臭氧(O3)是強(qiáng)氧化劑、殺菌消毒劑、脫色劑和除臭劑。臭氧技術(shù)是治理環(huán)境和水質(zhì)污染的關(guān)鍵技術(shù)，是二十一世紀(jì)環(huán)境科學(xué)四大關(guān)鍵技術(shù)之一，普遍應(yīng)用于空氣、水體中各種有機(jī)物去除、殺菌、除臭等方面。

• 技術(shù)核心原理

該技術(shù)的核心環(huán)節(jié)是通過特定的電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無聲放電而產(chǎn)生大量的臭氧氣體，在此過程中，高能電子與氣體分子碰撞時(shí)發(fā)生一系列基無物化反應(yīng)并將氣體激活，產(chǎn)生多種活性自由基，從而對(duì)多種有害物質(zhì)、細(xì)菌病毒等發(fā)生催化、氧化和分解，而轉(zhuǎn)為無毒的副產(chǎn)物，達(dá)到凈化空氣和水質(zhì)的目的。

• 技術(shù)應(yīng)用

在水處理方面主要應(yīng)用于各種污水處理過程中殺菌、除臭、溶解性有機(jī)物等多種污染物去除。

• 臭氧應(yīng)用特點(diǎn)：

1. 氧化能力強(qiáng)，反應(yīng)速度快；

2. 對(duì)細(xì)菌，病毒、芽胞、軟體微生物等有極強(qiáng)的殺滅作用；

3. 氧化溶解性有機(jī)物，降低水中BOD、COD；臭氧的原料取自空氣中的氧，完成工作后又還原成氧，增加水中溶解氧，沒有二次污染；

4. 可改善水的理化性質(zhì)，有良好的脫色、除臭、除異味作用；

5. 用臭氧消毒殺菌不會(huì)產(chǎn)生有毒的三氯甲烷及致癌有機(jī)鹵化物副產(chǎn)品，不存在任何對(duì)人畜有害的殘留物。

• 技術(shù)存在問題難點(diǎn)

臭氧由于其在水中有較高的氧化還原電位(2.07 V,僅次于氟,位居第二) ,常用來進(jìn)行殺菌消毒、除臭、除味、脫色等,在飲用水處理中有著廣泛的應(yīng)用。目前，單獨(dú)使用臭氧氧化技術(shù)處理廢水仍存在一些問題。一方面，臭氧與有機(jī)物的反應(yīng)選擇性較強(qiáng)，在低劑量和短時(shí)間內(nèi)，臭氧不可能完全礦化污染物，且分解生成的中間產(chǎn)物會(huì)阻止臭氧的進(jìn)一步氧化。另外臭氧的發(fā)生成本高，利用率偏低，導(dǎo)致處理費(fèi)用高。因此對(duì)提高臭氧的利用率和氧化能力這方面的研究，是目前國內(nèi)外的熱點(diǎn)。

• 技術(shù)現(xiàn)狀

近年來,國內(nèi)外在臭氧高級(jí)氧化法的應(yīng)用研究方面取得了可喜的進(jìn)展。臭氧的高級(jí)氧化技術(shù)(AOTs) ,也叫高級(jí)氧化過程(AOPs) ,就是通過臭氧氧化與各種水處理技術(shù)組合,形成氧化性更強(qiáng)、反應(yīng)選擇性較低的羥基自由基(其氧化還原電位2.80 V) 。臭氧高級(jí)氧化法與常規(guī)水處理方法比較,具有顯著的特點(diǎn),如對(duì)于生物難降解物質(zhì)處理效果好、降解速度快、占地面積小、自動(dòng)化程度高、無二次污染、浮渣和污泥產(chǎn)生量較少等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于在食品、制藥、石油石化、印染、鋼鐵、供水等行業(yè)。

1896年Meritens最早將臭氧用作殺菌劑應(yīng)用于飲用水處理。1906年在尼斯建立并投入運(yùn)行的Bon Voyage水廠,被看作“飲水臭氧化的誕生地”。到20世紀(jì)70年代后期,臭氧仍主要用于消毒,主要是在法國和其他使用。近年來臭氧氧化技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛,它在殺菌、消毒、脫色、除臭、氧化難降解有機(jī)物與改善絮凝效果方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。臭氧對(duì)脫除染料廢水、印染廢水和造紙廢水色度的良好效果,近年來得到了實(shí)際應(yīng)用。臭氧能將發(fā)色基團(tuán)大分子降解成小分子最后有效去除。造紙廢水最大的特點(diǎn)是BOD、COD、高色度及臭味,其中含高濃度的氯代酚、氯代丙酮、三氯甲烷等。Part等應(yīng)用臭氧對(duì)牛皮紙廠漂白廢水進(jìn)行脫色,將濃度為32.4 mg/L的臭氧通入連續(xù)運(yùn)行的柱反應(yīng)器,停留時(shí)間3 min,廢水色度被完全去除。

王煜等人研究利用高頻陶瓷沿面放電臭氧新技術(shù)應(yīng)用于印染廢水的處理,當(dāng)反應(yīng)接觸時(shí)間為10h, pH值為7～8時(shí), COD去除率達(dá)86.6%,脫色率達(dá)98.4%。臭氧用于脫色處理時(shí),應(yīng)控制pH≤7,此條件下可以減弱臭氧的分解速度和提高OH·的生成率,從而提高臭氧的利用率。據(jù)金臘華采用臭氧對(duì)雷諾汽車制造公司法國某分廠的綜合廢水進(jìn)行氧化處理的實(shí)驗(yàn)表明:臭氧可用來改善汽車制造廠綜合廢水的可生化性。在產(chǎn)氣量控制在16 L /h 左右、臭氧供給量為1 kg/h、pH = 10時(shí),經(jīng)過2 h的臭氧氧化處理,出水的COD去除率達(dá)到60%。近年來,臭氧也用于城市生活污水的深度處理,臭氧投加量一般為10～20 mg/L,接觸時(shí)間為5 ～20 min, 可使COD 降低40%、BOD 降低70%、SS降低60%、氨氮降低20%、致癌物降低80%和色度降低90%。日本開發(fā)了微細(xì)臭氧氣泡污水處理裝置,己得到了成功應(yīng)用。該裝置產(chǎn)生的微細(xì)臭氧氣泡的粒徑極其微小,直徑只有10～100μm,氣泡和廢水的接觸面積提高了2 000～4 000倍、臭氧的溶解度提高了5倍,臭氧得到充分利用,同時(shí)起到了很好的攪拌作用。由于提高了效率,降低了成本,該裝置現(xiàn)己用于食品、畜產(chǎn)品和水產(chǎn)品等加工廠的污水處理。隨著臭氧技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展,臭氧技術(shù)的研究及應(yīng)用在國際上已經(jīng)形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè),其應(yīng)用前景十分廣闊。

• 最新技術(shù)進(jìn)展

深圳科力邇科技有限公司在研發(fā)旋流溶氣氣浮的基礎(chǔ)上，又創(chuàng)造性進(jìn)將臭氧高級(jí)氧化技術(shù)引入其中，形成臭氧高級(jí)氧化和旋流溶氣氣浮高效組合技術(shù)，該技術(shù)為深圳科力邇科技有限公司自主研發(fā)專利技術(shù)，具有國際先進(jìn)技術(shù)水平，目前已獲得10多項(xiàng)國內(nèi)外專利，其中國際專利1項(xiàng)，國內(nèi)發(fā)明專利3項(xiàng)。

深圳科力邇科技有限公司在臭氧高級(jí)氧化和旋流溶氣氣浮高效組合技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究開發(fā)出臭氧高級(jí)氧化旋流溶氣氣浮一體化裝置（CDOF），該裝置集中了超聲波催化臭氧氧化、化學(xué)絮凝、水力空化、旋流、溶氣氣浮等眾多技術(shù)，極大地提高了臭氧利用率，加快臭氧氧化反應(yīng)，能夠快速、高效、低成本地降低水中污染物（難降解有機(jī)物、溶解油、脫色等）；同時(shí)通過臭氧氧化和絮凝作用，使得旋流溶氣氣浮能夠有效去除膠體狀和溶解態(tài)溶解性有機(jī)物（單純靠氣浮無法去除）的同時(shí)，大幅提高了旋流溶氣氣浮分離效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種難處理廢水中多種污染物高效綜合處理。

上圖為科力邇科技投產(chǎn)應(yīng)用于垃圾滲濾液處理領(lǐng)域的CDOF工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片