自來水臭氧消毒處理
        臭氧活性碳技術是目前國際上最先進的自來水處理工藝，在日、美、歐等發(fā)達國家已廣泛采用，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，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用
        20世紀90年代起，由于懷疑水中的有機物和天然物質與氯發(fā)生反應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用產生了興趣，并逐步 在一些飲用水處理系統(tǒng)中采用或增設了臭氧處理工藝。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的殺菌作用。對細菌的作用也比氯快，消耗量明顯較小，且在很大程度上不受PH的影響。有關資料報道，在0.45mg/L臭氧作用下，經過2min，脊髓灰質炎病毒即死亡；如用氯消毒，則劑量為2mg/L時需經過3h。當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，且較少產生附加的化學物質污染。

        （2） 不會產生如氯酚那樣的臭味。

        （3） 不會產生三鹵甲烷等氯消毒的消毒副產物。

        （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入管網。因此，經過臭氧消毒的自來水通常在其進入管網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理
        1）臭氧的主要物理、化學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，臭氧是淡藍色的具有強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的氧化能力。臭氧是由氧按以下熱化學方程式形成：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：單位時間內的傳遞能力=傳遞系數×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，而且與臭氧和水中物質發(fā)生直接化學反應的活性有關。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散進而溶解在表面的液體中，最終擴散到液體的內部。因此，氣液兩相間的傳遞率主要由下列因素所決定： 1.臭氧的氧化反應和消毒機理臭氧一經溶解在水里，會出現下列兩種反應：一種是直接氧化，它是較緩慢的且有明顯選擇性的反應；另一種則是在水中羥基、過氧化氫、有機物、腐殖質和高濃度的氫氧根誘發(fā)下自行分解成羥基自由基，間接地氧化有機物、微生物或氨等。后一種反應相當快，且沒有選擇性，另外還能將重碳酸根氧化成重碳酸和碳酸。這兩種反應中后一種反應更強烈，氧化能力更強。由于氫氧根和有機物等能誘發(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，而高ph值和有機物含量高的條件下則有利于羥基自由基的間接氧化反應。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胞膜擴散有關。臭氧能氧化微生物細胞的有機物或破壞有機體鏈狀結構而導致細胞死亡。因此，臭氧對頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。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外，還與供氣中含臭氧的濃度有關。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。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。