭氧发生部件、电源条件下，臭氧产量与气源干燥度是成正比的，目前气源干燥的手段主要有冷冻、露凝、化学法等。
气水混合装置是臭氧用于水处理必不可少的配套设备，虽然臭氧易溶于水，溶解度比氧气高十几倍，但必须采用一定的技术手段使臭氧与水充分接触，其中接触面积、时间、臭氧浓度、压力等都是混合效率的决定因素。目前，臭氧与水的混合主要有以下几种：
（1）嚗气法：这是一种传统的简便方法，带有一定压力的臭氧气利用某种泡化器，让其形成缩小气泡与水充分接触，不难看出，气泡越小，深度越大，接触时间越长，效果越好。
（2）射流法：也称文丘里法，是利用水在管道中流动时通过装置变径加快流速形成负压吸气，通入臭氧与水在管路中混合。这种装置在安装时，一是射流器须与管路配套（以管径为准），二是射流器中的水流向不能存在逆压，避免水进入臭氧发生罐，三是射流器延出管路必须在 2.5m以上，越长效率越高，四是流速要达到一定量，保证负吸形成，五是器件与管路必须用不锈钢或塑料材质，杜绝用钢、铁以免消耗臭氧与氧化腐蚀。射流法效率较高，但安装设计与要求应相当严格。
（3）涡轮负吸法：这种方式是通过水泵吸程加装气路，在供水时形成负吸将臭氧带入水中，效率较高。
（4）反应塔法：这种方法是通过一个较高的装置塔，将水由高处喷下形成雾状，将臭氧化气体自设置在塔底部的微孔扩散设备扩散成微小气泡上升，与水流形成逆行，使臭氧气与水充分接触形成臭氧水。
四、臭氧在市政污水处理中的应用
某城市水资源短缺，污水的处理能够很好地缓解其用水矛盾。A市政污水处理厂划定一定范围内的小区生活污水为进水水源，结合水质的特点，选用一种工艺简单、占地面积小、同时还具有适应性强、耐冲击负荷好等特点的膜生物反应器污水处理工艺。
生活污水首先进入化粪池，然后经过格栅，进入到调节池，进行水质水量调节，格栅截留下来的栅渣，由人工定期进行清除，调节池中的污水经提升泵提升至膜生物反应器，在膜生物反应器中，活性微生物与污水充分接触氧化，不断的氧化污水中能被微生物分解的有机物，而不能被微生物分解的有机物和无机物及活性污泥、悬浮物、各类胶体、大部分细菌则被膜生物反应器中的膜分离，净化后的清水经过膜流经水射器，臭氧经过水射器投加到净化后的清水中，然后进入管道混合器使臭氧与净化后的清水充分接触，杀死出水中的残留的细菌，使出水水质完全达到回用水标准，经过膜生物反应器（MBR）处理后的水质可以回用，进行冲厕、浇花草树木、冲地、洗车等其它非饮用场所。
污水处理后，COD、BOD、悬浮物SS、各类细菌溶解性总固体的浓度与含量符合中华人民共和国建设部生活杂用水标准CJ25.1-89。
参考文献：
[1]谢文军.臭氧在市政污水处理中的应用[J].城市建设,2010年15期.
论文作者:白华清
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年6期
论文发表时间:2015/10/15
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