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消毒处理一般可分成两个阶段，一是工艺工程的氧化消毒，二是为保持管网余氯或其他消毒剂有一定的维持浓度。臭氧用于工艺过程的氧化消毒，其消毒能力最强；能灭活隐性孢子虫和贾弟氏虫；能把不能降解的有机物氧化为可降解的有机物；能去除部分致臭味的有机物等。随着人们对饮用水水质的要求的不断提高，臭氧在我国自来水处理中的应用已逐渐增多，生产臭氧的电耗和设备价格也因技术的进步而有所降低。现在我国大多数纯净水的生产过程中都采用臭氧作为消毒剂。 在臭氧消毒后，往往仍需投加少量氯、二氧化氯或氯胺以维持水中剩余消毒剂。臭氧作为唯一消毒剂的极少。
在给水净化工艺中，臭氧系统一般由前臭氧接触氧化、后臭氧接触氧化、臭氧发生系统、臭氧气源、尾气破坏系统、PLC控制系统等几部分组成。在前氧化工艺中，臭氧的作用主要有：去除臭味、色度、铁、锰以及重金属和藻类，使水中胶体微粒脱稳，改善絮凝效果，减少混凝剂的投加量，并可去除THNS等三致物质的前驱体，将大分子有机物氧化为小分子有机物，氧化无机污染物。在后氧化工艺中，臭氧一般与活性炭联合使用，其作用主要有：杀死细菌和病毒，氧化分解有机物，去除溶解性有机物等DOC等。 前臭氧接触氧化的臭氧投加量很少，一般为0.5-1.5mg/L。且反应时间短，一般为2-4min，反应速度快，水中余臭氧一般为零或很少。一般在每条流程线前端设一个投加点，有效水深一般为6m。由臭氧发生器出来的臭氧化混合物进入接触池与待处理水充分混合，混合气体可通过微孔扩散器形成微小气泡均匀分布于水中，以获得最大的传质效率。后臭氧接触氧化的反应速度慢，反应时间一般不小于10min。臭氧投加量一般为1.5-2.5mg/L，每条流程线设2-3个投加点，水中的余臭氧为0.2-0.4mg/L。 由于受水质与扩散装置的影响，进入接触池的臭氧很难100%被吸收，在排出的尾气中仍含有一定数量的剩余臭氧。由于气相臭氧的浓度限制，需对接触池排出的尾气进行处理，常用的方法有：高温加热法和催化剂法。高温加热法：臭氧加热到350℃时，其半衰期小于0.04s，1.5-2s内便可100%分解。催化剂法：它是利用催化剂对臭氧尾气进行分解破坏，目前使用的催化剂是以MnO2为基质的填料。 对臭氧质量分数、发生器的备用方式、臭氧气源等其他工艺参数，应根据当地电价和氧气价格，经技术经济比较后择优选用。 另外，天然矿泉水中含有较高浓度的铁、锰等元素，臭氧作为最终消毒剂使用时，水中会出现沉淀，对此类水质进行处理时，应增加除铁、锰装置。 在水中加入臭氧进行消毒或氧化通称臭氧化，当前，臭氧作为氧化剂以氧化去除水中的有机污染物更为广泛。大量研究表明，臭氧化会改善水的可生化性，增加水中有机营养基质的含量，具体表现为水的生物可同化有机碳和科生物降解的溶解性有机碳浓度升高，影响程度与原水水质、臭氧化条件有关，这种水在管网中很容易繁殖细菌。一般在臭氧氧化后再需要生物处理，通常采用生物活性炭工艺。 |