污水和再生水臭氧消毒的研究和應(yīng)用

更新時間：2012-12-19 10:25 來源：作者: 閱讀：1731

摘要：臭氧消毒技術(shù)已經(jīng)廣泛用于飲用水消毒，但在污水和再生水消毒中的研究及應(yīng)用相對較少。本文對臭氧用于污水消毒的機(jī)理、影響因素以及與其它消毒技術(shù)的比較作了介紹，并論述了臭氧消毒的持效性和臭氧消毒副產(chǎn)物，為污水回用中臭氧消毒的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：臭氧；污水和再生水；消毒

世界上許多面臨著嚴(yán)重水危機(jī)的國家都在積極回用城市污水，以解決水資源短缺的問題。近年來，污水回用的實例越來越多，如綠地和植被的灌溉、蓄水、市政用水、沖廁水、工業(yè)回用和補給地下水和水庫等。無論在污水外排還是再生水，氯都是最常用的消毒劑，由于氯消毒過程會產(chǎn)生大量有毒副產(chǎn)物，尋找有效的氯替代物成為研究和討論的熱點。臭氧為無色、有輕微氣味的氣體，是一種強氧化劑，有極強的消毒、殺菌功效，消毒副產(chǎn)物少，被稱為“綠色消毒劑”，廣泛應(yīng)用于飲用水、游泳池等的消毒。l9世紀(jì)70年代，美國首先開始使用臭氧對污水消毒，此后逐漸在世界范圍內(nèi)應(yīng)用。目前，污水和回用水的消毒技術(shù)發(fā)展很快，對臭氧消毒的認(rèn)識也越來越深入，本文從多個角度分析了臭氧在污水外排和回用領(lǐng)域消毒的機(jī)理、特點、研究和應(yīng)用，為其更好地工程化應(yīng)用提供參考。

1臭氧消毒的機(jī)理與特點

1.1臭氧消毒的機(jī)理和反應(yīng)動力學(xué)

1.1.1臭氧消毒機(jī)理

一般認(rèn)為，臭氧在水中滅菌有兩種方式：一種是臭氧直接作用于細(xì)菌的細(xì)胞壁，將其破壞并導(dǎo)致細(xì) 胞的死亡;另一種是臭氧在水中分解時釋放出自由基態(tài)氧。自由基態(tài)氧具有強氧化能力，可以穿透細(xì) 胞壁，氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶，也可以直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，破壞其細(xì)胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌的物質(zhì)代謝和繁殖過程遭到破壞;還可以滲透細(xì)胞膜組織，侵入細(xì) 胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，促進(jìn)細(xì) 胞的溶解死亡，并且將死亡菌體內(nèi)的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱原(細(xì)菌病毒代謝產(chǎn)物、內(nèi)毒素)等溶解變性滅亡。還有學(xué)者認(rèn)為，臭氧作用于細(xì)胞的表面，改變了細(xì)胞膜的滲透特性，最終導(dǎo)致細(xì)胞組分泄露到中間介質(zhì)中。

1.1.2臭氧消毒動力學(xué)

通過對飲用水消毒研究，消毒劑的滅菌率和接觸時間的關(guān)系可用式(1)表示：

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