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臭氧在水中的利用率问题
来源: www.ozonelab.cn 发布时间:2020-01-15 浏览次数:

问:我测了一下,好像只有10%左右。我是用200mg/h左右的臭氧机,6L水容量的反应器。
答:臭氧在水中的利用率跟很多因素有关系,比如pH值、温度、气泡大小、深度、与水混合效率等,提高利用率要从这些方面入手。
关于臭氧的利用率测定,6L的反应器大了点儿,如果需要精准测量的话,可以做一个吸收装置,吸收尾气中的臭氧,来计算使用率;因为保留在水中的臭氧最后是会被利用的,所以可以认为已经利用了。
臭氧在水中的利用率
臭氧在用于饮用水消毒时具有极高的杀菌效率,但在污水消毒时往往需要较大的臭氧投加量和较长的接触时间。影响消毒效果的主要因素总结如下。
1、原水pH的影响
通过动力学实验,在固定气体流量(Q=10 L/h)的条件下,考查了在不同pH值时,臭氧对实验用水的消毒效果。以pH=6.7和pH=8.0时为例[7]。实验结果表明,时间相同的条件下,在水质呈酸性时臭氧的存在时间要长于水质偏堿性时的存在时间,故水质显酸性时的消毒效果优于堿性条件下的消毒效果。
2、水中其他物质的影响
主要是水中含COD、NO2-N、悬浮固体、色度等,这些物质会消耗水中的臭氧。有时还出现污水臭氧消毒后COD增加的现象,这主要是因为臭氧将水中难降解的惰性物质氧化为小分子物质或者将一些环状有机物开环,从而提高了原BDOC[8],在臭氧消毒之前对原水进行预处理,尽量彻底的去除有机物是十分必要的。
3、臭氧投加量和剩余臭氧量的影响
不同水质所需的臭氧投加量不同,臭氧的投加剂量越大、接触时间越长,出水水质越好。MPetala对普通活性污泥法二级出水进行深度处理,再经臭氧消毒后出水达到美国EPA回用水质标准。
4、臭氧化混合气进气量
改变臭氧化混合气的进气量实质上就是改变单位时间内的臭氧投加量,在有机负荷一定的条件下,就是改变反应过程中臭氧和有机物的投加比,在有机物浓度一定、连续地通入臭氧化混合气的半连续半间歇操作中,随单位时间内臭氧通入量的增加,有机物氧化反应速率相应提高。
5、溶液温度
提高反应溶液温度将使反应的活化能降低,有利于提高化学反应速率。但是,随温度的升高,臭氧其分解将加速,溶解度降低,从而降低了液相中臭氧的浓度,减缓化学反应速度。同时,由于臭氧氧化有机物的反应是一个连串反应,在降解有机物的同时也要对其氧化中间产物进行深度氧化,消耗液相中的臭氧,减缓目标有机物的降解速率。为与工业实际废水相接近,实验选择温度范围为3~30度。
6、搅拌速度
提高搅拌速度能使气液混合均匀,减小液膜阻力,增大气液比表面积,强化气液传质效果,有助于气液的接触和反应。
但当搅拌强度增大到一定程度后,其对气体的分散效果和对有机物的去除效果的作用将趋于平缓。
7、催化剂 
碱催化臭氧氧化 如O3/H2O2,它们是通过OH-来催化产生·OH而对有机物进行降解
光催化臭氧氧化 如O3/UV、O3/H2O2/UV
多相催化臭氧氧化 如O3/固体催化剂(如活性炭、金属及其氧化物)
第六个因素是催化剂。臭氧与有机物的反应是有选择性的,现有条件下臭氧很难经济地将有机物彻底分解为CO2和H2O,要提高臭氧的氧化效率和处理效率,必须采用其它的强化措施以改变臭氧的作用机理。因此自70年代以来,人们就开始对催化臭氧氧化作了大量的研究,主要有以下三类:
8、气态O3的投加方式
设计混合反应器时要考虑臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度。