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水處理中臭氧氧化原理及技術應用

發布時間:2019-01-19

臭氧是一種氣體,只有把臭氧溶解到水中,使水中含有一定濃度的臭氧,并維持一定的反應時間,才能達到殺菌消毒的目的。臭氧與水混合的方式常用的一般有鼓泡法、射流法、混合泵等幾種。
臭氧的分子式為O3 ,是O2的同素異性體,由三個氧原子組成。臭氧的化學性質活潑,易分解而變成氧氣。它的氧化能力很強,其氧化能力在自然界中僅次于氟F2 ,排第二位,高于過氧化氫、高錳酸鉀、二氧化氯等氧化劑。臭氧依靠其強氧化性具有良好的殺菌、脫色、氧化、除臭功能,在與氧氣的轉化過程中沒有二次殘留及二次污染物產生,這是臭氧用于環保、飲用水處理、食品加工、醫療等領域最大的優越性。 我國的桶裝水及瓶裝水等凈水生產工藝中,衛生部門已強制性要求采用臭氧殺菌處理。
臭氧發生器是把氧氣轉化成臭氧的裝置。


 臭氧的發生技術主要是通過自然界產生臭氧的方法模擬而來的,大致有光化學法、電化學法和電暈放電法三種。電暈放電法產生臭氧是目前世界上最經濟、最常用的方法,它是由高壓電暈介質阻擋放電,通過高能離子把氧氣離解成氧原子,氧原子再和氧分子結合形成臭氧。
目前國內生產臭氧發生器的企業很多,產品品種繁多,質量參差不齊,故選擇臭氧發生器的好壞對整個水處理的殺菌效果起著至關重要的作用。 凈水處理一般采用電暈放電法臭氧發生器,其結構一般有電源系統、發生裝置(放電室)、氣源系統、機殼及控制系統等幾大部分組成。
 凈水處理選擇臭氧發生器應注意以下幾點:
1. 有國家質檢部門的產品檢測報告;
2. 一般采用氣隙放電的臭氧發生器,不宜采用沿面放電的“開式”臭氧發生器;
3. 要有完善的、可再生的空氣干燥處理系統;
4. 有水冷卻,不要選擇風冷的臭氧發生器做水處理;
5. 臭氧發生器的出氣濃度gt;8mg/L。
臭氧是一種氣體,只有把臭氧溶解到水中,使水中含有一定濃度的臭氧,并維持一定的反應時間,才能達到殺菌消毒的目的。臭氧與水混合的方式常用的一般有鼓泡法、射流法、混合泵等幾種。
要想使水達到一定的臭氧濃度,除保證臭氧發生器有足夠的臭氧產量和濃度,還需要保證氣液混合效率。臭氧行業推薦的 CT值為1.6,C為臭氧水溶濃度(mg/L),T為反應時間(min),最經濟的運行為臭氧水溶濃度0.4mg/L,反應時間4min。
鼓泡法是把臭氧發生器所產生的臭氧氣體通過管道通入到氧化塔或氧化池的底部,經微空鼓泡器散發出微氣泡,氣泡在上升的過程中把臭氧溶解于水。采用鼓泡法混合臭氧的效率一般為20-30%。
一般凈水處理采用的氧化塔鼓泡,其特點如下:


1. 氧化塔一般采用不銹鋼材質,并帶有兩個對開的視窗,以便觀察氣泡的大小和均勻程度。
2. 氧化塔帶有防倒流裝置,即臭氧氣體需繞氧化塔的頂部再進入塔底的鼓泡器,防止臭氧發生器停止工作后,氧化塔內的存水靠自壓進入臭氧發生器。
3. 氧化塔底部布氣,鼓泡器分布均勻,材料采用抗氧化的鈦材或剛玉,且鼓泡器過濾孔徑要小,以便產生微氣泡。
4. 氧化塔上端側部進水,下端側部出水,水自上而下流經氧化塔,與氣相的臭氧氣泡形成逆流,提高混合效率。
5. 氧化塔頂部留有溢流口,防止進出水量不平衡;底部留有排污口。
6. 中上部應裝有液位顯示,便于觀察氧化塔內的水位。
7. 氧化塔尺寸要保證較大的高徑比,即使處理水量小的氧化塔,其有效高度也保證不低于2米。
射流法是在射流器內的氣腔在高速水流作用下形成負壓,吸進臭氧氣體,高速水流再把臭氧氣體粉碎,形成微氣泡而與水充分接觸混合。采用射流法混合臭氧的效率一般為25-40%。 
采用射流法進行氣液混合應注意的問題如下:
1. 射流器進水與出水段需要較高的壓差,大都不低于0.2Mpa, 一般在射流器前裝有增壓泵。
2. 射流器的進氣段要有非??煽康姆赖沽鞔胧?,一般要設有雙重或三重保護裝置。
3. 射流器的出水不可直接灌裝,雖然有可能水溶濃度達到規定的數值,但反應時間太短,影響殺菌效果。
4. 射流器最好的應用方式是和反應罐連用,增壓泵從反應罐下部一側進水供給射流器,射流器的出水從反應罐的下側的切面方向再進入反應灌,循環投加臭氧,且水流帶有臭氧氣泡在反應罐內螺旋式上升,增加了混合效率。
5. 射流器和增壓泵要根據發生器的出氣量和系統水壓而定,選擇氧氣源的臭氧發生器因臭氧濃度高、出氣量小,可減少射流器和增壓泵的投資。
混合泵一般為渦流式,在泵內形成負壓,吸氣口吸入氣體(或液體),并通過多個葉輪的攪拌可以進行氣 -液、液-液混合。市場上常見的混合泵一般是尼可尼混合泵和南方特種泵廠生產的氣液混合泵。采用混合泵溶解臭氧的效率較高,一般在40-70%。
采用混合泵進行氣液混合應注意的問題如下:
1. 氣-液比例在1:9時,混合泵的混合效率最佳。
2. 混合泵的實際出水量為額定出水量與吸氣量之差,當增加混合泵的吸氣量時,泵的出水量相應減少。
3. 混合泵安裝時進水與出水段要加調節閥和壓力表,以便調節出最佳吸氣量。
4. 混合泵出水后需加排氣罐或反應罐,以便排出溶于水的微氣泡。
5. 混合泵不宜接在主路中,這樣混合泵承擔供水和混合兩種責任,難以同時保證兩種效果。
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