臭氧消毒

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Ozone icon.png
臭氧生成器Ozonia.
含臭氧消毒的标准净水灌装系统。目的:杀灭细菌及氯剂无法清除的微生物。组成:过滤器, 微孔过滤器及臭氧。
图片:Living Waters for the World.
价格低廉的台式臭氧净水器:QuickPure.

臭氧是一种强效氧化剂oxidizing agent 其作用包括清除有机化合物等,广泛应用于水体处理。臭氧可作为重要的消毒剂。将干燥空气或氧气通过高压电场,可产生臭氧气体(O3)。反应后,一定剂量的含臭氧气体经带挡板过滤池底部的多孔扩散装置,直接排入水里。过滤池深度一般为5米, 臭氧排入后有10-20分钟进行接触反应。释放臭氧的溶解率至少可以达到80%,剩余不溶的多余气体经臭氧清除器处理后排放到大气中。

氧化消毒效果取决于接触反应一段时间后是否达到理想的浓度。处理一些有机化合物,如可被氧化的杀虫剂,接触20分钟后剩余的臭氧浓度应在0.5毫克/升左右。达到这一效果的臭氧剂量具体取决于待处理的水体类型,但浓度一般在2~5毫克/升之间。降解自然有机物对臭氧的需求更高,因此完全未处理的水体需要增加剂量。

臭氧与自然有机物反应会增强其可降解性,衡量指标为可同化有机碳。由于臭氧处理无法在水中留存杀菌物质,为防止水体流通时有害细菌繁殖,氧化消毒通常会配合生物过滤法、颗粒活性炭(GAC)过滤,以除去可降解有机物,并辅以后续的氯化消毒。臭氧能够有效分解多种杀虫剂和有机化合物。

适用条件

臭氧是目前第二普及的饮用水消毒剂,仅次于氯剂(全世界有约1100家净水工厂 使用臭氧),但大多只集中在输水管道系统完善的工业国家。臭氧消毒在北美地区备受欢迎,部分得益于这种模式相对氯化消毒更具优势。刨除无法在流通系统中留存杀菌物质的固有缺点,臭氧能极大改善净水时凝聚沉降的过程。

但由于臭氧不能在水体中留存,因此无法防止流通过程中的再次污染。所以臭氧一般用于水体预处理,在进入流通系统前还需经过氯化消毒,确保水中留存一定量的氯剂。

虽然臭氧处理是一种有效的水体消毒措施,但由于其成本相对昂贵、对操作与维护基础设施的要求较高,同时缺乏流通过程中的后续保护,多数发展中国家并不适用。

===建造、操作和维护 无论是操作、维护臭氧生成器,还是清除多余臭氧避免污染环境,都需要格外小心。

过滤三卤甲烷,有机氯化物,使用颗粒活性炭(GAC)对水体除臭(清除臭素和二甲基异冰片),除去农药残留,工业废渣,降低总有机碳(TOC)、亚甲蓝活性物质(MBAS)、氯剂及高锰酸钾(KMnO4)含量,消灭所有微生物(包括大肠杆菌),氧化分解有机杂质,通过破坏生物粘合剂来清除碳酸钙,杀灭军团菌(军团病致病源),清除硫化物和溴化物。

使用该系统净水需要对水体进行软化处理,同时水温应维持在45摄氏度以下。

费用

臭氧系统净水费用较高(100万加仑的日产出需要投入100万美元),但也可以选择综合净水系统(包含过滤和其他装置)或便携式系统。

鸣谢

Gadgil,AshokDRINKING WATER IN DEVELOPING COUNTRIES 或(alternative link).,1998年