【臭氧技術(shù)在水處理中的應(yīng)用研究3700字】

臭氧技術(shù)在水處理中的應(yīng)用研究綜述報(bào)告目錄TOC\o"1-2"\h\u14216臭氧技術(shù)在水處理中的應(yīng)用研究綜述報(bào)告 118596一、引言 121004二、臭氧技術(shù)在工業(yè)廢水中的應(yīng)用 232589（一）單獨(dú)臭氧技術(shù) 223560（二）催化臭氧氧化技術(shù) 25520三、臭氧技術(shù)在水處理中的應(yīng)用 316962（一）飲用水 35887（二）游泳池水處理 35185（三）養(yǎng)殖水處理 417983（四）循環(huán)冷卻水處理 47784總結(jié) 418736參考文獻(xiàn) 5摘要：2015年，我國政府在參考發(fā)達(dá)國家發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出中國版的“工業(yè)4.O”，即“中國制造2025”，也希望通過發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)扭轉(zhuǎn)當(dāng)前制造業(yè)面臨的困境，提高中國制造業(yè)在國際上的競爭力。隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，社會(huì)各行各業(yè)都在朝著智能化的方向快速發(fā)展。而工業(yè)廢水的治理一直都是我國重點(diǎn)關(guān)注的水環(huán)保問題。目前，我國大部分的水處理設(shè)施仍采用傳統(tǒng)水處理技術(shù)，隨著我國工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)無法滿足人們對(duì)水處理的要求。催化臭氧氧化作為高級(jí)氧化技術(shù)具有處理效果好、操作簡單且不造成二次污染的特點(diǎn)，在工業(yè)廢水的深度處理方面具有很好的應(yīng)用前景。因此，本文將介紹中國制造2025背景下，臭氧專業(yè)的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：中國制造2025；工業(yè)4.0；臭氧技術(shù)引言水是人類生存的基本條件,又是國民經(jīng)濟(jì)的生命線。雖然地球上的水量很多,但可利用的卻很少,因?yàn)樽匀唤缬?7%以上的水分布在海洋中，水資源中的淡水僅占總水量的2.53%。隨著工業(yè)的發(fā)展，目前能供人類直接取用的淡水資源僅占0.22%。隨著人口和經(jīng)濟(jì)的增長,一方面人類對(duì)水的需求量和品質(zhì)要求越來越高,另一方面,水污染的范圍和程度也越來越大。這已經(jīng)成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。我國是一個(gè)水資源匱乏的國家,水資源總量不足,時(shí)空分布不均,污染較嚴(yán)重。在工業(yè)4.0的背景下，工業(yè)污染日益嚴(yán)重,廢水種類增多,廢水水量增加,給水水源不斷惡化,自然水系、水體、水源水日益受到不同程度地污染,可以直接利用的優(yōu)質(zhì)水量日益短缺,環(huán)保呼聲日益強(qiáng)烈，對(duì)水資源的保護(hù)和節(jié)約對(duì)我國來說顯得格外重要。解決水資源短缺和水污染的一個(gè)主要途徑在于廢水處理。而臭氧技術(shù)正好可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)廢水方法中存在的脫氮脫磷效率低、污泥難處理、費(fèi)用高、效率低等。因此，在中國制作2025背景下，臭氧技術(shù)在環(huán)境工程方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。臭氧技術(shù)在工業(yè)廢水中的應(yīng)用臭氧是一種具有強(qiáng)氧化性的氣體，且具有特殊的氣味，即魚腥味，可通過氣味識(shí)別出來。臭氧氣體具有極強(qiáng)的氧化還原性，在酸性溶液中其氧化還原電位達(dá)到2.07V，當(dāng)臭氧溶于水中能產(chǎn)強(qiáng)氧化性的羥基自由基·OH，其氧化還原電位能達(dá)到2.80V。因此，臭氧在水溶液中與有機(jī)物反應(yīng)的過程可以分為直接氧化反應(yīng)和間接氧化反應(yīng)。臭氧氧化反應(yīng)能對(duì)廢水中的難降解的有機(jī)物進(jìn)行有效的降解作用?，F(xiàn)有的臭氧氧化技術(shù)有單獨(dú)臭氧技術(shù)，催化臭氧氧化（包括均相催化氧化和非均相催化氧化）技術(shù)，臭氧與其他強(qiáng)化技術(shù)協(xié)同降解反應(yīng)技術(shù)等。對(duì)于工業(yè)廢水的處理，臭氧技術(shù)主要集中在廢水的深度處理上，通過臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基團(tuán)，通過羥基自由基團(tuán)的強(qiáng)氧化性來對(duì)廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行降解，同時(shí)對(duì)出水進(jìn)行殺菌消毒脫色，降低水排放后對(duì)環(huán)境造成的污染。臭氧技術(shù)也可以應(yīng)用于廢水的預(yù)處理氧化上，通過預(yù)處理破壞廢水中有機(jī)物的顯色基團(tuán)，同時(shí)提高廢水的可生化性，提高后期的水處理效果。（一）單獨(dú)臭氧技術(shù)單獨(dú)臭氧氧化技術(shù)在水處理行業(yè)中應(yīng)用廣泛，他具有殺菌消毒，脫色除異味，可以很好的去除難降解有機(jī)物，且設(shè)備簡單，便于操作維護(hù)。但是單獨(dú)臭氧氧化具有選擇性對(duì)一些特定的有機(jī)物（如醛酸、羧酸等），而其產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性無選擇性的羥基自由基的量又小，且臭氧濃度、水溫、pH等環(huán)境因素都會(huì)影響到單獨(dú)臭氧氧化的效率，使得其在難降解有機(jī)廢水的處理上還是存在很多的不足。催化臭氧氧化技術(shù)催化臭氧氧化技術(shù)是近年來比較熱門的高級(jí)氧化技術(shù)，臭氧在催化劑的催化作用下可以分解產(chǎn)生更多的羥基自由基，再通過這些羥基自由基與有機(jī)物反應(yīng)，在羥基自由基超強(qiáng)的氧化性作用下降解有機(jī)污染物。催化臭氧氧化可以分為兩類：一類是催化劑以離子形式溶解于水中的均相催化臭氧氧化；一類是以金屬/金屬氧化物或者負(fù)載型金屬氧化物為催化劑的非均相催化臭氧氧化。臭氧技術(shù)在水處理中的應(yīng)用水處理臭氧發(fā)生應(yīng)用技術(shù)主要分發(fā)生、冷卻、干燥、氣水混合四大基礎(chǔ)部分和電控系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)六大方面技術(shù)。臭氧用于水處理的濃度單位一般是按mgL計(jì)算，這與空氣型常用mg/m3差了一千倍，由此可知，水處理需要高濃度、大發(fā)生量的臭氧才能應(yīng)用，臭氧發(fā)生量/小時(shí)，負(fù)載功率電耗，氣源干燥度，產(chǎn)品壽命等是其主要指標(biāo)。水處理臭氧發(fā)生多采用氣隙放電法，因濃度需求，其電耗增高，器件的溫升也不可避免，溫升是影響臭氧產(chǎn)生和設(shè)備壽命的主要因素，所以一般需要冷卻，主要有風(fēng)冷，水冷兩種，有的則通過冷氣源來解決，采用哪種方式，由設(shè)備設(shè)計(jì)決定。臭氧在水處理中的作用主要包括：消毒、脫色、除異味、去除有機(jī)物。在水處理領(lǐng)域中主要包括對(duì)飲用水、回用水的處理。飲用水臭氧在水中對(duì)細(xì)菌、病毒等微生物殺滅率高、速度快，對(duì)有機(jī)化合物等污染物質(zhì)去除徹底而又不產(chǎn)生二次污染，因此飲用水殺菌消毒是當(dāng)前臭氧應(yīng)用的最主要部門，自來水行業(yè)是臭氧的最大市場。臭氧化應(yīng)用技術(shù)最廣泛、最成功的領(lǐng)域是飲用水的處理。臭氧用于飲用水處理，除滅菌效果好，無二次污染外，還兼有脫色、除味，去除鐵、錳、氧化分解有機(jī)物和助凝作用，有的報(bào)告指出，臭氧能夠消殺水中一切對(duì)人體有害的物質(zhì)。飲用水的處理在使用臭氧設(shè)備時(shí)，臭氧的投加量一般在1-2mg/L，接觸時(shí)間10-15分鐘即可，可作為選型時(shí)根據(jù)用水量計(jì)算參考。美國在本世紀(jì)七十年代初開始利用臭氧處理生活污水，其主要目的為消毒并降低生物耗氧量（BOD）和化學(xué)耗氧量（COD），去除亞硝酸鹽、懸浮固體及脫色，已達(dá)到全面生產(chǎn)應(yīng)用的水平。日本則在缺水地區(qū)進(jìn)行污水臭氧處理后作為非食用水（即中水）循環(huán)使用。游泳池水處理游泳者身體與池水直接接觸,池水會(huì)進(jìn)入人嘴內(nèi),如果池水不衛(wèi)生，會(huì)引起眼、耳、鼻、喉、皮膚和消化器官等疾病。嚴(yán)重者會(huì)引起傷寒、霍亂、梅毒、赤痢等病的傳染。同時(shí)池水還會(huì)受到游泳者自身所帶細(xì)菌的污染，故必須設(shè)置池水消毒殺菌裝置。臭氧是國際公認(rèn)的綠色環(huán)保型殺菌消毒劑，消毒效率高，對(duì)各種病毒、細(xì)菌均有很強(qiáng)的殺滅能力，臭氧是強(qiáng)氧化劑，對(duì)降解各種有機(jī)物、除味、脫色，改善水質(zhì)效果極佳，沒有二次污染。臭氧消毒具有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）反應(yīng)快、投量少，臭氧能迅速殺滅擴(kuò)散在水中的細(xì)菌、芽孢、病毒且在很低的濃度時(shí)既有殺菌滅活作用；（2）適應(yīng)能力強(qiáng)，在PH5.6-9.8，水溫0-37°C的范圍內(nèi)，對(duì)臭氧的消毒性能影響很?。唬?）在水中不產(chǎn)生持久性殘余，無二次污染；（4）臭氧的半衰期很短，僅二十分鐘；（5）能破壞水中有機(jī)物，改善水的物理性質(zhì)和器官感覺，進(jìn)行脫色和去嗅去味作用，使水呈蔚藍(lán)色，而又不改變水的自然性質(zhì)，對(duì)皮膚及頭發(fā)沒有任何刺激性。（6）節(jié)約其它藥劑，減少液氯使用量。（7）游泳池水循環(huán)使用，可節(jié)省大量的水費(fèi)開支。臭氧消毒的還有很多不足之處。首先，因臭氧不易溶于水中，且不穩(wěn)定，故其無持續(xù)消毒功能，應(yīng)設(shè)置氯消毒與其配合使用；其次，臭氧有毒性，池水中不允許超過0.01mg/l；空氣中不允許超過0.001mg/l；最后，臭氧消毒法設(shè)備費(fèi)用高,耗電大。此乃限制或影響臭氧消毒廣泛推廣使用的主要原因。養(yǎng)殖水處理臭氧化處理養(yǎng)殖水，對(duì)魚、蝦、蟹類的生長極為有利，經(jīng)濟(jì)效益也非常明顯，在歐美已廣為采用。養(yǎng)殖水因富含有機(jī)物，水質(zhì)很容易出問題，細(xì)菌病毒菌對(duì)魚蝦類的傳播也十分猖獗，近幾年沿海諸多養(yǎng)蝦池絕產(chǎn)和大量荒廢正是因此而形成。臭氧在養(yǎng)殖水處理中，除了滅菌和抑制病毒菌對(duì)魚蝦的感染、傳播外，還可以降解有機(jī)物，降低化學(xué)需氧量（COD）和生化需氧量（BOD），又因其助凝作用,對(duì)改善水質(zhì)是一項(xiàng)良好的措施。循環(huán)冷卻水處理循環(huán)冷卻水在工業(yè)上很普遍，比如發(fā)電廠、化肥廠、化工廠等。近幾年興起的中央空調(diào)設(shè)備也離不開循環(huán)水。近年來，由于在循環(huán)冷卻水中發(fā)現(xiàn)了一種對(duì)人體危害極大的格蘭氏陰性病原體，使人們?cè)絹碓疥P(guān)注循環(huán)冷卻水的處理工藝。70年代末，美國進(jìn)行了大量的循環(huán)冷卻水的臭氧處理研究，證明臭氧具有緩蝕、阻垢、殺菌、滅藻、節(jié)水、無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，且處理費(fèi)用低于傳統(tǒng)的處理方法，所以臭氧處理循環(huán)冷卻水具有廣闊的前景?？偨Y(jié)“工業(yè)4.0”就是傳統(tǒng)制造業(yè)與信息技術(shù)的結(jié)合，在產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化、綠色化提升，從而提升產(chǎn)品使用理念?！爸袊圃?025”規(guī)劃，是我國實(shí)施的第一個(gè)專門針對(duì)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的十年規(guī)劃，內(nèi)容充實(shí)，主體明確，即根據(jù)目前國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢的變化，以智能制造為主攻方向，推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康發(fā)展。臭氧是國際公認(rèn)的綠色環(huán)保型殺菌消毒劑，消毒效率高，對(duì)各種病毒、細(xì)菌均有很強(qiáng)的殺滅能力，臭氧是強(qiáng)氧化劑，對(duì)降解各種有機(jī)物、除味、脫色，改善水質(zhì)效果極佳，沒有二次污染。因此，在工業(yè)4.0的背景下，臭氧具有較高的發(fā)展前景，同時(shí)具備較強(qiáng)的應(yīng)用范圍。參考文獻(xiàn)[1]肖吉軍,韓輝,周清華.中國制造2025背景下工業(yè)工程應(yīng)用型人才