自來水臭氧消毒處理
        臭氧活性碳技術(shù)是目前國際上最先進(jìn)的自來水處理工藝，在日、美、歐等發(fā)達(dá)國家已廣泛采用，目前我國昆明，上海，嘉興，北京等地的一些自來水廠已開始采用該技術(shù)，并取得了明顯的效果。上海、杭州等地也在實施中，采用臭氧消毒處理也是水廠消毒的發(fā)展趨勢。
        一、 對臭氧在水處理中的應(yīng)用
        20世紀(jì)90年代起，由于懷疑水中的有機(jī)物和天然物質(zhì)與氯發(fā)生反應(yīng)形成的三鹵甲烷具有致癌性，美國、日本和英國等國家也逐漸對臭氧在水處理中的應(yīng)用產(chǎn)生了興趣，并逐步 在一些飲用水處理系統(tǒng)中采用或增設(shè)了臭氧處理工藝。由于臭氧比氯有較高的氧化電位，因此它比氯消毒具有更強(qiáng)的殺菌作用。對細(xì)菌的作用也比氯快，消耗量明顯較小，且在很大程度上不受PH的影響。有關(guān)資料報道，在0.45mg/L臭氧作用下，經(jīng)過2min，脊髓灰質(zhì)炎病毒即死亡；如用氯消毒，則劑量為2mg/L時需經(jīng)過3h。當(dāng)1mL水中含有274~325個大腸菌，在臭氧劑量為1mg/L時可降低在腸菌數(shù)86%；劑量為2mg/L時，水幾乎可以完全被消毒。較之傳統(tǒng)的氯消毒方法，臭氧消毒還有如下優(yōu)點：

        （1） 消毒的同時可改善水的性質(zhì)，且較少產(chǎn)生附加的化學(xué)物質(zhì)污染。

        （2） 不會產(chǎn)生如氯酚那樣的臭味。

        （3） 不會產(chǎn)生三鹵甲烷等氯消毒的消毒副產(chǎn)物。

        （4） 臭氧可就地制造獲得，它只需要電能，不需任何輔料和添加劑。

        （5） 某些特定的用水中，如食品加工，飲料生產(chǎn)以及微電子工業(yè)等，臭氧消毒 不需要從已凈化的水中除去過剩殺菌劑的附加工序，如用氯消毒時的脫氯工序 。由于臭氧在水中很不穩(wěn)定，容易分解，如接觸池口處水中剩余臭氧尚有0.4mg/L,但經(jīng)過水廠清水池的停留后，水中的剩余臭氧已完全分解，沒有剩余消毒劑的水將進(jìn)入管網(wǎng)。因此，經(jīng)過臭氧消毒的自來水通常在其進(jìn)入管網(wǎng)前還要加入少量的氯或氯胺，以維持水中一定的消毒劑剩余水平。
        二、臭氧的主要特性和消毒機(jī)理
        1）臭氧的主要物理、化學(xué)特性臭氧是一種高活性的氣體，通過對氧氣的放電而形成，其分子式是O3，是氧的同素異形體。臭氧最顯著的特性是具有強(qiáng)烈的氣味，臭氧的英文詞為“OZONE”，來源于希臘語，意為“味道”。在常溫常壓下，臭氧是淡藍(lán)色的具有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體。臭氧具有很高的氧化電位（2.076V），比氯（1.36V）高出50%以上，因此它具有比氯更強(qiáng)的氧化能力。臭氧是由氧按以下熱化學(xué)方程式形成：3O3 →2O3-69kcal 由上式可見臭氧的形成是吸熱過程,因此,臭氧分子極不穩(wěn)定,可自行分解,伴隨著分解過程全放出能量因此,臭氧比氧具有更高的活性和氧化能力。
        2）臭氧氣體向水中的傳遞能力也可表示為：單位時間內(nèi)的傳遞能力=傳遞系數(shù)×交換面積×交換電位這里所指的交換 電位不僅與氣液的濃度差有關(guān)，而且與臭氧和水中物質(zhì)發(fā)生直接化學(xué)反應(yīng)的活性有關(guān)。許多實驗表明，臭氧氣體要溶解在水中，首先必須在與之接觸的液體表面上完全擴(kuò)散進(jìn)而溶解在表面的液體中，最終擴(kuò)散到液體的內(nèi)部。因此，氣液兩相間的傳遞率主要由下列因素所決定： 1.臭氧的氧化反應(yīng)和消毒機(jī)理臭氧一經(jīng)溶解在水里，會出現(xiàn)下列兩種反應(yīng)：一種是直接氧化，它是較緩慢的且有明顯選擇性的反應(yīng)；另一種則是在水中羥基、過氧化氫、有機(jī)物、腐殖質(zhì)和高濃度的氫氧根誘發(fā)下自行分解成羥基自由基，間接地氧化有機(jī)物、微生物或氨等。后一種反應(yīng)相當(dāng)快，且沒有選擇性，另外還能將重碳酸根氧化成重碳酸和碳酸。這兩種反應(yīng)中后一種反應(yīng)更強(qiáng)烈，氧化能力更強(qiáng)。由于氫氧根和有機(jī)物等能誘發(fā)臭氧自行分解成羥基自由基，所以低ph條件下有利于臭氧直接氧化反應(yīng)，而高ph值和有機(jī)物含量高的條件下則有利于羥基自由基的間接氧化反應(yīng)。臭氧的自行分解率在很大程度上取決于ph值、溫度、UV值、臭氧濃度以及水中存在的其他可去除物。其分解速率可由余臭氧的含量來間接表示。由于重碳酸鹽和碳酸鹽（尤其是碳酸鹽）具有較強(qiáng)的緩沖性能，因此在低PH和高緩沖性能的余臭氧可維持較長時間。臭氧可殺菌消毒的作用主要與它的高氧化電位和容易通過微生物細(xì)胞膜擴(kuò)散有關(guān)。臭氧能氧化微生物細(xì)胞的有機(jī)物或破壞有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。因此，臭氧對頑強(qiáng)的微生物如病毒、芽孢等有強(qiáng)大的殺傷力。此外，臭氧在殺傷微生物的同時，還能氧化水中的各種有機(jī)物，去除水中的色、嗅、味和酚等（1） 氣液兩相的物理特性；（2） 氣體通過氣液界面的濃度差；（3） 氣體湍流的程度。
        3）臭氧在水中的溶解濃度大于氧。 臭氧在水中的溶解一般遵循亨利定律。對臭氧在水中的溶解度的主要影響因素是溫度和供氣壓力。由于臭氧采用在使用現(xiàn)場利用空氣或氧氣就地制備，制備出來的臭氧氣體實際上是一種臭氧化氣體，屬于混合氣體，其中含有大量的空氣和氧氣。而亨利定律表示的是某一單純氣體在水中的溶解規(guī)律，所以，臭氧在水中的溶解特性除了與上述的溫度和供氣壓力有關(guān)外，還與供氣中含臭氧的濃度有關(guān)。此外，在一定的大氣壓力下，臭氧在水中的濃度與供氣中的臭氧濃度有關(guān)。雖然臭氧在水中的溶解度大于氧，但溶于水中的臭氧極不穩(wěn)定。