污水處理中臭氧除臭褪色COD及其作用原理

隨著水污染的日益嚴(yán)重和國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，人們?cè)絹碓疥P(guān)注飲用水的水質(zhì)安全。臭氧(O3)是應(yīng)用最廣泛的新型氧化劑，不僅可以氧化分解去除細(xì)小的有機(jī)物、膠體雜質(zhì)和腐植酸，還可以去除水中污染的漂浮油、藻類微生物、細(xì)菌和病毒。由于其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了一些研究和工程應(yīng)用的成果。
第一，臭氧資源化剩余污泥。
活性污泥法提高了廢水的日處理能力，成為國(guó)內(nèi)外廣泛使用的常見污水處理工藝。然而，污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥已經(jīng)成為一個(gè)難題，污泥處理成本占整個(gè)污水處理成本的很大比例。利用臭氧對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理的資源化技術(shù)在剩余污泥減量化技術(shù)中已相對(duì)完善。臭氧處理后的污泥作為污水的一部分，與目標(biāo)污水一起進(jìn)入曝氣池，被微生物消化，部分轉(zhuǎn)化為二氧化碳。經(jīng)過這樣一個(gè)臭氧對(duì)污泥的預(yù)處理過程，剩余的污泥大大減少。臭氧殘留污泥減量技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)需要臭氧發(fā)生器，能量消耗大。高效臭氧發(fā)生器的研發(fā)和臭氧利用率對(duì)降低廢水成本起著重要作用。近年來，日本一直致力于高效臭氧器的開發(fā)。在提高臭氧利用效率的研究中，將連續(xù)第一濃度臭氧處理污泥改為間歇濃度臭氧處理污泥，利用實(shí)際污水進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的臭氧污泥處理所需的臭氧量約為原料的四分之一。與此同時(shí)，水質(zhì)處理要優(yōu)于持續(xù)低濃度臭氧處理水質(zhì)，為降低臭氧污泥的污水處理工藝成本提供了可能的途徑。
二是臭氧對(duì)水體除臭。
碳、氮、硫是污水處理過程中產(chǎn)生氣味的主要物質(zhì)。只有少數(shù)產(chǎn)生氣味的物質(zhì)是無機(jī)物質(zhì)，如氨、磷、硫化氫；大多數(shù)產(chǎn)生氣味的物質(zhì)是有機(jī)物質(zhì)，如低分子脂肪酸、胺、醛、酮、醚等。根據(jù)我所在污水處理廠的進(jìn)水情況，80%的進(jìn)水量是生活污水，即有機(jī)物含量很高，無機(jī)物含量相對(duì)較低。產(chǎn)生氣味的物質(zhì)大多是有機(jī)物質(zhì)，如低分子脂肪酸、胺、醛、酮、醚等。這些物質(zhì)都有活性基團(tuán)，容易反應(yīng)，特別容易氧化。臭氧具有強(qiáng)氧化的特點(diǎn)，使活性基團(tuán)的氣味消失，從而達(dá)到除臭的原理。除了去除異味外，臭氧還可以防止異味再次產(chǎn)生。這是因?yàn)槌粞醢l(fā)生器產(chǎn)生的氣體含有大量的氧氣或氣體，缺氧環(huán)境下容易產(chǎn)生異味。選擇臭氧處理，在氧化除臭的同時(shí)形成富氧環(huán)境，可以防止異味再次產(chǎn)生。改善城市生活污水廠污水處理環(huán)境的作用還是比較大的。
三是臭氧對(duì)水體的褪色？
隨著對(duì)自來水水源環(huán)境和下水道二次處理水再利用的重視，二次處理水的去色受到重視。對(duì)于腐殖質(zhì)引起的顏色和味道，水質(zhì)色度平均為10度。最高度為20度。這種色度不能通過一般的凝結(jié)沉淀和砂濾過程完全去除，甚至可能超過最壞的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過臭氧處理，色度可以降低到l 一般來說，水上色的原因是鐵和錳含量過高。如果這些金屬處于游離狀態(tài)，傳統(tǒng)的方法可以完全去除。如果原水中含有腐殖質(zhì)，有時(shí)會(huì)形成鉻鹽，通常很難處理。死亡的顏色也是引入臭氧處理的關(guān)鍵因素。

第四，臭氧的作用原理
臭氧氣褪色機(jī)制：隨著生物學(xué)的蓬勃發(fā)展，微生態(tài)學(xué)將生態(tài)學(xué)擴(kuò)展到分子水平。事實(shí)上，不管是蛋白質(zhì)還是核酸分子，它們都是由碳、氫、氧、氮、磷或硫磺制成的。（C、N、O、N、P或S）組成部分，同時(shí)，病毒外殼由許多蛋白質(zhì)亞單位即外殼顆粒組成。每一個(gè)殼體顆粒都是由非共價(jià)鍵連接而成，并且對(duì)稱地纏繞在一起，蛋白質(zhì)是由多鏈組成，核酸是由核苷酸鏈連接而成。其中OH，總體而言，這是電中性的。（R-OH），但是如果從基團(tuán)的內(nèi)部來看，它的一部分負(fù)電量更大(如氧原子)，因?yàn)榛鶊F(tuán)的這部分（R-OH）有“額外”的成鍵電子，所以有負(fù)電:另一部分有更多的正電(比如氫原子)，基團(tuán)的這部分缺少成鍵電子，所以有正電。如果另一個(gè)類似的基團(tuán)靠近，在正負(fù)電之間相互欣賞，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)弱鍵，稱為氫鍵。例如，氫鍵很容易形成在DNA或RNA分子中的多肽基團(tuán)或核苷酸基礎(chǔ)之間的基礎(chǔ)匹配。雖然單個(gè)氫鍵很弱，但許多氫鍵在一起，進(jìn)而形成植物細(xì)胞堅(jiān)韌的細(xì)胞壁?，F(xiàn)在再看臭氧，這是一種氧化劑，氧化電位高(2.07ev)。所有負(fù)電元素都能強(qiáng)烈地吸引電子，氧化對(duì)方，恢復(fù)自身。核酸分解、蛋白質(zhì)解體、抗原變性、檢測(cè)轉(zhuǎn)陰、褪色等都會(huì)導(dǎo)致氧化結(jié)果。