Ⅰ 臭氧在水處理中的應用
一、概述
目前,在我國瓶裝飲用水市場上,主要有礦泉水和純凈水兩種飲用水。在飲料市場上,各種飲料的主要成分均為水,稱為飲料用水。在此,就礦泉水和純凈水兩種飲用水及飲料用水的消毒殺菌工藝做以概述。
在水質處理過程中,大部分微生物已被去除,但即使是採用微濾、超濾等方法處理水時,水中的細菌物質也不能全被去除。而一般的水質處理方法更不能除盡微生物。為確保產品在保質期內合格,保證消費者的健康,在製造飲料,特別是製造碳酸飲料、礦泉水、純凈水以及包裝後不再進行二次滅菌的果汁飲料時,必須對水進行消毒處理,並要注意貯罐、管道、閥門等衛生狀態,防止對水產生二次污染。
水消毒的目的是殺滅水中的致病菌,並使水中的細菌含量符合規定標准。常用的水消毒方法是氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。
二、消毒原理
氯消毒包括液氯、漂白粉、次氯酸鈉、氯胺。其消毒原理是氯在水中會產生如下反應:
Cl2 + H2O → HCl + HOCl → 2H+ + Cl- + OCl-
反應生成的次氯酸具有很強的穿透力,能迅速穿過微生物的細胞膜,進入微生物體內,破壞微生物體內的系統使之失去的活力而致死。另一方面,次氯酸性質很不穩定,即容易放出新生態氧[O],新生態氧與銨鹽、硫化氫、氧化亞鐵、亞硝酸鹽以及有機物腐敗後產生的物質相結合,對水中有機物和一些無機物等起氧化作用,從而抑制了依靠這些物質為營養的大部分微生物的生長,因此一般認為次氯酸具有主要的滅菌作用。而反應中生成的次氯酸根殺菌力較弱,不具有次氯酸穿透微生物細胞膜的能力,因此其消毒作用遠低於次氯酸。
紫外線消毒的原理是紫外線的光譜波長在490nm -140nm范圍內具有殺菌能力。微生物受到紫外線照射後,氣體內的核蛋白質會因吸收紫外線光譜能量而變性,引起新陳代謝障礙,從而喪失繁殖能力。當照射劑量增大一定量時,微生物細胞被破壞致死。紫外線對澄清透明的水有一定的穿透力,因此能使水消毒。
臭氧消毒的原理是臭氧在水中發生氧化還原反應,產生氧化能力極強的單原子氧(O)和羥基(OH),瞬間分解水中的有機物質、細菌和微生物。羥基(OH)是強氧化劑、催化劑,可使有機物發生連鎖反應,反應十分迅速。羥基(OH)對各種致病微生物有極強的殺滅作用。單原子氧(O)也具有強氧化能力,對頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。
三、比較
自來水等飲用水在我國目前普遍使用氯劑消毒。而使用氯法有嚴重的二次污染問題存在。1973年起,荷蘭、加拿大、美國等國相繼發現用氯消毒後的自來水中會產生鹵代有機物(氯仿、氯胺等),經動物實驗證明有致癌危險。況且氯消毒易受溫度和PH值影響。余氯還會影響飲用水的口感,特別對於飲料用水,余氯會使碳酸飲料等飲料製品產生氯的臭味,並使飲料中的色素發生氧化,影響產品質量。
採用紫外消毒時,不同的對像菌致死所需的照射能量差異較大,另一方面原水水質對紫外殺菌效果也有影響,紫外線因在水中的穿透能力有限而難以達到理想效果。而且紫外消毒不能像余氯那樣維持消毒效果。
臭氧具有比氯更強的氧化消毒能力,不但可以較徹底地殺菌消毒,而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金屬離子以及多種有機物等雜質,如鐵、錳、硫化物、苯、酚、有機磷、有機氯、氰化物等,還可以使水除臭脫色,從而達到凈化水的目的。臭氧適應能力強,受水溫、PH值影響較小。臭氧適應范圍廣,不受菌種限制,殺菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。與氯不同的是殘余臭氧可以自行分解為氧氣,不會產生二次污染。臭氧處理後的水無色無臭,口感好,能改善飲用水品質。
故此,為了提高瓶裝飲用水的質量和延長保質期,國際瓶裝水協會(IBWA)建議採用臭氧處理。在臭氧處理前,瓶裝水一般用反滲透、納濾、超濾去除天然水中99%的有機物,降低臭氧的用量。
Ⅱ 臭氧水機有什麼作用
臭氧具有很強的殺菌效果,有研究表明臭氧可在5分鍾內殺死99%以上的殺死繁殖體;同時臭氧也起到除臭的目的,許多室內空氣凈化器以臭氧的強氧化性為原理,將空氣中的有機物氧化,以達到凈化空氣的目的。 但是,臭氧的強氧化性對人體健康卻有危害作用。一般認為臭氧吸入體內後,能迅速轉化為活性很強的自由基-超氧基(O2-),主要使不飽和脂肪酸氧化,從而造成細胞損傷。臭氧可使人的呼吸道上皮細胞脂質過氧化過程中花生四烯酸增多,進而引起上呼吸道的炎症病變,志願者研究表明接觸0.09ppm臭氧2小時後肺活量、用力肺活量和第一秒用力肺活量顯著下降;
Ⅲ 污水處理臭氧發生器有什麼用途
1、投加臭復氧能改變小粒徑顆粒製表面電荷的性質和大小,使帶電的小顆粒聚集;同時臭氧氧化溶解性有機物的過程中,還存在「徽絮凝作用」,對提高混凝效果有一定作用。
2、臭氧消毒效果好,劑量小,作用快,不產生三氯甲烷等有害物質,同時還可使水具有較好的感官指標。
3、臭氧能將水中不易降解的大分子有機物氯化分解為小分子有機物,並向水中充氧使水中溶解氧增加,為後續處理(特別是生物處理)提供了更好的條件。
污水處理臭氧發生器還可以滅菌,氧化,脫色,除味。也正是這些功效,讓臭氧在給排水處理,污水廢水處理,紙漿漂白,畜牧殺菌除臭等各行各業有了用武之地。
Ⅳ 臭氧可用於水的消毒凈化該過程是什麼變化
臭氧消毒是指以臭氧作為消毒劑的水處理技術。臭氧是一種強氧化劑,溶於水後,直接或利用反應中生成的大量羥基自由基及新生態氧間接氧化水中的無機物、有機物,並進入細菌的細胞內氧化胞內有機物,從而達到殺菌消毒、凈化水質的目的,與加氯消毒相比,臭氧消毒劑髦小、作用快、消毒效果更佳,同時可以改善水的口感和觀感[2]。
滅菌原理
臭氧是一種強氧化劑,滅菌過程屬生物化學氧化反應。O3滅菌有以下3種形式:
1.臭氧能氧化分解細菌內部葡萄糖所需的酶,使細菌滅活死亡。
2.直接與細菌、病毒作用,破壞它們的細胞器和DNA、RNA,使細菌的新陳代謝受到破壞,導致細菌死亡。
3.透過細胞膜組織,侵入細胞內,作用於外膜的脂蛋白和內部的脂多糖,使細菌發生通透性畸變而溶解死亡。
臭氧的介紹
臭氧是什麼
臭氧的分子式為O3。為天藍色腥臭味氣體,液態呈暗黑色,固態呈藍黑色。臭氧主要存在於距地球表面20公里的同溫層下部的臭氧層中。它吸收、阻擋並削弱對人體有害的短波紫外線,防止其到達地球。
臭氧的毒性
當環境中臭氧濃度偏高時,又是一種環境污染氣體,它是溫室效應氣體之一,殺滅細菌的同時也對人體細胞構成損傷,在靜電區,列印機旁,都應注意通風,避免臭氧濃度過高引起的毒性效應。
折疊
化學分子式為O3,三原子形式的氧。常溫、常態、常壓下無色,有腥臭的氣味,具有強氧化作用。所屬學科:大氣科學(一級學科);大氣化學(二級學科)
定義2:氧氣的同素異形體,每個分子由三個氧原子組成。當其存在於平流層時,有助於保護地球上的生物免受紫外線的傷害,而當其在地球表面附近時, 是城市光化學煙霧的一種組分,對植被和人類有傷害作用
Ⅳ 水產養殖用臭氧有哪些好處
臭氧又名活性氧,是氧氣的同素異構體,每個分子由3個氧原子組成。在常溫下,它是一種有特殊臭味的藍色氣體。易溶於水,在水中即刻發生還原反應,產生中間物質單原子氧和羥基單原子氧,氧化能力極強,羥基也是強氧化劑、催化劑。因此臭氧是一種強氧化劑。它在水中的氧化還原電位為2.07V,僅次於氟(2.5V),其氧化能力高於氯(1.36V)和二氧化氯(1.5V),能破壞分解細菌的細胞壁,很快地擴散透進細胞內,氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必需的葡萄糖氧化酶等,也可以直接與細菌、病毒發生作用,破壞細胞、核糖核酸(RNA),分解脫氧核糖核酸(DNA)、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物,使細菌的代謝和繁殖過程遭到破壞。細菌被臭氧殺死是由細胞膜的斷裂所致,這一過程被稱為細胞消散,是由於細胞質在水中被粉碎引起的,在消散的條件下細胞不可能再生。臭氧的殺菌能力不受pH變化和氨的影響,其殺菌能力比氯大600~3000倍。它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時發生的,在水中臭氧濃度為0.3~2毫克/升時,0.5~1分鍾內就可以致死細菌。由於臭氧的強氧化性,不僅對水中的各種藻類、微生物具有較好的殺滅效果,對寄生蟲及其卵也有較好的殺滅作用,而且在養殖用淡水或海水中對魚類危害較大的亞硝酸鹽、硫化氫、氨態氮等均可被氧化為無毒的物質,同時無機物也可被降解,從而降低水中的生物耗氧量和化學耗氧量。
由於臭氧在水中易分解為氧氣,所以還可使水體增氧。臭氧在凈化水質的過程中,不會改變水中的原有成分,能保持水中所含的對水生動物有益的礦物質,還可減少動物腸道內以宿主營養為生的細菌,降低細菌營養消耗,而且使有益菌分泌的澱粉酶活性增強,提高動物對食物營養成分的利用效果,促使動物健康的生長。臭氧通過氧化絮凝作用對水質起到凈化作用,不會產生二次污染物。
Ⅵ 臭氧在水處理中起到怎樣的作用
臭氧的作用相當於過氧化氫,臭氧可以提供活性氧原子,可以氧化水中的有機質,起到凈化水的作用。殺菌的效果也很明顯。