1、臭氧的性质

臭氧是一种不稳定的活性气体。在常温下会有一种特殊的气味，气体会呈现淡蓝色。臭氧在水中的氧化还原电位为2.07V，是目前仅次于氟的第二强氧化剂。臭氧在废水处理中的应用主要利用了这一特点。

就目前的情况来看，臭氧在水溶液中比在气相中分解得更快。臭氧在水中的分解主要受温度和pH值的影响。随着温度的不断升高，分解速度也在逐渐加快。当温度达到100°C以上时，分解会非常剧烈。当温度达到270°C以上时，会直接转化为氧气。pH值与分解速率也有直接的关系。常温下在空气中的分解半衰期为15～30分钟。

2、臭氧氧化原理分析

臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力远高于氯和二氧化氯。随着社会的不断发展，对水资源的要求也越来越高。一些发达国家已将臭氧等一些氧化技术用于污水处理，从而更好地保证水质。

目前，臭氧化工艺主要包括两个方面：一是直接臭氧化反应。两种间接催化反应。

在直接臭氧化反应过程中，主要采用两种方法，即偶极加成反应和亲电取代反应。偶极加成反应的主要原因是臭氧具有偶极结构，因此在反应过程中，它会与含有不饱和键的有机物发生加成反应，从而达到要求。亲电取代反应主要是因为具有吸电子基团的芳香族化合物，包括-CO OH、-NO 2、-Cl等基团，很难与臭氧反应，所以当发生这类反应时，它们将具有一定的选择性。通常，臭氧对有机物的直接氧化最好发生在酸性条件下。虽然反应很慢，但具有很好的选择功能，氧化产物也是有机酸。很难再氧化，而每一种有机物的响应速度也有很大差异。

臭氧虽然具有很强的氧化性，但由于其高选择性，在反应过程中很难去除污水。随着科学技术的不断发展，这方面的研究越来越多，臭氧水处理也在不断改进。目前，利用臭氧的均相催化和多相催化来达到降解有机物的目的。

间接催化反应主要是臭氧可以直接或通过触发反应、增殖反应和终止反应产生的自由基氧化多种化合物，每个反应产生不同的自由基。自由基和水中有机物的反应速度很快，同时不需要选择，关键部分是羟基自由基。羟基自由基是最常见的氧化剂，其氧化电极电位仅低于氯，它的优点是能迅速与有机物反应，而且不需要选择，很容易与气体不同位置的有机物反应，产生易氧化的中间产物。对于这些游离基因来说，反应速度很快，目前的反应速率已经达到了106～109L/mol s，所以各个有机化合物的催化臭氧反应速度是相似的，所以也造成了自由基反应的选择性低。

臭氧氧化处理废水使用空气或含氧低浓度的臭氧。臭氧是一种不稳定、易分解的强氧化剂，因此必须在现场生产。臭氧氧化水处理的工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成。大规模产生臭氧的唯一方法是无声放电法。生产臭氧的原料气是空气或氧气。原料气必须经过除油、除湿、除尘等净化处理，否则会影响臭氧产生率和设备的正常使用。从空气中制得的臭氧浓度一般为10—20毫克/升。由氧气制成的臭氧浓度为20—40毫克/升。这种空气或氧气含有1%至4%（重量比）的臭氧是用于水处理的臭氧化气体。

臭氧氧化处理废水使用空气或含氧低浓度的臭氧。臭氧是一种不稳定、易分解的强氧化剂，因此必须在现场生产。臭氧氧化水处理的工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成。大规模产生臭氧的唯一方法是无声放电法。生产臭氧的原料气是空气或氧气。原料气必须经过除油、除湿、除尘等净化处理，否则会影响臭氧产生率和设备的正常使用。从空气中制得的臭氧浓度一般为10—20毫克/升。由氧气制成的臭氧浓度为20—40毫克/升。这种空气或氧气含有1%至4%（重量比）的臭氧是用于水处理的臭氧化气体。

通过对微泡臭氧的催化氧化处理，可进一步提高废水的COD去除率，充分利用臭氧的利用率。总的来说，在使用该方法进行预处理时，将与其他方法有效结合，如曝气生物滤池（Blackrock Municipal Income Inve），以进一步提高废水中有机物的去除效率，同时确保形成有效的后处理顺序。

3.3温度的影响。

通过阿累尼乌斯式（式3），可以进一步提高整体温度，进一步提高反应速率，保证臭氧催化氧化反应能够有效进行。随着这一过程中温度的不断升高，臭氧的溶解度也在降低，这将进一步降低气液传质的驱动力，降低速率。可以知道，温度的升高和反应速率与气液质量传送率成反比。在实际应用中，需要有效地调节废水的温度，这将进一步提高消耗率。因此，对于每一个催化反应系统，都需要结合实际情况进行操作。

4、臭氧氧化技术在废水处理中应用

4.1 在炼油厂废水处理中的应用

利用臭氧催化氧化技术进行实验研究，可以进一步调控整体去污效果。

就目前的情况来看，双膜工艺已经得到广泛应用，在深度处理中得到应用，但由于其浓缩水含盐量不断增加，进一步加大了处理难度。自制的催化剂及其臭氧催化氧化反应器和双膜装置组合在深度处理和精制方面取得了较好的效果，并结合实际情况确定了工业化装置，使其能够满足相关要求.

4.2 在工业废水处理中的应用

4.2.1 在有机废水处理中的应用

目前，我们会选择研究主要含有染料中间体和医药中间体的精细化工有机废水，主要是针对它们处理效率低的问题，通过实验控制，有效选择反应条件，去除COD率、脱色率、BOD5/COD等指标进行研究。从结果可以看出，Mn/C协同臭氧的效果最好，而且耗时较少。在此过程中，pH值达到9，港的去除效率也达到91.6%和34.9%。通过分析可知，由于臭氧氧化会破坏废水中的不饱和基团，转化的是化合物。处理后的金玉比会提高原水的BOD5/COD，对后续的生物处理起到非常重要的作用。

4.2.2在印染废水处理中的应用

整体实验选用堇青石蜂窝陶瓷、硅藻土、活性氧化铝和活性炭作为载体，其主要成分为FexOy、CuO、NiO、MnxOy、BaO，然后对实验进行对比，同时，载铁活性炭催化剂专注于臭氧催化氧化印染废水。由研究结果可知，铁载催化剂具有很强的活性，当焙烧温度达到750℃时，其催化性能达到最佳状态。

4.3 在食品工业废水处理中的应用

通过食品工业废水研究分析可知，其水质变化较大，因此提出“水解酸化-接触氧化-臭氧催化氧化-曝气生物滤池（BAF）”组合工艺。废水COD逐渐下降，由2000～7000mg/L下降到100mg/L，并一直处于下降状态，直至达到相关标准。从实验可以看出，水解酸化系统和臭氧催化氧化（负载MnO2作为催化剂的陶瓷颗粒）-曝气生物滤池深度处理系统是保证系统运行非常关键的部分，需要重点加强研究。

总之，就目前的情况来看，臭氧的优点是效率高，无二次污染，但也有缺点，主要是用量大，成本高。有机物的降解只能起到转化的作用，不能完全优化。因此，加强这方面的研究还是非常有必要的，需要引起我们的重视。

5、与其他技术联合应用

自从臭氧在水处理中的应用以来，由于臭氧处理技术的设备和运行成本较高，尽管已经进行了广泛的研究，但除饮用水消毒外，实际应用很少。近年来，由于在水处理实践中缺乏有效的方法，如氯消毒副产物、难生物降解或有毒有害有机废水处理等，以及随着臭氧发生设备性能的提高，臭氧技术再次受到重视，和臭氧水处理技术得到了改进和发展。

臭氧/活性炭技术活性炭在反应中，可能是·OH在碱性溶液中的作用，可以引发基于臭氧的链式反应，加速臭氧的分解，生成··OH等自由基。作为催化剂，活性炭与臭氧降解痕量有机污染物的反应以及其他涉及臭氧生成·OH的反应 (如增加pH，添加H2O2，UV辐射) 属于高级氧化技术。此外，活性炭具有比表面积大、使用方便等特点，是具有很大实际应用潜力的1型催化剂。臭氧生物活性炭对有机物的去除包括臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解三个过程。

光催化臭氧化光催化臭氧氧化 (O3/UV) 是一种光催化。即在加入臭氧的同时，伴随着光 (一般为紫外光) 的照射。这1种方法不使用臭氧直接与有机物反应，而是使用臭氧在紫外光照射下分解产生的活性二次氧化剂来氧化有机物。臭氧可以氧化水中的许多有机物，但臭氧与有机物之间的反应是选择性的，有机物不能完全分解为CO2和H2O，臭氧化产物往往是羧酸类有机物。为了提高臭氧的氧化速率和效率，必须采取其他措施促进臭氧的分解并产生活性OH自由基。

通过对微泡臭氧的催化氧化处理，可进一步提高废水的COD去除率，充分利用臭氧的利用率。总的来说，在使用该方法进行预处理时，将与其他方法有效结合，如曝气生物滤池（Blackrock Municipal Income Inve），以进一步提高废水中有机物的去除效率，同时确保形成有效的后处理顺序。

3.3温度的影响。

通过阿累尼乌斯式（式3），可以进一步提高整体温度，进一步提高反应速率，保证臭氧催化氧化反应能够有效进行。随着这一过程中温度的不断升高，臭氧的溶解度也在降低，这将进一步降低气液传质的驱动力，降低速率。可以知道，温度的升高和反应速率与气液质量传送率成反比。在实际应用中，需要有效地调节废水的温度，这将进一步提高消耗率。因此，对于每一个催化反应系统，都需要结合实际情况进行操作。

4、臭氧氧化技术在废水处理中应用

4.1 在炼油厂废水处理中的应用

利用臭氧催化氧化技术进行实验研究，可以进一步调控整体去污效果。

快盈就目前的情况来看，双膜工艺已经得到广泛应用，在深度处理中得到应用，但由于其浓缩水含盐量不断增加，进一步加大了处理难度。自制的催化剂及其臭氧催化氧化反应器和双膜装置组合在深度处理和精制方面取得了较好的效果，并结合实际情况确定了工业化装置，使其能够满足相关要求.

4.2 在工业废水处理中的应用

4.2.1 在有机废水处理中的应用

目前，我们会选择研究主要含有染料中间体和医药中间体的精细化工有机废水，主要是针对它们处理效率低的问题，通过实验控制，有效选择反应条件，去除COD率、脱色率、BOD5/COD等指标进行研究。从结果可以看出，Mn/C协同臭氧的效果最好，而且耗时较少。在此过程中，pH值达到9，港的去除效率也达到91.6%和34.9%。通过分析可知，由于臭氧氧化会破坏废水中的不饱和基团，转化的是化合物。处理后的金玉比会提高原水的BOD5/COD，对后续的生物处理起到非常重要的作用。

4.2.2在印染废水处理中的应用

整体实验选用堇青石蜂窝陶瓷、硅藻土、活性氧化铝和活性炭作为载体，其主要成分为FexOy、CuO、NiO、MnxOy、BaO，然后对实验进行对比，同时，载铁活性炭催化剂专注于臭氧催化氧化印染废水。由研究结果可知，铁载催化剂具有很强的活性，当焙烧温度达到750℃时，其催化性能达到最佳状态。

4.3 在食品工业废水处理中的应用

通过食品工业废水研究分析可知，其水质变化较大，因此提出“水解酸化-接触氧化-臭氧催化氧化-曝气生物滤池（BAF）”组合工艺。废水COD逐渐下降，由2000～7000mg/L下降到100mg/L，并一直处于下降状态，直至达到相关标准。从实验可以看出，水解酸化系统和臭氧催化氧化（负载MnO2作为催化剂的陶瓷颗粒）-曝气生物滤池深度处理系统是保证系统运行非常关键的部分，需要重点加强研究。

总之，就目前的情况来看，臭氧的优点是效率高，无二次污染，但也有缺点，主要是用量大，成本高。有机物的降解只能起到转化的作用，不能完全优化。因此，加强这方面的研究还是非常有必要的，需要引起我们的重视。

5、与其他技术联合应用

自从臭氧在水处理中的应用以来，由于臭氧处理技术的设备和运行成本较高，尽管已经进行了广泛的研究，但除饮用水消毒外，实际应用很少。近年来，由于在水处理实践中缺乏有效的方法，如氯消毒副产物、难生物降解或有毒有害有机废水处理等，以及随着臭氧发生设备性能的提高，臭氧技术再次受到重视，和臭氧水处理技术得到了改进和发展。

臭氧/活性炭技术活性炭在反应中，可能是·OH在碱性溶液中的作用，可以引发基于臭氧的链式反应，加速臭氧的分解，生成··OH等自由基。作为催化剂，活性炭与臭氧降解痕量有机污染物的反应以及其他涉及臭氧生成·OH的反应 (如增加pH，添加H2O2，UV辐射) 属于高级氧化技术。此外，活性炭具有比表面积大、使用方便等特点，是具有很大实际应用潜力的1型催化剂。臭氧生物活性炭对有机物的去除包括臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解三个过程。

光催化臭氧化光催化臭氧氧化 (O3/UV) 是一种光催化。即在加入臭氧的同时，伴随着光 (一般为紫外光) 的照射。这1种方法不使用臭氧直接与有机物反应，而是使用臭氧在紫外光照射下分解产生的活性二次氧化剂来氧化有机物。臭氧可以氧化水中的许多有机物，但臭氧与有机物之间的反应是选择性的，有机物不能完全分解为CO2和H2O，臭氧化产物往往是羧酸类有机物。为了提高臭氧的氧化速率和效率，必须采取其他措施促进臭氧的分解并产生活性OH自由基。

自1970年以来，人们发现O3/UV可以有效地处理氰化物废水，对O3/UV氧化进行了许多研究。研究表明，O3/UV比单独进行臭氧处理更有效，可以氧化单独使用臭氧难以降解的有机物 [4]。只有当酸性、臭氧为主要氧化剂，中性和碱性氧化按自由基反应方式进行; 在O3/UV、O3的情况下，苯酚和TOC的去除率随ph值的增加而增加。在一定的ph值下，三种方法的处理效果O3/UV>O3>UV。臭氧/絮凝处理工艺在对水进行臭氧氧化处理中。

快盈光催化臭氧化光催化臭氧氧化 (O3/UV) 是一种光催化。即在加入臭氧的同时，伴随着光 (一般为紫外光) 的照射。这1种方法不使用臭氧直接与有机物反应，而是使用臭氧在紫外光照射下分解产生的活性二次氧化剂来氧化有机物。臭氧可以氧化水中的许多有机物，但臭氧与有机物之间的反应是选择性的，有机物不能完全分解为CO2和H2O，臭氧化产物往往是羧酸类有机物。为了提高臭氧的氧化速率和效率，必须采取其他措施促进臭氧的分解并产生活性OH自由基。