臭氧（O3）的一些知识
【强化混凝技术】
常规给水处理工艺中对有机物去除起主要作用的是混凝工艺，其去除有机物的机理主要分三个方面：带正电的金属离子和带负电的有机物胶体发生电中和而脱稳凝聚；二是金属离子与溶解性有机物分子形成不溶性复合物而沉淀；三是有机物在絮体表面的物理化学吸附。影响混凝效果的因素很多：混凝剂的种类、混凝剂的投加量、原水水质、混凝pH值、碱度、混凝搅拌程度以及混凝剂与助凝剂的投加顺序等。强化混凝就是通过采取一定措施，确定混凝的最佳条件，发挥混凝的最佳效果，尽可能地去除能被混凝阶段能够去除的成分，特别是有机成分。
由于近年水源受有机物污染严重，高浓度的有机物对水中胶体产生很强的保护作用，致使常规混凝效果变差，因此为提高常规混凝效果，在保证浊度去除率的同时提高水中有机物的去除率，强化混凝处理无疑是一个首选之法。Joseph等人认为强化混凝是去除水中天然有机物比较经济、实用的一种处理工艺；美国工作者普遍认为，强化混凝是达到"饮用水消毒/消毒副产物（D/DBP）标准"第一阶段要求和控制饮用水中天然有机物(NOM)的最佳方法之一；我们的实验结果也表明，某些强化混凝技术能有效地去除天然水中的有机物和藻类，并可降低水中剩余铝的浓度。
强化混凝技术首先要根据水质情况筛选优化确定混凝剂的种类和投量。目前水厂使用的混凝剂大致有三种：铝盐Al(III)、铁盐Fe(III)以及人工合成的有机阳离子聚合混凝剂，一般铝盐和铁盐的混凝效果要优于人工合成的混凝剂，原因是这两种混凝剂可以按上述的混凝机理与NOM作用，而人工合成的有机阳离子聚合混凝剂只能通过电性中和与NOM反应，将其去除，对于铁盐和铝盐而言，前者的混凝效果优于后者。尽管各种混凝剂的混凝效果不同，但对于确定的水质，在原水pH值一定的条件下都会存在一个最佳投量，因此应根据具体水质情况优选混凝剂，并利用混凝剂投加量与利用效率之间存在的关系确定最佳投量。投加一定量的助凝剂会强化混凝剂的混凝效果，黄晓东等人在使用PAC混凝同时在水中投加高分子助凝剂，结果表明有机物去除率提高了约10%，藻类去除率也提高了10%～15%。原水pH值也是影响混凝效果的一个重要因素，通常较低的pH值有利于强化混凝对NOM的去除，Robert等人的研究证明，随着pH值的下降强化混凝对TOC的去除率明显升高，Gil等人的研究表明调节水源水的pH值，达到相同的混凝效果可以使混凝剂投量减少50%以上。但并不是pH值越低越好，通常最佳的pH值范围为5.5～6.5。此外，在考虑诸多影响因素的同时，制备化学复合药剂强化混凝处理也是一个新的研究方向，我们利用高锰酸盐复合药剂与强化混凝处理相结合，明显地去除了地表水中的NOM和藻类物质，并降低了处理水的浊度。【强化沉淀与气浮技术】
沉淀和气浮作为两种传统的水处理工艺，在给水和污水处理领域一直备受关注。从最早使用的自然沉淀，到混凝沉淀，以至今天的平流沉淀池、斜板沉淀池，沉淀作为一种水处理形式不断发展完善。由于近年来水源水质的严重恶化，传统的沉淀处理很难达到理想的出水水质要求，因此各种强化沉淀的措施相继出现：优化斜板间距、优化沉淀区流态、优化排泥，采用斜管代替斜板的斜管沉淀、拦截式沉淀等，即便这样对于某些特殊原水，如低温低浊、高藻水，强化沉淀也难以获得良好的处理效果。
气浮与沉淀是两个相反过程，因此气浮工艺对低温低浊、高藻类水质原水具有良好的处理效果。目前对于气浮也存在许多强化措施，如：优化气浮的接触区和分离区、优化进水和出水、优化个区流态等，此外发展气浮与预氧化结合技术、实现高速气浮与多功能气浮，能够更好地强化气浮处理。但气浮工艺对于高浊度水或水质变化较大的水效果不理想。
沉淀—气浮固液分离工艺就是针对沉淀和气浮两种处理工艺各自存在的弊端，而提出的一种新工艺，以沉淀为主、气浮为辅，发挥了沉淀和气浮各自的优点，工艺的适应性较强，已在国内许多水厂中得以应用，但目前对其机理和设计思想的探讨研究尚没有深入的研究报道。由于沉淀和气浮各自的运行机理截然不同，实践表明，这种工艺也存在很多问题，如：运行过程中的“跑矾花”现象，配水不均，排泥效果差以及工艺构造不合理等等，因此必须对其机理进行深入的分析研究，以达到最佳的处理效果。
我们针对低温低浊、高藻、高色水以及雨季时受地表径流影响出现的突然高浊或持续高浊现象的原水水质问题，对原有的沉淀—气浮处理工艺及其机理进行了系统深入的研究，建立一种新型的气浮—沉淀固液分离处理工艺，来解决原有工艺存在的问题，并获得良好的处理效果。通过与实际工艺系统长期的对比实验研究得出，对于相同或相近的水质原水，新型气浮—沉淀固液分离工艺模型对浊度的平均去除率可提高1 0～20%；即使对于低温低浊水质原水，实际工艺系统经常出现浊度高于原水的情况下，试验模型也可保证70～80%的浊度去除率；而且对水中有机物的去除率也达到了60～80%，可见新型气浮-沉淀固液分离工艺处理效果要明显优于原有沉淀-气浮工艺系统。
【强化过滤技术】
混凝和过滤是常规给水处理工艺去除原水中有机污染物的两个主要工序。通常混凝沉淀后水的水质与未经处理的原水水质大不相同，混凝沉淀过程去除了大部分的水中天然有机物，与此同时提高了水中溶解性有机物的含量，并使水中残留有少量的混凝剂，出现剩余铝浓度超标问题，可以说过滤是常规净水系统中控制出水水质的关键工序。目前多数水厂采用廉价的石英砂作为滤料对水进行过滤处理，由于石英砂的净水机理主要是采用机械截留作用，对水中的悬浮物具有比较好的去除效果，而对溶解性污染物，如重金属离子、溶解性有机物等几乎没有去除作用，因此为了改善滤池处理效果，确保供水水质，必须对滤池系统进行强化改进。
对于过滤工艺采取强化措施是多方面的，可以对滤速进行控制、使用新型滤池、用多层滤料代替单层滤料以及投加助滤剂等等。由于强化过滤技术的关键是滤料，因此绝大多数工作都是针对强化滤料展开的，研制优于传统滤料的过滤介质，可以改善整个水厂的制水工艺，提高出水水质，目前国内外研制的各种新型滤料都是朝着改善滤料表面特性的方向努力，用物理或化学方法对传统滤料进行改性，改善其表面结构和性能，来提高滤料的截污能力。常用的改性剂多为铝盐、铁盐、锰盐以及这几种金属的氧化物等。
实践表明，改性滤料能充分地发挥在滤料表面增加巨大的比表面积和强化的吸附能力，以及与水中各类有机物、细菌、藻类接触过程中由表面涂料所产生的强化吸附和氧化净化功能，其不但能净化大分子和胶体有机物，同时还可以大量吸附和氧化水中各种离子（包括重金属离子）和小分子可溶性有机物；此外我们的实验研究也表明，采用改性滤料强化过滤，出水水中剩余铝的浓度要远低于国家水质标准0.2mg/L，故可达到全面改善水质的目的。
【臭氧预氧化技术】
臭氧自1876年被发现具有很强的氧化性之后，就得到了广泛的研究和应用，尤其是在水处理领域。早在1 893年荷兰就使用臭氧进行消毒，1905年法国开始使用臭氧对饮用水进行消毒，到20世纪60年代末臭氧开始用于饮用水原水预氧化，发展到今天臭氧预氧化用于水处理过程已是比较成熟的技术，但在使用过程中仍存在很多问题，且单独氧化处理效果不是十分理想，仍需同其它工艺进行结合，以体现其优势。
通常臭氧作用于水中污染物有两种途径，一种是直接氧化，即臭氧分子和水中的污染物直接作用。这个过程臭氧能氧化水中的一些大分子天然有机物，如腐殖酸、富里酸等；同时也能氧化一些挥发性有机污染物和一些无机污染物，如铁、锰离子。直接氧化通常具有一定选择性，即臭氧分子只能和水中含有不饱和键的有机污染物或金属离子作用。另一种途径是间接氧化，臭氧部分分解产生羟基自由基和水中有机物作用，间接氧化具有非选择性，能够和多种污染物反应。
臭氧的强氧化性决定其与水中的污染物作用后可获得不同的处理效果，因此使用臭氧预氧化的目的依水质而异，也与使用情况有关。研究表明，臭氧预氧化对水质的综合作用结果取决于臭氧投量、氧化条件、原水的pH值和碱度以及水中共存有机物与无机物种类和浓度等一系列影响因素。
首先，臭氧预氧化可破坏水中有机物的不饱和键，使有机物的分子量降低，可溶解性有机物DOC的浓度升高，具体表现为AOC和BDOC的浓度升高，从而提高有机物的可生化性，但Ames实验表明部分氧化中间产物具有一定的致突变活性，需要提高臭氧投量来降低这些产物的毒性活性，此外臭氧也会将氨氧化成硝酸盐，但中性条件下氧化速度极慢，控制溶液的pH值可以提高反应速度。
其次，对于具有较高硬度和较低TOC的原水，通常在TOC含量为2.5mg/L左右、硬度与TOC比值大于250mgCaCO3/mgTOC时、低的臭氧投量（0.5～1.5mg/L）等条件下可起到助凝作用，提高混凝效果，但
由于臭氧预氧化会提高水中有机酸的浓度，而部分有机酸会与混凝剂中的铁、铝离子络合，从而使得滤后水中铁或铝的总浓度升高，故需对其采取一定措施进行处理，以达到国家制定的生活饮用水水质标准；此外，臭氧氧化能够灭活水中的一些致病微生物，如细菌、病毒、孢子等，也能够强化去除藻类物质及其代谢产物，进一步提高常规给水处理的除藻效果，并且还可去除水中含有不饱和键的嗅味物质。
再者，对于氯化消毒副产物前质，臭氧预氧化可对其进行一定程度的破坏，或使之转化成副产物生成势相对较低的中间产物，但不可避免地也会升高一些其它物质的副产物生成势，同时产生一些臭氧副产物。实验表明，当水中溴离子浓度高时，采用臭氧预氧化工艺的水厂出水溴酸盐浓度普遍升高，臭氧氧化可将原水中的溴离子氧化成溴酸盐和次溴酸盐，溴酸盐本身具有致癌作用，而次溴酸盐与氯化消毒副产物前质作用，会生成毒性更强的溴代三氯甲烷，对人类造成更大的威胁。一些欧美发达国家，已经开始对溴酸盐生成量进行限定，1993年世界卫生组织规定溴酸盐最大允许浓度为25g/L，美国环保局则将其最大允许浓度限定为10g/L。
上述作用结果表明，单纯使用臭氧氧化，出水水质并不十分理想，特别是对于氨氮的去除以及出水生物稳定性控制等，因此必须将臭氧预氧化与其它水处理工艺结合起来，如滤后采用活性炭吸附，或发展臭氧预氧化与生物活性炭联用技术，以进一步强化处理效果。
虽然臭氧具有比较强的氧化性，但是其设备投资大、运行费用高，即使在发达国家，臭氧仍是一种昂贵的水处理技术。我国关于臭氧预氧化方面已经进行了20多年的研究工作，但目前此工艺在水厂中的应用仍十分有限。结合我国水源污染状况，研究经济有效可行的除污染技术是十分必要的，基于此种考虑，我们开发了高锰酸盐预氧化除污染技术。
【高锰酸盐复合药剂预氧化技术】
高锰酸钾最初的应用主要是消毒、除铁、除锰、除嗅味以及水中有机物含量的检测上，前人对与水中微量污染物作用方面的工作研究很少，并且多数实验是以人工配制的溶液为目标物，研究酸性条件下高锰酸钾的作用效果，因此研究具有一定的局限性，为进一步了解高锰酸钾的氧化性质，哈尔滨工业大学于1985始开展了高锰酸钾去除饮用水中污染物的研究工作，并提出了高锰酸钾预氧化除污染技术，经过十几年的研究，在去除天然水中微量有机物、控制卤仿和致突变物质，以及氧化助凝等方面取得了一系列进展，并在生产中得到推广和应用，同时系统地分析了高锰酸钾除污染的作用效能与机理，为进一步奠定研究高锰酸盐复合药剂提供了理论基础。
高锰酸盐复合药剂是在对高锰酸钾进行了大量的研究基础上研制得出的，该药剂主要是以高锰酸钾为核心、由多种组分复合而成，其充分利用了高锰酸钾与复合药剂中其它组分的协同作用，促进具有很强氧化能力且利于除污染的中间价态介稳产物和具有很强吸附能力的新生态水合二氧化锰的形成，将氧化和吸附有机
的结合起来，强化去除水中的有机污染物、强化除藻、除嗅味、除色、降低三氯甲烷生成势和水的致突变活性等等，从很大程度上提高了高锰酸钾对水中污染物的去除率。
为更加深入地研究高锰酸盐复合药剂的除污染效能，笔者利用此药剂对我国污染较重的若干典型受污染饮用水源，如松花江水、黄河中游水库水、巢湖水、太湖水、嫩江水等，展开了系统的研究工作。研究表明，使用高锰酸盐复合药剂对实际水样进行预氧化处理，可显著地去除水中多种有机污染物；并且与其它预处理工艺进行对比发现，复合药剂对有机污染物的去除效果要明显优于单独高锰酸钾预氧化，也远优于单纯聚合氯化铝或预氯化工艺；进一步研究表明，采用复合药剂预氧化代替预氯化，能够强化去除藻类以及难去除的嗅味物质，从很大程度上改善混凝处理效果，降低滤后水色度和浊度，对于预氯化处理过程出现的副产物问题，复合药剂预氧化能起到一定程度的控制作用，且能够提高对氯化消毒副产物前质和致突变物质的去除效果，显著降低三氯甲烷的生成势和水的致突变活性，同时使用PPC预氧化也不存在臭氧预氧化出现的溴酸盐副产物问题；对水中存在的少量重金属，PPC投量在1.0~2.0mg/L时，去除率便可达到90%以上，对微量铅可达100%去除；此外，考虑到使用高锰酸盐复合药剂进行预氧化，向水中投加一定量的高价态锰，是否会使水中总锰浓度增加，笔者考察了复合药剂投量、氧化时间及pH值等对预氧化工艺中总锰浓度的影响，结果表明，高锰酸盐复合药剂中的主剂在氧化过程中被还原为胶体二氧化锰，在混凝剂的作用下会形成密实絮体，可通过沉淀与过滤进行分离，通常给水处理条件与高锰酸盐投量范围内，可以保证较低的滤后水剩余锰浓度，满足国家生活饮用水卫生标准。
上述研究结果表明，高锰酸盐复合药剂对于受污染的饮用水源，具有一定的处理能力，可以从多方面强化提高处理出水效果，但单纯使用PPC，对水中氨氮的去除表现出一定的局限性。使用生物活性炭技术处理饮用水中的可溶性有机碳与氨氮问题，是一种公认的较为有效的方法，大量的文献表明，臭氧氧化-生物活性炭联用技术可以达到较为理想的处理效果。基于此，笔者以淮河流域水为对象，研究了高锰酸盐预氧化与生物活性炭联用的处理效果。实验结果表明，PPC预氧化能够明显改善生物活性炭的处理效果：水中C ODMn与UV254的去除率可提高10%以上，氨氮的去除率可提高30%，亚硝酸盐氮的去除率也可提高2 0%以上；同时对比了O3预氧化-BAC联用与PPC预氧化-BAC联用的处理效果，发现后者出水CODMn 和氨氮浓度均低于前者，两种处理工艺的出水均可达到国家现行的饮水标准。
可见，使用高锰酸盐复合药剂进行化学预处理，能够显著强化常规处理出水水质，并且处理工艺不需要增加过多的设备，易于投加运行管理，特别适于改善目前水厂的处理效果，因而具有较大的应用潜力。
【臭氧氧化和高级氧化技术】
臭氧氧化及臭氧活性炭联用技术在杀藻、除臭、除色、控制氯化消毒副产物等方面有一定的优势。水中大量存在的天然有机物(NOM)是氯化消毒副产物的主要来源，臭氧氧化导致低NOM分子量部分的增加和高
分子量部分的减少，这些新生成的低分子量化合物能较好地吸附在活性炭上，但是臭氧氧化增加了有机化合物的极性而导致在活性炭上的吸附性能降低。另一方面，由于臭氧氧化提高了可生物降解性，在最后消毒步骤之前采用O3/GAC联用方法能够很有效地降低水中溶解性有机碳(DOC)的含量。
但是臭氧对于难降解物质(ROS refractory organic substance)的去除率低，对有机物的氧化很难达到完全矿化的程度，生成的小分子物质在后续工艺中易形成一些副产物；同时含溴水臭氧氧化后溴酸盐的生成及臭氧利用率不高等问题也比较突出。
随着水体有机污染的日益严重和水质标准的不断提高，高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes, AOPs)
研究进展迅速并在水处理中得到应用。高级氧化技术是指利用反应中产生的强氧化性的羟基自由基(OH-)作为主要氧化剂氧化分解和矿化水中有机物的氧化方法。
高级氧化技术通常包括以下工艺：O3/H2O2，O3/UV，O3/催化剂(O3/CAT)，H2O2/Fe2+，H2O2/Fe3 +，H2O2/Fe2+(Fe2+)/UV，H2O2/UV，O3/H2O2/UV，UV/TiO2。与其它氧化方法相比，高级氧化技术有如下特点：产生大量非常活泼的羟基自由基(OH-)，并诱发链反应；OH-无选择性地与水中有机污染物反应，将其矿化；OH-具有很高的反应活性，它可与大多数有机物无选择性地反应(k=106-109
M-1s-1)；反应条件要求不高，一般在常温常压下即可进行；高级氧化既可作为单独的处理单元，又可与其它工艺联用；可根据水质特点选择某种适宜的高级氧化方式。对于饮用水处理而言，高级氧化技术通常用于去除臭氧难于氧化的有机物，如农药、洗涤剂、芳香性物质(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)和卤代烃类(三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯)等，它可以去除有机物的浓度大至几百ppm，小至几个ppt。由于它具有以上特点，故被人们称为“21世纪的水处理工艺”。
在各种高级氧化技术中，臭氧催化氧化技术日益受到人们的关注。按催化剂的相态分，臭氧催化氧化可分为均相催化氧化和多相催化氧化两类。臭氧催化氧化的发展始于均相氧化，即向水溶液中加入金属离子以强化臭氧的氧化反应；随后出现了以金属氧化物或附着于载体上的金属/金属氧化物为催化剂的多相催化氧化。由于加入的催化剂或氧化剂不易回收，运行维护费用较高，均相催化剂不便于实际应用；而多相催化氧化的固体催化剂易于与水分离，便于以现行臭氧氧化工艺为基础改造，是臭氧催化氧化的发展方向。
在实验中，臭氧催化氧化对各类有机物有很好的去除效果。Al-Hayek 等人证明，与臭氧单独氧化相比，在催化剂Fe(Ⅲ)/Al2O3存在时，使得苯酚的臭氧化中TOC的去除增加，及促进甲酸和马来酸的臭氧化。Bh at和Gurol研究了针铁矿存在时氯苯的臭氧化，发现臭氧催化氧化比单独臭氧化更有效。Naydenov和Me handjiev，Thompson等人观察到MnO2存在时，苯和1,4-二氧杂环乙烷的水溶液臭氧化时被矿化。我们的研究工作证明，与单独臭氧化相比，臭氧化阿特拉津时少量Mn(Ⅱ)的存在生成了MnO2导致阿特拉津降
解量的增加。Andreozzi等人报道酸性pH时，MnO2促进的草酸臭氧化有很大提高。Pines等人指出，金
属-TiO2/O3的混合对于亲水化合物的氧化很有效，而对疏水化合物的效率很低。
对于臭氧催化氧化的机理，有如下三种假设。臭氧化学吸附在催化剂表面，生成活性物质后与溶液中的有机物反应；有机物分子化学吸附在催化剂表面，进一步与气相或液相臭氧反应；臭氧和有机物分子同时产生化学吸附，随后二者发生反应。
虽然臭氧催化氧化在实验室中取得了较好的效果，但是实际应用并不多见。我们在前期的工作中已有200 0t/d和5000t/d的高级氧化工程应用于生产中，实践证明，经过臭氧催化氧化工艺，水的COD降低、Ame s试验显示致突变活性下降。
从在水处理工艺中的应用角度来看，臭氧催化氧化有以下优点：
①能够显著地降低水中农药、内分泌干扰物质、致突变物质的浓度，除嗅除味；
②充分地利用剩余臭氧，强化分解水中有机物，降低尾气中臭氧含量；
③提高臭氧转移效率；
④降低臭氧投量；
⑤既适合现有水厂改造（改造接触池）、也适合新水厂建设（建催化氧化池）。
但是仍有一些问题值得注意：
①若水中含有大量自由基捕获剂(CO32-、HCO3-、H2PO4-、HPO42-等)将降低羟基自由基的作用；
②羟基自由基会与水中天然有机物反应，从而减少其对其它难氧化物质的去除；
③催化剂的选择与污染物的性质密切相关，需通过实验选取最适合的催化剂。
【展望】
(1) 我国饮用水源受污染率较高，由于污水处理率很低，非点源的污染日益突出，可能将成为主要污染源，因此在相当长时期内，强化受污染水的处理将会是给水处理的主要问题。
(2) 加强对水资源保护的同时，增加受污染水处理的研究力度，提高饮用水水质；采用多级屏障的思想，
在强化混凝、沉淀、过滤、消毒的同时，利用化学、生物、吸附等过程强化水质净化，从全过程控制水质。臭氧(03)是1840年以后逐渐被人们认识的。臭氧是由三个氧原子组成的，由丁它有较高的氧化还原电位，所以有极强的氧化能力，可以降解水中多种杂质和杀灭多种致病菌、霉菌、病毒以及杀死诸如饰贝科软体动物幼虫(达98％)及水生物如剑水蚤、寡毛环节动物、水蚤轮虫等，因而早在1886年在法国就进行了臭氧杀菌试验。1893年在荷兰3 m3／h的净化水厂就投入运行。1906年法国尼斯(Nice)建成的臭氧处理水厂一直运行到1970年。尼斯水厂被看作是“饮水臭氧化处理诞生地”。我国1908年在福州水厂安装了一台德国西门子的臭氧发生器。到现在世界上已有数千个臭氧处理自来水厂，1980年加拿大蒙特利尔建成日供水230万吨消耗臭氧300kg／h的大型水厂，而其中绝大多数都是在发达国家建设的，发展中国家只有少量小规模应用。我国自八十年代以来陆续有少量自来水厂采用臭氧法，如北京田
村水厂(15kg03／h)，昆明水厂(33kg03／h)，还有一些工矿企业内部水厂，如大庆油田，胜利油田，燕山石化等单位的水厂也都有臭氧设备在运行。与国外规模比较，我国只能说还处在萌芽状态。
臭氧水处理之所以在世界上得到长足的发展，不只是由于其有效的去杂与杀菌能力，而且在于经它处理后在水中不产生二次污染(残毒)，多余的臭氧也会较快分解为氧气而不似氯剂在水中形成氯氨、氯仿等致癌物质，因而被世界公认为最安全的消毒剂。在发展中国家没有大规模推广，其原因是臭氧处理固定资产投入太高与运行电耗太高，在资金缺乏的国家在八十年代中期以来，我国众多瓶装水厂由于水质标准要求高，而瓶装水经济效益也高，而采用了臭氧法处理，小型臭氧发生器得以较大规模推广．正确应用臭氧处理水的瓶装水厂大都能达到双零(大肠杆菌，细菌总数均为零)的国际标准。
二、影响臭氧水处理灭菌效果的几个基本因素
由于臭氧水处理是个新事物，人们尚不太熟悉。有些厂家和施工单位以及臭氧用户误认为只要一按电钮，将臭氧气吹入水中，消毒即告完成。这个误区使臭氧的应用得不到应有的效果，甚至致使有些人对臭氧本身的杀菌能力产生了怀疑。
有的厂家使用极简易的臭氧发生器处理瓶装水，对其产生的臭氧浓度、处理后水溶臭氧浓度都一无所知，杀菌的确实效果令人无法相信。难以应用。笔者也曾采访过一家矿泉水厂，每小时5吨水量，设计单位选用了100g03／h的臭氧发生器，而在接触吸收装置内水的停留时间只有几秒钟，结果处理的水不合格，而灌装间大量臭氧尾气溢出，工人无法工作。
还有一些厂家生产的家用水处理器，无论是吴氧浓度还是处理时间都不够，这样的水处理器能否生产合格的饮用水，很值得怀疑。
因而正确认识臭氧在水中的物理、化学过程与臭氧杀菌的生物化学过程是极重要的。由于臭氧在水中溶解的机理以及臭氧对生物细胞物质交换的影响过程极为复杂，本文不能详细的探讨，只就臭氧杀菌做一般性的讨论。
1、水溶臭氧浓度与保持时间是杀菌的必要条件
军事医学科学院军队卫生研究所马义伦教授等经过对炭疽杆菌，枯草杆菌黑色变种进行臭氧处理试验，总结出杀菌动力学经验公式：
dN／dt=-KNtMCN
其中：N：菌数t：时间C：水中臭氧浓度m、n是t与c的指数K：效率常数，也可表示细菌抗力。
由以上公式可以看出单位时间的灭菌量是与水中臭氧浓度及处理时间的若十次疗成止比，可见K与N在不变动的情况下要达到杀菌的目的，必须保证臭氧在水中浓度与一定的接触时间。
2、保证水中臭氧浓度的必要性
要保证臭氧在水中的浓度需要很多条件，大致有水温、气压、气液的相对运动速度、臭氧气作用在液体表面的分压、臭氧气的表面积、水的粘度、密度、表面张力等，其中有些因素，如水温、气压、臭氧气作用在液体表面的分压至关重要。也有的，如水的密度、粘滞度、表面张力等，在某一具体条件下是不变的，就可以不予考虑，现将其中关系简单介绍如下：气液两相间的传质强度取决于分子与湍流的扩散速度，可以用一般传质公式表示：
u=dG／dt=KF·△C
其中：u：传质速度，可用在t时间内从气相传入液相的臭氧量G确定，即dG／dt。K：
传质系数，F：气相与液相的接触表面积，△C传质过程中的动力，可用臭氧在实际情况下与平衡时的浓度差决定(即水中臭氧浓度与臭氧源中臭氧浓度差别越大，传质速度越大)。
分析一般传质方程式可以知道，首先要使臭氧尽多地溶入水中，就要尽量加大臭氧与水的接触表面积F，而这是接触装置决定的。
其次，△C说明臭氧发生器的浓度越高，越有利于水对臭氧的吸收·
第三，传质系数K则与多种因素有关，K(总传质系数)为气相传质系数K气与液相传质系数K液之和，而臭氧属于低溶解度气体，K气可忽略不计．而根据亨利一道尔顿定律，K液是多种物理参数的复合函数。
K液=f(T，P，u，w，p，ó)
其中臭氧溶解量与气体压力P成正比而与水温T成反比。
随着两相相对线速度的增大，气液两相接触表面积F及其更新速度也增大，但每个气泡与液体接触的时间会减小，因此从综合效果来看，气体-液体的相对线速度应维持在一个范围内较好．
液体的粘滞度u，密度p及气液间介面表面张力。的提高可使相间表面更新速度降低，并相应使K液减小，所以Km与u，p，o成反比，对于各种饮用水，此项可忽略不计。
在应用中，我们应关注温度、气压两个参数，而在设计接触装置时则应注意到水流、气流的相对速度，尤其是其中的温度，因为温度高了不但使水对臭氧的吸收效果下降，而且臭氧本身会因温度过高而分解。国内就曾发生过试图用臭氧处理70·℃的水温而没有取得任何效果的例证。
1894年梅尔费特(Mailfert)根据前人的实验报告求出以下臭氧在水中的浓度：
温度(摄氏度) O 11.8 15 19 27 40 55 60
溶解度(L气／L水) 0.64 0.5 O.456 0.381 O.27 0.112 O.031 O
这组数据大致里线性，而且表明臭氧在水中的溶解度大约是氧的lO-15倍。
威诺萨(venosa)与奥帕特金(Opatken)指出，决定臭氧(或任何气体)在某液体中的溶解度的基本关系式是亨利定律．即在一定温度下，任何气体溶解于已知体积的液体中的重量，将与该气体作用在液体上的分压成正比。
而且此定律可推导出结论：在标准温度与压力下，臭氧是氧溶解度的13倍。
从亨利定律可以得出结论：要提高臭氧在水中的溶解度，必须提高臭氧气在整个气源中分压，即提高臭氧源的浓度，如果臭氧源的浓度不够，处理时间再长，水中臭氧浓度也提不高(因已达到浓度平衡)。
从以上论述，可以得到结论：
1、为保证杀菌效果，必须保证水中臭氧的一定浓度与处理时间。
2、为保证水中臭氧的一定浓度就需保证：
a．臭氧源的浓度。
b．一定的气温。
c．水温不能过高。
d．投入水中臭氧气的比表面积尽量大，使臭氧与水的接触机会更多。
根据国内外应用经验一般水质的饮用水消毒处理参数推荐为：水溶臭氧浓度O.4mg/L，接触时间为4分钟，即CT值为1.6。臭氧投加量1-2mg／L，水温最好在25摄氏度以下。前苏联标准规定饮用水中臭氧浓度不低于O.3mg/L。我国瓶装水行业推荐灌装时瓶内水臭氧浓度0.3mg/L.
三、目前常用的三种接触装置与其效果
前节已提到接触装置的根本目的是保证臭氧在水中有尽量大的溶解度，为此，就需使臭氧气与水的接触面尽量大，有足够的接触时间，因而对接触装置的基本要求是：
1、能保证最优化的臭氧吸收效果。
2、接触装置工作时，工艺参数控制容易，工作稳定，安全性好。
3、能耗(搅拌或输送水、气所需动力)最低。
4、最小的体积下有最大的生产能力。
5、结构简单，用料便宜，制造与维修成本低。
一般常用的接触装置有三种：鼓泡塔或池：水射器(文丘里管)与固定螺旋混合器(单用或合用)：搅拌器或螺旋泵：也有两种以上串联使用的，简介如下：
l、鼓泡法：大型水处理用鼓泡池，小型水处理则常用鼓泡塔，它要求鼓泡器有小(几个微米到几十微米孔径)的孔径以增加臭氧的比表面积，而且要求孔径布气均匀，以使水、气全面接触，尤其是在鼓泡池中用多个布气器时，同时一般要求从水面到布气器表面，水深不小于4-5m，以利于气、水充分接触。
它的优点是：操作方便，可以很容易改变运行参数而不影响投加效果和工作的稳定，动力消耗少，鼓泡塔结构简单，维修方便。
但其体积过于庞大，池式占地面积大，塔式要求较高厂房成本较高。
2、水射器(文丘里管)是利用高速水流在变径管道中流动造成的负压区吸入臭氧气，并形成湍流起到混合效果。
而在文丘里管后设置固定螺旋混合器则可进一步起搅拌水、气作用，在较长的距离内保持湍流状态以加强吸收。
这种装置由于混合时间很短，所以在其输出管道后常常还需加设贮水罐，以增加水、气接触时间，并使水流速降低以使尾气析出。
它的结构比鼓泡塔大大减小，生产成本低，但需加设水泵以保证水的喷射速度，而且工艺参数不易掌握，处理水量不能随意调节，否则将发生气、液两相分离，影响吸收效果。
3、搅拌法：早期生产的搅拌器类似单缸洗衣机，只是电机上置、外筒做成多角型，利用搅拌造成的涡流使气泡打碎，溶入液体。此类搅拌法效果差，动力消耗大，比鼓泡法体积小但成本并不低，由于有机械运动及臭氧腐蚀，所以机器寿命低，维修费用高。
近年有涡轮泵上市，混合效果很好，而且体积小巧，工r艺参数操作容易，但结构复杂成本高，动力消耗大，维修复杂，在它的管路后而也需设置贮水罐。
四、臭氧浓度测试
由于臭氧是化学性质极不稳定的气体，收集并短时间内测量其在空气中及在水中的含量就成为比较困难的问题。如前所述，要保证臭氧对水的净化杀菌目的，需要控制种种参数，其中各项，只有臭氧浓度的量测是困难的。一些臭氧发生器生产厂家自己不会测试，也不知道自己的产品所产臭氧的浓度，更有个别厂家利用测试困难肆意夸大自己产品性能，造成极不好的影响，以至影响到人们对臭氧杀菌能力的信任。
应该说现在臭氧浓度测试已经不难了。在实际应用中臭氧浓度是保证消毒效果的基础，也是鉴别臭氧发生器真正性能的必要手段，因此在推广臭氧应用的同时，应该同时推广臭氧的测量手段。
本篇不拟对臭氧测试做详细论述，有兴趣的同志可参考第五次全国消毒学术交流会上李汉忠发表的有关文章，这里只作简单介绍。
l、碘量法：过去最经典的测量方法，用臭氧化气使碘化钾溶液中的碘游离出来而显色，然后用硫代硫酸钠滴定还原至无色，以消耗的硫代硫酸钠数量计算臭氧浓度。此法显色直观，设备便宜，但要用各种药品、洗瓶、量筒、天平、滴定管等化学试验设备，使用不方便，且易受其它氧化剂(如N0、CL等)干扰，I比法目前仍为我国的标准测量方法。
2、紫外吸收法：利用臭氧对波长入=254nm紫外光的最大吸收值，使紫外光在臭氧气氛中衰减，再经光电元件、电子电路(比较电路，数据处理，数模转换)得到数据输出，此方法精确，可连续在线量测。己被美国等工业先进国家选为标准方法，但该仪器价格较贵，一般作为检测单位与生产、科研单位使用。
3、电化学法：利用水中臭氧在电活化表面产生的电化学还原作用，电化回路中电流变化曲线与溶液中臭氧浓度成正比，这种仪器具有数据输出功能，可在线测量而且能实现对臭氧发生器的闭环反馈控制，价格比紫外法便宜，体积也较小。目前在大型水处理工程中应用。
4、比色法：与碘量法同为化学法，是利用臭氧对化学试剂反应发生的显色或脱色现象确定臭氧浓度。它可用碘化钾、邻联甲苯胺或靛兰染料等多种化学物质，可直接肉眼观察与标准色管或比色盘比较，也可用分光光度计检测，此法简单易行，成本不高，在我国目前水平适于推广，但测试药品是一次性消耗品。
5、DPD臭氧水浓度测试试剂：盒中的DPD试剂采用双铝箔片剂包装，药片含崩解剂，可快速溶解，产品对臭氧高度敏感，可精确到0.05ppm，比色卡经精密分色制成，配有专用的比色管，具有使用方便、保存期长、质量稳定可靠等优点，配置的DPD法对应比色色阶溶液，与KIO3标准溶液做比较，测定结果准确可靠。本法尤其适合于现场分析，完全可与进口同类产品媲美，在水行业、食品行业、饮料和制药产业有着广阔的应用前景。目前DP D臭氧测定试剂盒已为包括乐百氏、娃哈哈、怡宝、农夫山泉、景田、益力在内的全国几百家知名矿泉水、纯净水企业所广泛应用。
臭氧层小知识(一） 众所周知，太阳辐射的紫外线对生物有很强的杀伤力。幸运的是，距地球表面 25 —50 公里处有一臭氧层。臭氧是地球大气层中的一种微量气体，它是由三个氧原子（O3）结合在一起的蓝色、有刺激性的气体。尽管臭氧层在地球表面并不太厚，若在气温0℃ 时，将地表大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压时，臭氧层的总厚度才不过 3 毫米左右，但它却能吸收太阳辐射出的 99% 的紫外线。就像地球的一道天然保护屏障，使地球上的万物免遭紫外线的伤害。因此，臭氧层也被誉为是地球的“保护伞”。1985 年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去 10 —15 年间、每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约 30%，有近 95% 的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成一个“洞”，直径达上千公里，“臭氧洞”由此而得名。卫星观测表明，此洞覆盖面积有时比美国的国土面积还要大。到 1998 年臭氧空洞面积比 1997 年增大约 15%，几乎相当于三个澳大利亚大。前不久，日本环境厅发表的一项报告称，1998 年南极上空臭氧空洞面积已达到历史最高记录，为 2720 万平方公里，比南极大陆还大约 1 倍。美、日、英、俄等国家联合观测发现，近年来，北极上空臭氧层也减少了 20%。在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每 10 年 2.7% 的速度减少。根据全球总臭氧观测的结果表明，除赤道外，1978 — 1991 年总臭氧每 10 年间就减少 1% — 5%。自 30 年代以来，氟氯碳被广泛用作冰箱、冷冻机。空调等设备的制冷剂，聚氨醋泡沫和聚乙烯/聚苯乙烯泡沫中的发泡剂，气雾剂制品中的推进剂，电子线路板、精密金属零部件等的清洗剂及烟丝的膨胀剂等。哈龙则主要用作灭火器中的灭火剂。上述化学物质非常稳定，排到大气中可存留数一年，甚至 100 年左右，因此最终会破坏臭氧层。关闭窗口 臭氧层小知识（二） 大气平流层中距地面 20-40 公里的范围内有一圈特殊的大气层，这一层大气中臭氧含量特别高。大气平均臭氧含量大约是 0.3ppm，而这里的臭氧含量接近 10ppm，高空大气层中 90% 的臭氧集中在这里，所以叫它臭氧层。臭氧层在保护地球方面具有特别的功能：对于太阳光中与生物无害的可见光和 A 段紫外线，将它们大部分吸收，小部分放行，让它们到达地面杀菌消毒，又不至于对人体健康造成危害。所以说臭氧层是保护地球的无缝天衣。空调、电冰箱用的制冷剂氯氟烃其商品名叫氟里昂。氯氟烃在低层大气中稳定，游荡 10 年左右的时间进入同温层，直至穿出臭氧层。穿出臭氧层后，在强烈紫外线的作用下，氯氟烃迅速分解，产生氯原子，氯原子极为活泼，专门拆散臭氧分子，使臭氧层逐渐变薄，出现空洞。人类已经把 1500 万吨以上的氯氟烃排放到大气中。进入大气中的氯氟烃，只有一部分参与臭氧层破坏作用，大部分还在大气中游荡，因而，虽然现在很多地方已停止生产和使用氯氟烃，臭氧层仍然会继续遭到破坏。何况，除了氯氟烃外，工业废气、汽车和飞机的尾气、核爆炸产物、氨肥的分解物，其中可能含有氮氧化物、一氧化碳、甲烷等几十种化学物质，都是破坏臭氧层的因素。
臭氧是怎么产生的？ 臭氧(ozone，O3) 常温下为无色气体，有一股特殊的草腥味，有极强的氧化能力，稳定性极差，常温下可自行分解为氧，通常以稀薄的状态混合于大气中。 由于臭氧是一种不稳定的气体，不能储存运输，因而臭氧必须在使用现场发生制备. 臭氧的制取主要有：电化学法、光化学法及电晕放电法。 【电化学法】 电化学法是利用直流电源电解含氧电解质（纯净水）产生臭氧的方法。这种发生器能制取高浓度的臭氧水，制造成本低，使用和维修简单。但由于有臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点，其用途范围受到限制。 目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用，不具备取代高压放电式发生器的条件。但在医疗、食品加工、养殖业及家庭应用等方面具有广泛前景。 【光化学法】 光化学法实质是仿效大气层上空紫外线促使氧分子分解并聚合成臭氧的方法，即用人工产生的紫外线促使氧分子分解并聚合成臭氧的方法。此种方法产生出波长λ185nm(10-9m)的紫外光谱，这种光最容易被O2吸收而达到产生臭氧的效果，在美国称之为臭氧灯。 此种方法产生臭氧的优点是对温度、湿度不敏感，具有很好的重复性；同时，可以通过灯功率线型控制臭氧浓度、产量。这些特点对于臭氧用于人体治疗及作为仪器的臭氧标准原是非常合适的。缺点是能耗较高、产量低，不适合大规模使用。 【电晕放电法】(目前普高采用的臭氧发生技术，展坤建议使用方式) 电晕放电法是模仿自然界雷电产生臭氧的方法，通过人为的交变高压电场在气体中产生电晕，电晕中的自由高能离子离解O2分子，经碰撞聚和为O3分子。 这种臭氧发生器具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大（单机可达1Kg/h）等优点，所以是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。世界上现在单机产量最高的达300Kg/h。衣物三期三刘玲三益另留
臭氧知识 臭氧（O?）又称为超氧，是氧气（O?）的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧主要分布在10~50km 高度的平流层大气中，极大值在20~30km高度之间。 1840年德国C.F.舍拜恩在电解稀硫酸时，发现有一种特殊臭味的气体释出，因此将它命名为臭氧。在常温常压下，稳定性较差，可自行分解为氧气。臭氧具有青草的味道，吸入少量对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害。不可燃，纯净物。氧气通过电击可变为臭氧。 臭氧可用于净化空气，漂白饮用水，杀菌，处理工业废物和作为漂白剂。 基本信息 ?中文名称臭氧, 英文名ozone ,化学式O?,熔点-192℃ ?沸点-111℃ ,水溶性, 1体积水溶解0.494体积臭氧, ?密度2.14g/L(0°C，0.1MP),外观常温下蓝色气体,应用用于医学、农业、餐饮业、杀菌等. ?工作场所安全限值0.15ppm 一、基本概述
3个氧原子。大气中90%以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层，离地面有10～50千米，能对阻挡紫外线，对人类有保护作用。 二、发现过程 英文臭氧（Ozone）一词源自希腊语ozon，意为“嗅”。 1840年德国C.F.舍拜恩在电解稀硫酸时，发现有一种特殊臭味的气体释出，因此将它命名为臭氧。当大气层中的氧气发生光化学作用时，便产生了臭氧，因此，在离地面垂直高度15～25千米处形成臭氧层，它的浓度为0.2ppm。臭氧的气体明显地呈蓝色，液态呈暗蓝色，固态呈蓝黑色。它的分子结构呈三角形。臭氧不稳定，在常温下慢慢分解，200℃时迅速分解，它比氧的氧化性更强，能将金属银氧化为过氧化银，将硫化铅氧化为硫酸铅，它还能氧化有机化合物，如靛蓝遇臭氧会脱色。臭氧在水中的溶解度较氧大，0℃,一标准大气压时，一体积水可溶解0.494体积臭氧。臭氧能刺激粘液膜，它对人体有毒，长时间在含0.1ppm臭氧的空气中呼吸是不安全的。臭氧层能吸收大部分波长短的射线（如紫外线），起着保护人类和其他生物的作用。 臭氧可用于净化空气，漂白饮用水，杀菌，处理工业废物和作为漂白剂。
臭 氧 知 识 综 述 作者：张学志2005年10月10日
一.臭氧知识 (3) 1.什么是臭氧 (3) 2.臭氧基础知识 (3) 臭氧的制备 (4) 3.臭氧的性质 (5) 臭氧的物理性质 (10) 臭氧的化学性质 (11) 4.臭氧的用途 (12) 臭氧的应用 (12) 臭氧与其它消毒技术的比较 (13) 二.臭氧制造技术 (14) 1.光化学法–紫外线臭氧发生器 (14) 2.电化学法–电解纯水臭氧发生器 (15) 3.电晕放电法–臭氧发生器 (15) 三.臭氧投加装置 (17) 1.塔式鼓泡反应器 (17) 2.池式鼓泡反应器 (21) 3.尼可尼混合泵 (31) 四.臭氧分解装置 (32) 1.基本情况 (32) 2.各种分解方法 (32) 五.臭氧检测 (38) 1.检测的必要性 (38) 2.检测方法 (39) 六.臭氧系统 (43) 1.标准臭氧系统 (43) 2.气源处理系统 (43) 3.冷却系统 (44) 4.电源系统 (44) 5.合成系统 (45) 七.臭氧应用 (47) 1.自来水应用 (47) 2.净水处理 (51) 3.游泳池臭氧应用 (53) 4.空间消毒 (55) 5.工业氧化 (56) 八.名词解释 (58)
一.臭氧知识 1.什么是臭氧 人类发现臭氧已经有一百年的历史。在距离地球表面15-25公里的高空，因受太阳紫外线照射的缘故，形成了包围在地球外围空间的臭氧层，这厚厚的臭氧层正是人类赖以生存的保护伞。这就是大多数人对臭氧的全部认识。 1840年德国科学家舒贝因发现，他在电解和火花放电试验过程中曾闻到有一种特殊的气味，同时,他还指出在闪电过后也闻到同样的气味。舒贝因将此异味确定为O3，命名为OZONE（臭氧），取自希腊语“Ozein”一词，意为“难闻”。 臭氧，又名三原子氧，因其类似鱼腥味的臭味而得名。其分子式为O3 ，是氧气的同素异形体，具有它自身的独特性质： 1.在自然条件下，它是淡蓝色的气体； 2.它有一种类似雷电后的腥臭味； 3.在标准压力和常温下，它在水中的溶解度是氧气的13倍； 4.臭氧比空气重，是空气的1.658倍； 5.臭氧有很强的氧化力，是已知最强的氧化剂之一； 6.正常情况下，臭氧极不稳定，容易分解成氧气； 7.臭氧分子是逆磁性的，易结合一个电子成为负离子分子； 8.臭氧在空气中的半衰期一般为20-50分钟，随温度与湿度的增高而加快； 9.臭氧在水中半衰期约为35分钟随水质与水温的不同而异； 10.臭氧在冰中极为稳定，其半衰期为2000年。 2.臭氧基础知识 概述 : 臭氧的称谓同它的独特气味最早记载于荷马（ Homer) 的长诗 " 伊里亚德和奥德赛”（ Iliad and Odyssey) 里，他注意了伴随雷电产生的这种气味，并把他的印象写了进去。因此在圣经第12 章奥德赛第 417 节里，有丘比特（ Jupiter) 用雷电击船，船内“完全充满了硫黄臭味”。 1785 年德国物理学家冯·马鲁姆（ Van Marum) 用他的大功率电机进行试验时发现，当空气流过一串电火花时，就产生一种特殊的气味。克鲁伊克仙克（ Cruikshank)1801 年观察到水电解过程中在阳极产生同样气味的气体。 1840 年荷兰的科学家舒贝因（ Schonbein) 向慕尼黑科学院提交的一份备忘录中宣告了臭氧的发现，他在电解和火花放电试验过程中曾闻到一种独特的气味，他还指出，在闪电过后亦可闻到同样的气味。舒贝因断定这是一种新物质产生的气味，他把它命名为“Ozone”( 臭氧 ) ，取自希腊字“Ozein”一词，意为“难闻”。 1845 年，德·拉·里韦（ De La Rive) 和马里亚斯（ Marignac) 通过用纯氧电火花作用获得了臭氧。 1848 年亨特（ Hunt) 根据当时所了解的臭氧的性质得出他的判断，预言臭氧为三个原子氧。1860 年安德鲁（ Andrew) 和泰特（ Tait) 发现氧气在转化为臭氧的过程中体积减少。然而当臭氧转化为氧气时恢复到原有的体积，同时还发现少量的汞或金属银具有分解臭氧的能力。 1866 年索雷特（ Soret) 利用通过电解得到臭氧和氧的混合气体进行试验，断定臭氧的密度是氧的 1.5 倍。为验证此结论，索雷特测定了臭氧向空气中扩散的速率，并将其与同一方法测定得的二氧化碳扩散速率相比。估算出臭氧与二氧化碳的密度比，发现它存在着与 CO2: O3 ＝ 44:48 完全一致的关系。 1857 年，冯·西门斯（ Von Siemens) 研制出了臭氧发生管，臭氧技术有了很大进步。这种类型的臭氧发生器，成为当时大量应用的放电臭氧发生器的原型。西门斯第一台臭氧发生器基本上是由两根玻璃管构成的，外管外壁和内管内壁均用锡箔覆盖，空气原料气流从环状空间通过。内管内壁和外管外壁的金属表面联结到电感线圈或电机接线柱上。用这种装置，干燥氧气的 3 ％～ 8 ％可能转化为臭氧。布罗迪（ Brodie) 和伯塞乐（ Bertholet) 采用此种设备的改型，他们都用电解液取代金属电极给臭氧发生过程起到一定的冷却作用。
LF-GRB型活氧机工作原理 臭氧发生器工作原理按臭氧产生的方式划分，目前的臭氧发生器主要有三种：高压放电式、紫外线照射式、电解式。一、高压放电式发生器该类臭氧发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧。这种臭氧发生器具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大（单机可达1Kg/h）等优点，所以是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。在高压放电式臭氧发生器中又分为以下几种类型： 1、按发生器的高压电频率划分，有工频(50-60Hz)、中频(400-1000Hz)和高频(＞1000Hz)三种。工频发生器由于体积大、功耗高等缺点，目前已基本退出市场。中、高频发生器具有体积小、功耗低、臭氧产量大等优点，是现在最常用的产品。 2、按使用的气体原料划分，有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或制氧机供应氧气。空气型通常是使用洁净干燥的压缩空气作为原料。由于臭氧是靠氧气来产生的，而空气中氧气的含量只有21%，所以空气型发生器产生的臭氧浓度相对较低，而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上，所以氧气型发生器的臭氧浓度较高。 3、按冷却方式划分，有水冷型和风冷型。臭氧发生器工作时会产生大量的热能，需要冷却，否则臭氧会因高温而边产生边分解。水冷型发生器冷却效果好，工作稳定，臭氧无衰减，并能长时间连续工作，但结构复杂，成本稍高。风冷型冷却效果不够理想，臭氧衰减明显。总体性能稳定的高性能臭氧发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭氧产量较小的中低档臭氧发生器。在选用发生器时，应尽量选用水冷型的。4、按介电材料划分，常见的有石英管（玻璃的一种）、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等几种类型。目前使用各类介电材料制造的臭氧发生器市场上均有销售，其性能各有不同，玻璃介电体成本低性能稳是人工制造臭氧使用最早的材料之一，但机械强度差。陶瓷和玻璃类似但陶瓷不宜加工特别在大型臭氧机中使用受到限制。搪瓷是一种新型介电材料，介质和电极于一体机械强度高、可精密加工精度较高，在大中型臭氧发生器中广泛使用，但制造成本较高。 5、按臭氧发生器结构划分，有间隙放电式（DBD）和开放式两种。间隙放电式的结构特点是臭氧在内外电极区间的间隙内产生臭氧，臭氧能够集中收集输出使用其浓度较高，如用于水处理。开放式发生器的电极是裸露在空气中的，所产生的臭氧直接扩散到空气中，因臭氧浓度较低通常只用于较小空间的空气灭菌或某些小型物品表面消毒。间隙放电式发生器可代替开放式发生器使用。但间隙放电式臭氧发生器成本远高于开放式。 二、紫外线式臭氧发生器 该类臭氧发生器是使用特定波长(185mm)的紫外线照射氧分子，使氧分子分解而产生臭氧。由于紫外线灯管体积大、臭氧产量低、使用寿命短，所以这种发生器使用范围较窄，常见于消毒碗柜上使用。 三、电解式发生器该类臭氧发生器通常是通过电解纯净水而产生臭氧。这种发生器能制取高浓度的臭氧水，制造成本低，使用和维修简单。但由于有臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点，其用途范围受到限制。目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用，不具备取代高压放电式发生器的条件。
臭氧相关知识 一、臭氧的性质 臭氧（O3）是一种具有刺激性特殊气味的不稳定气体， 是氧气（O2）的同素异形体。它可在地球同温层内光化学 合成，但是在地平面上仅以极低浓度存在。其在常态下为 蓝色气体，但通常情况下，由于其浓度很低，稳定性较差， 可自行分解为氧气而颜色并不明显。臭氧具有青草的味 道，吸入少量对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危 害，其在自然钟存在主要为雷雨天下时，大气层中的氧气 受到电击的高能催化或辐射而转化。由于臭氧反应活性极 强，极易分解，很不稳定，在常温下会逐渐分解为氧气， 其性质比氧活泼，比重为一般空气之倍。会因光、热、水分、金属、金属氧化物以及其他的触媒而加速分解为氧。 二、臭氧的作用 臭氧得氧化能力极强，其氧化还原电位仅次于F2，在常温下即可将各类金属氧化，使多种有机色素褪色，对橡胶和纤维破坏性很大，很容易氧化有机不饱和化合物。 同时对于空气和水体中的细菌病毒等微生物也有非常显著的杀灭效果，能够能对各类细菌、微生物的细胞体直接氧化，即破坏细菌的DNA、病毒的RNA等遗传物质，使细菌的新陈代谢受到破坏；氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，使其灭活死亡；透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。 ￥ 还能够对各种毒性物质具有一定的氧化作用，降低其毒性。 由于其作为气体，同时分解较快，因而具有杀菌彻底，无残留和死角，脱色快速，去味无污染的环保绿色效果。 传统消毒、氧化方法的特点与臭氧的对比 紫外线无残留和污染、投资少，广泛被食品和饮料等行业所采用。 但杀菌能力较弱，无穿透能力，易被阻隔，灯管寿命短，更换过于频繁，运行费用较高。 试剂有高锰酸钾、甲醛、次氯酸钠等。其运输、存储不便，易变性或对人体和其他物质产生危害。
利用臭氧深度处理污水并进行尾气回收利用的技术实例 金 敦 （上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 ２０００９２） 摘要 臭氧工艺在污水处理行业是一种先进、高效的处理方法，在市政污水处理中，可利用臭氧的强氧化性，脱色、去除ＣＯＤ、消毒等。受制于处理成本的因素，臭氧工艺在市政污水处理行业使用不多。如果将臭氧工艺产生的尾气予以回收利用，则可以降低臭氧工艺的处理成本，提升该工艺的竞争力。通过对即墨市污水处理厂臭氧尾气回收利用设计实例的介绍，分析了臭氧尾气回收利用技术适用情况与应用前景。 关键词 污水处理厂 臭氧 尾气回收利用 收集 增压 输送 控制 ０ 前言 在污水处理行业中，臭氧工艺因其处理成本较高，仅在小规模工业废水处理中有所应用，而市政污水处理应用较少。 随着城市经济发展，进入市政污水处理厂的污水组成也日趋复杂，纯粹以处理生活污水为主的污水处理厂少之又少，大部分污水处理厂还需纳入部分工业废水一并处理，如果纳入的工业废水中含有印染、医药、化工等难降解的废水，采用常规的处理手段难以处理；与此同时，国家对水域生态环境保护也日益重视，各地污水处理厂尾水水质标准日益提高，目前，排入主要流域的尾水水质基本都要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ １８９１８—２００２）中的一级Ａ标准，对尾水ＣＯＤ、色度、粪大肠菌群的达标排放都提出了更高的要求。在这样的背景下，臭氧工艺在市政污水处理的应用也将逐步增多。 在市政污水处理中，可利用臭氧的强氧化性，在深度处理阶段进行脱色、去除ＣＯＤ（尤其是可溶性不可降解ＣＯＤ，亦称ｎｂｓＣＯＤ）、消毒等。大多数情况下，臭氧工艺产生的尾气———氧气都白白排出，按臭氧浓度１０ｗｔ％计，用于制备臭氧的９０％氧气最终将浪费。运行成本是臭氧工艺在污水处理中应用的一个瓶颈，如果能对这部分尾气予以利用，将极大降低臭氧工艺的处理成本，充分发挥臭氧工艺在市政污水处理行业的作用，提升该工艺的竞争力。 本文结合青岛即墨市污水处理厂扩建升级工程的实例，介绍了污水处理厂臭氧尾气回收利用的技术。在即墨市污水处理厂扩建升级工程中，臭氧氧化后产生的尾气———氧气，予以回收利用，用于生物反应池的供氧，即发挥了臭氧氧化工艺的效用，又降低了臭氧氧化工艺的处理成本，为臭氧尾气回收利用的应用提供了参考和借鉴。 １ 工程概况 即墨市污水处理厂一、二期工程处理规模为１２万ｍ３／ｄ，采用Ａ２／Ｃ氧化沟工艺，经生物处理、加氯消毒后排放，设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ １８９１８—２００２）中的二级标准。随着当地污水量的增长及当地环保部门对流域水环境保护的要求，需对污水处理厂实施扩建升级工程。扩建规模３万ｍ３／ｄ，扩建后污水处理厂处理规模达到１５万ｍ３／ｄ，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ １８９１８—２００２）中的一级Ａ标准。 即墨市污水处理厂进水成分非常复杂，近５０％的污水为工业废水，且印染废水的比重较大，进水色度较高（达到２００～３００倍），透光率低，即墨市污水处理厂一、二期工程采用二氧化氯的消毒工艺，对脱色效果不明显，感观较差，出水色度指标较高。为解决脱色问题，污水处理厂也尝试使用了多种脱色剂，但由于污水处理厂进水成分复杂，单一的脱色剂并不能有效的去除各类成分的发色基团，虽然脱色剂投加后对尾水脱色有一定效果，但是效果并不明显。因此，出水标准提高后，采用常规处理手段，色度很难稳定达标。除了色度问题以外，大量的工业废 水
家用臭氧机知识问答 问：臭氧是什么？ 答：臭氧是由三个氧原子所构成，是天然的强力氧化剂、杀菌剂。臭氧在臭氧层吸收太阳光的有害紫外线，保护地表的生物。臭氧工业所制造的高纯度臭氧，则是取代氯消毒，广泛应用于自来水处理、包装水、医药/食品制程用水、表面杀菌、管线内杀菌，游泳池、冷却水塔、养殖循环水净化、专业空气净化。或是氧化难生物分解有机物、废气氧化处理、化妆品级高岭土漂白、纸浆漂白、清洗衣物等领域。在2001年6月美国FDA 正式核准臭氧可以和食品接触作生物抑制剂，臭氧在食品工业的用途更加广阔。不好的臭氧：在都会地区，大量汽车排放的氮氧化物，经过阳光中的紫外线照射产生的臭氧是骯脏有害的臭氧。这种混杂于光化学烟雾内的臭氧，并不受控制，而且对人体的呼吸道有强的刺激性，与臭氧工业使用的高纯度臭氧绝然不同。 问：臭氧的使用简要历史 答：1840 年，臭氧被发现，且因其独特气味而命名。 1906 年，法国尼斯市是设立全球第一座臭氧净水厂。 1937 年，美国出现第一座使用臭氧处理的商业游泳池。 1940 年，美国印第安纳州首度使用臭氧净水处理。 1975 年，全美超过1000 臭氧除臭装置被安装在污水处理场。 1982 年，瓶装水开始使用臭氧杀菌。 1984 年，所有奥运的竞赛泳池全部以臭氧处理。 1989 年，美国环保署颁布地表水处理法规(The Surface Water Treatment Rules) 纳入臭氧杀菌CT值规范。 2000 年，全美约有300座自来水厂使用臭氧辅助处理水质。 2001 年，美国FDA正式核准臭氧可以和食品接触，作为微生物抑制剂。 问：臭氧是都会区烟雾污染的凶手吗？ 答：臭氧是净化者，并非污染者。臭氧是由三个氧原子构成，别无杂物。人类及动物不能在没有臭氧及氧气情况下存活，位于地表15～40公里平流层内的臭氧层具有吸收来自太阳的有害紫外线，保护地表的生物。许多大都会区经常错误报导臭氧浓度高达3～5ppm。 科学家已证实在污染空气中最高的臭氧浓度仅有1.0ppm，通常不会超过0.3ppm。所以将臭氧浓度报导成与来自汽车废气产生的氮氧化物（光化学烟雾）具有相同的浓度是错误的。 问：如何制造臭氧？ 答：将空气或其它含有氧气的气体暴露于高能量环境，如高压电场、UV 辐射，氧分子就会分裂成两个高能氧原子，氧原子再和氧分子碰撞，结果产生臭氧。典型的高电压放电，也就是电晕放电（corona discharge），它所产生出的臭氧浓度比UV 辐射高数倍以上。因为臭氧性质非常活泼，会衰减成氧气，故它必须在现场制造及使用，市面上也买不到臭氧气体钢瓶。 问：使用臭氧安全吗？ 答：1997年水品质协会（WQA）出版一本“Ozone for Point-of-Use, Point-of-Entry and Small Water System Water Treatment Applications：A Reference Manual”记载，人类使用臭氧的100 年来，并没有因为臭氧造成的永久性伤害及死亡的案例报导，但是使用臭氧作为空气净化剂，还是需要谨慎处理。职业安全与健康管理处（OSHA），食品及药物管制局（the FDA），环保署（the EPA）对于臭氧的暴露剂量，已建立安全值的规范，应随时注意。 在旅馆客房使用臭氧作为除臭剂，是一个很大的市场，然而产品的使用说明书内，应说明使用臭氧机时，必须没有人或动物在场。 水及废水处理系统应用臭氧时，也可能会产生臭氧尾气排放的问题，至必须在设计时就予以考量。 有关臭氧在空气中的安全浓度如下： FDA规范室内医疗设备臭氧输出浓度不得高于0.05 ppm。 OSHA规定劳工在作业场所8小时所暴露的平均臭氧浓度不可高于0.10 ppm。 NIOSH建议臭氧的浓度在任何时候都不应超过0.10 ppm。 环保署(EPA)的周界空气品质国家标准规定户外臭氧8小时的平均浓度最大为0.08 ppm。 问：臭氧比氯及其它化学药剂的优点在哪里？ 答：这要看您是将臭氧用在何处。大致上的优点如下： 1. 臭氧可以杀死的微生物总模拟氯还要多。（特别是抗氯力强的梨型虫胞囊，只有使用臭氧才能杀死） 2. 杀菌速率比氯快，因而可以降低接触时间，减少反应槽体积，增大处理量。 3. 臭氧在完成氧化、消毒后，臭氧会自行还原成氧气。而氯仍会残留于水中，需要后续处理才能消除它。 4. 臭氧不会产生有致癌风险的消毒副产物。而氯消毒会产生氯胺类、三卤甲烷类的消毒副产物。而法规对于自来水、废水的消毒 副产物管制将越趋严格，臭氧将会取代大部分的氯。 5. 臭氧无法储存，必须现场制造立刻使用。因此不像氯气有发生运输泄漏的风险，也没有储存问题。 6. 臭氧机只要买一次，就可以持续制造臭氧。而加氯系统，则需要持续购买氯。 问：可以使用臭氧水来清洗食物及流理台吗？ 答：2001年6月美国食品及药物管理局(FDA) 同意食品工业应用臭氧与食物直接接触以及作为生物抑制剂，同时臭氧水已经证实可以控制食物以及与食物接触的表面上的微生物密度。 使用臭氧水清洗流理台、切菜板、刀具、碗盘的好处有：降低细菌数量（包括致病性的沙门氏菌属Salmonella、李斯特氏菌Listeria、大肠杆菌E.coli、志贺氏菌属Shigella），这样可以减少食物的交互污染，使食物更安全。 降低细菌的另一个好处是：降低引起食物腐败的细菌。换句话说，容易腐败的食物（新鲜水果与蔬菜）以臭氧水清洗可以降低引起腐败的微生物数量，使得食物可以保存更久。 问：家居使用臭氧有什么好处？ 答：这要看您将臭氧用于何处。臭氧对于室内空气的净化有显著的功效。 1. 臭氧经经被证实可以氧化霉菌、酵母菌、真菌。 2. 臭氧可以有效的消除雪茄、香烟的烟臭味。 3. 臭氧甚至可以氧化由地毯、油漆、家俱释出的污染物。
按臭氧产生的方式划分，目前的臭氧发生器主要有三种：高压放电式、紫外线照射式、电解式。 一、高压放电式发生器 该类臭氧发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧。 这种臭氧发生器具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大（单机可达1Kg/h）等优点，所以是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。 在高压放电式臭氧发生器中又分为以下几种类型： 1、按发生器的高压电频率划分，有工频(50-60Hz)、中频(400-1000Hz)和高频(＞1000Hz)三种。工频发生器由于体积大、功耗高等缺点，目前已基本退出市场。中、高频发生器具有体积小、功耗低、臭氧产量大等优点，是现在最常用的产品。 2、按使用的气体原料划分，有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或制氧机供应氧气。空气型通常是使用洁净干燥的压缩空气作为原料。由于臭氧是靠氧气来产生的，而空气中氧气的含量只有21%，所以空气型发生器产生的臭氧浓度相对较低，而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上，所以氧气型发生器的臭氧浓度较高。 3、按冷却方式划分，有水冷型和风冷型。臭氧发生器工作时会产生大量的热能，需要冷却，否则臭氧会因高温而边产生边分
解。水冷型发生器冷却效果好，工作稳定，臭氧无衰减，并能长时间连续工作，但结构复杂，成本稍高。风冷型冷却效果不够理想，臭氧衰减明显。总体性能稳定的高性能臭氧发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭氧产量较小的中低档臭氧发生器。在选用发生器时，应尽量选用水冷型的。 4、按介电材料划分，常见的有石英管（玻璃的一种）、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等几种类型。目前使用各类介电材料制造的臭氧发生器市场上均有销售，其性能各有不同，玻璃介电体成本低性能稳是人工制造臭氧使用最早的材料之一，但机械强度差。陶瓷和玻璃类似但陶瓷不宜加工特别在大型臭氧机中使用受到限制。搪瓷是一种新型介电材料，介质和电极于一体机械强度高、可精密加工精度较高，在大中型臭氧发生器中广泛使用，但制造成本较高。 5、按臭氧发生器结构划分，有间隙放电式（DBD）和开放式两种。间隙放电式的结构特点是臭氧在内外电极区间的间隙内产生臭氧，臭氧能够集中收集输出使用其浓度较高，如用于水处理。开放式发生器的电极是裸露在空气中的，所产生的臭氧直接扩散到空气中，因臭氧浓度较低通常只用于较小空间的空气灭菌或某些小型物品表面消毒。间隙放电式发生器可代替开放式发生器使用。但间隙放电式臭氧发生器成本远高于开放式。 二、紫外线式臭氧发生器
臭氧发生器原理及基础知识说明书 1.什么是臭氧 臭氧，又名三原子氧，因其类似鱼腥味的臭味而得名。其分子式为O3，是氧气的同 素异形体，具有它自身的独特性质： ①在自然条件下，它是淡蓝色的气体；②它有一种类似雷电后的腥臭味； ③在标准压力和常温下，它在水中的溶解度是氧气的13 倍；④臭氧比空气重，是空气的 1.658 倍； ⑤臭氧有很强的氧化力，是已知最强的氧化剂之一（仅次于氟）；⑥臭氧的密度是 2.14g·l(0°C,0.1MP)。沸点是-111°C,熔点是-192°C，正常情况下，臭 氧极不稳定，容易分解成氧气； ⑦臭氧分子是逆磁性的，易结合一个电子成为负离子分子； ⑧臭氧在空气中的半衰期一般为20-50 分钟，随温度与湿度的增高而加快；⑨臭氧在水中半衰期约为35 分钟随水质与水温的不同而异；⑩臭氧在冰中极为稳定，其半衰期为2000 年。 2.臭氧的制取 臭氧是一种不稳定的气体，不能储存运输，一般臭氧采用现场制作。根据制取的工作原理和原料的不同，分类如表一： 表一：臭氧制取方法分类 产生方法工作原理原料应用范围放电法放电电解（ED）
空气或氧气实验室到实际工程电化学法电解 高纯度水 需要纯水的实验室和小型工程光化学法辐射（吸收电子） 空气（氧气）饮用水或高 纯水新技术，适用于实验室到实际 工程 辐射化学法 X光，γ线高纯水不常用，仅用于实验热法 光电弧电离 水 不常用，仅用于实验 电晕放电合成臭氧是目前世界上应用最多的臭氧制取技术，此技术能够使臭氧产量单台达500kg/h以上。它的主要分类如下： 表二：电晕放电合成臭氧技术分类 分类方式 类别 组成及特点 构造 板式（亦称奥托托板式）由平板式电机和介电体，仅用于少数小型臭氧发生器管式 卧管式（内玻璃管式、 外玻璃管式）由特种玻璃管为介电体和不锈钢管作电极组成放电单
免费咨询电话：4006-828-820 QQ 群:141422077网址：https://www.doczj.com/doc/4b11171189.html, QQ 号:415396100 三氧的本质 三氧（O3）——氧的同素异构体，是一种具有特殊臭味的气体，故又称“臭氧”。由于有了额外的电子，成为氧气的高能量形式。三氧与氧气相比具有更强的氧化性。因此，在一般情况下比氧气可以氧化更多的不易被氧化的物质。在地球表面上方20公里至30公里的平流层里，存在一个三氧层。它几乎吸收了太阳光中全部紫外线辐射（<290nm），从而防止了紫外线对人体的损害。日照条件下，三氧来自工业生产、车辆尾气、肥料蒸发、闪电、热带地区生物体燃烧中的氮氧化物释放衍生物，在生活环境中，是一种由光电化学烟雾组成的酸性混合物，对粘膜可形成刺激，如果与碳氢化合物或汽车以及工厂等排出的氮氧化物混合就会成为有害物质。 三氧具有两面性：在平流层是防护性的，在对流层则有毒；对肺有毒，而对于血管和感染疾病则有治疗价值；在高浓度时具有破坏价值，在低浓度时能产生有益的激发作用。 大量证据表明，三氧对呼吸道粘膜是有毒性的，而哮喘病人比正常个体有更大的风险（Harch,1991;Bayrametal.,2001）。然而由于科学界过分关注直接吸入三氧的害处，以至于三氧的医学作用过去被完全忽略了。 三氧的理化性质 三氧一词源于希腊语δεω，原意是“发出一种气味”。三氧是一种淡蓝色气体，在0.0005－0.01ppmv 的浓度时，可觉察到刺激性酸味。三氧分子（O 3）由三个氧原子组成，分子量为48.00。红外光谱吸收表明，三氧分子具有环状结构，氧原子间距是1.26?。 三氧分子通过吸热过程来合成： 3O2?—?2O3-68.400卡
我国GMP条例对药品生产（特别是无菌产品）有着极其严格的要求。在GMP验证过程中人们大力推荐臭氧灭菌方法。与各种传统灭菌方法相比，臭氧灭菌有许多特点，因此，臭氧灭菌在药品生产中具有广泛的用途。目前应用比较广泛的有：①对管道容器的灭菌；②利用中央空调净化系统对洁净区的灭菌；③对原辅助材料和工作器具的灭菌；④对密闭空间的灭菌；⑤对药厂用水和灭菌处理。GMP验证和国家GMP认证给臭氧技术带来了前所未有的机遇。臭氧灭菌技术也给制药企业进行GMP验证和接受国家GMP认证提供了有力的武器。 美国食品药品管理局于1962-1963年制定和颁发了第一部《药品生产质量管理规范》（GMP）至今，美国实施GMP已有近40年的历史并在实践中做了几次修订。我国卫生行政部门在1985年实施《药品管理法》以后，于1988年根据《药品管理法》规定，晌郎 孔橹 泄刈 移鸩莶 洳剂宋夜 谝桓觥禛MP》条例，即《药品生产管理规范》作为正式法规。然而，这个《规范》比较原则。又于1990年卫生部又组织了有关专家起草了《实施细则》。于1990年，决定将《规范》和《实施细则》合并，编成《药品生产质量规范》修订本，并于1992年12月28日颁布。最近，根据多年来在我国推行GMP和药品监督的实践，加上国际上实施GMP 在建立统一组织机构执法方面经验，我国于1998年根据国务院指示，改革并统一了药品监督的机构，新组建了国家药品监督管理局。该局安全监督司又专门设立了药品生产监督处，该处具体负责GMP执法工作。同时国家药品监督管理局又于1999年新颁布了《药品生产质量管理规范（GMP1998年版）》并制定了附录。该局又印发了《药品GMP认证管理办法》和《药品GMP认证工作程序》。GMP是我国药品生产企业管理的基本法则。目前我国不同剂型的药品生产企业在规定时间内未达到国家GMP认证要求者就要被淘汰，就不能继续进行该药品生产。所以，当前企业越来越重视GMP的国家认证，也越来越要在认证之前，做好按国家规定的验证工作。在我国GMP中臭氧灭菌是被推荐的重要灭菌方法之一。当前的实际形势给臭氧灭菌的应用带来了前所未有的机遇。为了做到药品的菌检合格： ①要求药品生产和环境是合格的，不同剂型的药品生产车间洁净区应划分下列不同的洁净级别（表1） ② 1998版GMP附录中对GMP的验证规定了尘粉和微生物的具体要求（表2） ③ GMP对无菌药品的具体要求（表3） 表1 不同剂型及工序的洁净度要求 洁净级别适用剂型及工序 100级不灭菌药品的灌封、分装、冻干、压塞、内包材处理；无菌原料药精
臭氧（03）是氧气（O2）的一种异构体，在大气中的含量仅占一亿分之一，其浓度因海拔 高度而异。臭氧层可以说是地球的保护层，它主要围绕在地球外部离地面20—25公里高度 的地方，起到吸收太阳紫外线中对生物有害部分UV－B（UV－B是紫外线的一段波长，为 280—315nm。。我们V-UV100-200nm）的作用。同时，由于紫外线是平流层的热能来源，臭 氧分子是平流层大气的重要组成部分，所以臭氧层在平流层的垂直分布对平流层的温度结构 和大气运动起着决定性的作用，发挥着调节气候的重要功能。南极上空的臭氧层是在20亿 年的漫长岁月中形成的，可是仅在一个世纪里就被破坏了60％。 太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，当大气中（含有21%）的氧气分子受到短波紫外 线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其它物质发生反应。 如与氢（H2）反应生成水（H2O)，与碳（C）反应生成二氧化碳（C02）。同样的，与氧分子 （O2）反应时，就形成了臭氧（O3）。臭氧形成后，由于其比重大于氧气，会逐渐的向臭氧 层的底层降落，在降落过程中随着温度的变化（上升），臭氧不稳定性愈趋明显，再受到长 波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。 2004-08-30 在平流层中，一部分氧气分子可以吸收小于240μm波长的太阳光中的紫外线，并分解形成氧原子。这些氧原子与氧分子相结合生成臭氧，生成的臭氧可以吸收太阳光而被分解掉，也可与氧原子相结合，再度变成氧分子。其过程可用下面的化学反应方程式来表示： O2+Hυ → 2O O2+O+M+O3 → M O3+hυ → J［10］O2+O O3+O → 2O2 M为反应第三体，它们是氮气和氧气分子，其作用是与生成的臭氧相碰撞，接受过剩的能量以使臭氧稳定。臭氧的浓度取决于上述纯氧反应理论生成反应和消除反应的平衡状态，它可以大体上重现出臭氧浓度的高度分布。但是从定量角度看，这一理论得出的平流层臭氧浓度是实际臭氧浓度的2倍左右。 纯氧理论出现的问题，主要是没有考虑到大气中的微量成份的催化作用，通过链式反应消除臭氧。其链式反应方程式如下： 图1-2-1 X+O3→XO+O2 XO+O→X+O2 合计O+O2→2O2 其中X为H，OH，NO，Cl。 如果考虑了上述大气中微量成分消除臭氧的反应，再考虑大气运动效果，则大体上可以再现实际的臭氧高度分布。
Ｃｕ－丝光沸石／臭氧催化—坡缕石联用工艺降解染料污水的初步研究 中国非金属矿工业导刊.２００４年第５期 赵波１，尹琳１，卢保奇２，李真１，邹婷婷２，郑意春１ （１．南京大学地球科学系内生金属矿床成矿作用国家重点实验室，南京２１００９３； ２．上海大学材料科学与工程学院，上海２０１８００） ［摘要］对于生物难降解性有机染料，利用臭氧化加催化方法进行处理的效果较好。但由于臭氧能与许多有机物或官能团发生反应，生成有机小分子酸，使后处理的水体酸度大大增强，造成二次污染。本文主要针对这一问题将粘土矿物凹凸棒石和Ｃｕ－丝光沸石固体催化剂进行矿物复配。一方面提高臭氧化效果；另一方面调节臭氧化过程中的水体ｐＨ值。 Ｏ3/ＢＡＣ工艺应用于城市污水深度处理 中国给水排水2004Ｖｏｌ.20 蒋以元1,杨敏1,张昱1,邓荣森2,周军3,淳二4(1.中科院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京100085;2.重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆400045;3.北京城市排水集团有限责任公司,北京100061;4.三菱电机株式会社先端技术综合研究所,日本国) 摘要:为使再生水适合不同用途,对经过混凝沉淀和砂滤处理的再生水进行了臭氧—生物活性炭的深度处理。在臭氧消耗量和反应时间分别为5ｍｇ/Ｌ和10ｍｉｎ,ＢＡＣ空床停留时间(ＥＢＣＴ)为10ｍｉｎ的条件下,臭氧—生物活性炭工艺对ＣＯＤＭｎ、ＤＯＣ、ＵＶ254和色度平均去除率为32.4%、29.2%、48.6%和80.1%,出水ＣＯＤＭｎ、ＤＯＣ、ＵＶ254和色度的平均值分别为3.3ｍｇ/Ｌ、4.0ｍｇ/Ｌ、0.05ｃｍ-1和2.0倍;臭氧生物活性炭工艺出水ＳＤＩ<4,从而满足了反渗透系统的进水要求。
臭氧氧化法深度处理城市污水研究 【摘要】臭氧属于一种强氧化剂，其有较强的氧化能力，仅次于天然元素氟的氧化能力。我们利用臭氧进行污水处理，不仅可以除掉水的臭味和脱色的效果，还可以杀菌进行消毒并降酚和降解COD、BOD等有机物的功效。运用以臭氧氧化法进行城市污水的深度处理的试验，主要是通过调整不同的反应时间进行调控臭氧投加量。实验的结果表明了臭氧氧化法对去除城市污水中的各类细菌数量、总大肠菌的群数、TOC、UV254和色度等可以达到预期的处理效果。 【关键词】臭氧氧化法；深度处理；城市污水 就世界的水资源状况来说，我国是水资源短缺比较严重的国家，因此进行城市污水的回收利用可以适度的缓解水资源短缺所带来的困境。但是现实问题是我国的多数城市污水处理厂所处理的水还不能直接发挥作用，还需要进一步的做深度处理。臭氧在杀菌、消毒、除臭、脱色、氧化难降解有机物等方面的作用较为显著，在各种水处理中运用越来越广泛。采用臭氧氧化法深度处理城市污水是一种较好的污水处理措施，能达到回收和利用水的水质标准的要求。 1 城市污水处理现状及常用方法 1.1 污水处理现状 从上世纪70年代开始我国就开始对城市污水的净化问题进行研究。这可以说是污水处理的第一阶段，主要重视引进国外的先进技术和设备，并与国外进行各项的技术交流，开始探索适合我国国情工程和技术，这为以后的全面的发展城市污水处理奠定了一定基础。从上世纪80年代开始，我国的城市排水设施技术发展较快，多数城市对污水的处理达到了较高的层次。到1995年前后，我国城市排水系统的建设已经达到了较完备的层次，按实际的发挥的作用的面积计算，城市排水管网的建设普及率已经达到70%以上。到2000年以后，全国大面积的投入污水处理设施，加强了城市污水处理工程的建设，就2000年投资额达到了150亿元。现阶段的城市污水处理的处理设施多数已经废旧。但更新设备和更新技术方面需要的运行资金严重缺乏，污水处理的工艺技术开始有所改进，由过去仅仅注重去除有机物，到有效的除掉磷和脱氮功能。 1.2 常用的污水处理方法 常用的污水处理方法有活性污泥法、生物膜法和氧化法。城市生活污水的处理多数情况下运用活性污泥法，目前它是世界各国常用的的一种生物处理流程，不仅能够达到较好的水质的优点；而且有较强的处理能力。另外就是出水生物膜法，其在污水生物处理的发展和应用中过程中也占有一定的地位。生物膜法多是用于从废水中去除溶解性有机污染物，其主要的特点是微生物附着在介质“滤料”表面，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质，最后达到净化污水的效果。 2 臭氧氧化法污水深度处理 2.1 臭氧氧化法污水深度处理特点 臭氧在水溶液中的强烈氧化作用，主要是由臭氧在水中分解的中间产物OH 基及HO2基引起的。很多有机物都容易与臭氧发生反应。臭氧对水溶性染料、蛋白质、氨基酸、有机氨及不饱和化合物、酚和芳香族衍生物以及杂环化合物、木质素、腐殖质等有机物有强烈的氧化降解作用；还有强烈的杀菌、消毒作用。 2.2 臭氧氧化法深度处理污水实验
臭氧（O3）的一些知识 【强化混凝技术】 常规给水处理工艺中对有机物去除起主要作用的是混凝工艺，其去除有机物的机理主要分三个方面：带正电的金属离子和带负电的有机物胶体发生电中和而脱稳凝聚；二是金属离子与溶解性有机物分子形成不溶性复合物而沉淀；三是有机物在絮体表面的物理化学吸附。影响混凝效果的因素很多：混凝剂的种类、混凝剂的投加量、原水水质、混凝pH值、碱度、混凝搅拌程度以及混凝剂与助凝剂的投加顺序等。强化混凝就是通过采取一定措施，确定混凝的最佳条件，发挥混凝的最佳效果，尽可能地去除能被混凝阶段能够去除的成分，特别是有机成分。 由于近年水源受有机物污染严重，高浓度的有机物对水中胶体产生很强的保护作用，致使常规混凝效果变差，因此为提高常规混凝效果，在保证浊度去除率的同时提高水中有机物的去除率，强化混凝处理无疑是一个首选之法。Joseph等人认为强化混凝是去除水中天然有机物比较经济、实用的一种处理工艺；美国工作者普遍认为，强化混凝是达到"饮用水消毒/消毒副产物（D/DBP）标准"第一阶段要求和控制饮用水中天然有机物(NOM)的最佳方法之一；我们的实验结果也表明，某些强化混凝技术能有效地去除天然水中的有机物和藻类，并可降低水中剩余铝的浓度。 强化混凝技术首先要根据水质情况筛选优化确定混凝剂的种类和投量。目前水厂使用的混凝剂大致有三种：铝盐Al(III)、铁盐Fe(III)以及人工合成的有机阳离子聚合混凝剂，一般铝盐和铁盐的混凝效果要优于人工合成的混凝剂，原因是这两种混凝剂可以按上述的混凝机理与NOM作用，而人工合成的有机阳离子聚合混凝剂只能通过电性中和与NOM反应，将其去除，对于铁盐和铝盐而言，前者的混凝效果优于后者。尽管各种混凝剂的混凝效果不同，但对于确定的水质，在原水pH值一定的条件下都会存在一个最佳投量，因此应根据具体水质情况优选混凝剂，并利用混凝剂投加量与利用效率之间存在的关系确定最佳投量。投加一定量的助凝剂会强化混凝剂的混凝效果，黄晓东等人在使用PAC混凝同时在水中投加高分子助凝剂，结果表明有机物去除率提高了约10%，藻类去除率也提高了10%～15%。原水pH值也是影响混凝效果的一个重要因素，通常较低的pH值有利于强化混凝对NOM的去除，Robert等人的研究证明，随着pH值的下降强化混凝对TOC的去除率明显升高，Gil等人的研究表明调节水源水的pH值，达到相同的混凝效果可以使混凝剂投量减少50%以上。但并不是pH值越低越好，通常最佳的pH值范围为5.5～6.5。此外，在考虑诸多影响因素的同时，制备化学复合药剂强化混凝处理也是一个新的研究方向，我们利用高锰酸盐复合药剂与强化混凝处理相结合，明显地去除了地表水中的NOM和藻类物质，并降低了处理水的浊度。【强化沉淀与气浮技术】