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臭氧應用純凈水處理
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純凈水/礦泉泵水工藝流程
礦泉水廠生產工藝流程圖:
純凈水/礦泉水廠生產流程(圖):
a)原水泵
主要功能:系統供水壓力恒定，供水穩定。
b)機械過濾器
多層過濾層過濾器主要用于去除顆粒大于20μ m的物質，如錳、鐵重金屬、沉淀物、鐵銹、膠體物質、懸浮物等。包含在生水中。該系統可以進行反沖洗和正沖洗等一系列操作。
主要作用:保證設備產水量，延長設備使用壽命。
c)活性炭過濾器
使用貝殼活性炭過濾器，活性炭不僅可以吸附電解質離子，還可以進行離子交換吸附。活性炭吸附還可以將高錳酸鉀的耗氧量(COD)從15mg/L(O2)降低到2-7mg/L(O2)。此外，吸附可以增加被吸附和復制表面的濃度，對去除色素、異味、大量生化有機物、降低水中殘留鹵值和農藥污染物、去除水中三鹵化物(THM)等污染物也有催化作用。該系統可以進行反沖洗和正沖洗等一系列操作。同時設備有自維護系統，運行成本很低。
主要功能:保證產水質量，延長設備使用壽命。
d)軟化系統
為了防止CACO3、MGCO3、MGSO4、CASO4、BASO4、SRSO4和ISO4在濃水端，特別是RO單元最后一個膜組件的濃水側結晶出來，大于其平衡溶解常數，破壞膜的原有特性，在進入反滲透膜組件之前，在系統中使用鈉離子交換樹脂進行離子交換吸附，去除水中的主要硬度成分。吸附飽和后，樹脂失效，可用工業鹽再生樹脂。
每套軟化系統包括:軟化罐、控制器(或射流/鹽泵)、鹽罐和鹽閥。其主要作用是防止反滲透結垢，延長反滲透膜的使用壽命。
e)精密過濾器
精密過濾器用于保留從預處理系統中泄漏的少量機械雜質。過濾器由工程塑料或SUS304制成；配有PPF濾芯。聚丙烯濾芯是一種高效低阻的深層濾芯。適用于低懸浮雜質(濁度小于2-5度)水的進一步凈化。聚丙烯濾芯由聚丙烯纖維按照一定規律纏繞在注塑成型的聚丙烯多孔管上而成。主要作用:保證進入反滲透膜的水的粒徑小于0.1 μm
f)反滲透系統
反滲透裝置利用足夠的壓力通過反滲透膜(或半透膜)將溶液中的溶劑(通常是水)分離出來。因為這個過程與自然滲透相反，所以叫反滲透。
反滲透能適應各種含鹽量的原水，特別是在高含鹽量的水處理工程中，能獲得良好的技術經濟效益。反滲透法脫鹽率高，回收率高，運行穩定，占地面積小，操作簡單。反滲透設備可以在脫鹽的同時去除大部分細菌、膠體和高分子量有機物。h)設備工藝流程圖:
原水→原水增壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→離子交換器→保安過濾器→多級高壓泵→RO反滲透系統→純水箱→桶/瓶水自動灌裝生產線→包裝→入庫。
一、礦泉水生產工藝流程圖:1422238291839463.png
臭氧和二氧化氯在水處理中的應用比較
目前，液氯是我國供水中使用的主要氧化消毒劑。但隨著水源水污染的變化，廢水中各種有機物的含量有所增加。氯消毒會產生氯化有機化合物，其中一些具有致突變作用。為了滿足人們對水質的要求
尋求一種更安全、更經濟的可替代氯的新型氧化消毒劑是未來給水處理的一個發展方向。其中，比較有前途的是二氧化氯(ClO2)和臭氧(O3)。1.二氧化氯(ClO2) 1.1應用二氧化氯
19世紀初，美國科學家達瑞。發現了二氧化氯氣體。20世紀40年代，二氧化氯開始用于食品加工、紙張漂白和水凈化。由于二氧化氯不會與有機物反應生成THMs，因此在飲用水處理中的應用越來越廣泛。1983年，美國國家環境保護局(EPA)提出飲用水中氯仿含量必須低于0.1mg/L，并推薦二氧化氯消毒。二氧化氯消毒的安全性被世界衛生組織(世衛組織)列為A1級，是公認的含氯消毒劑最理想的替代產品。目前，美國和歐洲已有數千座水廠采用二氧化氯消毒；在我國多用于造紙、紡織等行業，并逐漸應用于自來水廠。
在水處理中，ClO2不僅可以作為高效的消毒劑，還可以加入到原水中，在沉淀池或過濾池前進行預氧化或中間氧化，以控制臭氣(特別是氯酚或藻類副產物的臭氣)，防止微生物生長，強化混凝。
過濾器；也可用于去除水中的鐵、錳和色度。此外，一些歐洲國家已經將ClO2、O3 (Cl2)聯用進行飲用水處理，并取得了良好的效果。1.2二氧化氯的物理性質
二氧化氯(ClO2)在室溫(20℃)下是一種黃綠色氣體。有類似氯氣和臭氧的刺激性氣味，分子量67.45，比空氣重，熔點-59℃，沸點11℃。
二氧化氯易溶于水，但不與水反應。22℃時，其溶解度約為氯氣的5倍，達到2.9g/L，二氧化氯在水中的溶解度隨溫度升高而降低。同時，盡管二氧化氯分子的電子結構是不飽和的，但它在水中不以聚合狀態存在，這對
二氧化氯在水中的快速擴散是非常有益的。但二氧化氯水溶液易揮發，在高溫和光照下會產生二氧化氯-和三氧化氯-因此應避光低溫保存。
據介紹，二氧化氯在常溫下可被壓縮成深紅色液體，極易揮發，不穩定，遇光、機械碰撞或有機物會發生爆炸。當空氣中的體積濃度超過10%或水中的濃度超過30%時，也會發生爆炸。而當二氧化氯溶液濃度低于10g/L時，基本沒有爆炸的危險。
由于二氧化氯對壓力、溫度和光敏感，不能壓縮液化儲存和運輸，使用時只能在現場臨時配制。1.3二氧化氯的氧化消毒機理
ClO2作為一種強氧化劑，在酸性條件下具有很強的氧化性:自來水廠pH≈7的中性條件下，ClO2+4H++5e=Cl-+2H2O，ClO2+e=ClO2-。
ClO2-+2H2O+4e=Cl？-+4OH-
ClO2能氧化去除水中的S2-、SO32-和NO2-等少量還原性酸根，還能去除水中的Fe2+、Mn2+和重金屬離子。另外，對于水中有機物的氧化，Cl2主要是親電取代，而ClO2主要是氧化還原，可以降解腐殖酸和富里酸，降解產物并不以氯仿的形式存在。
二氧化氯是一種廣譜高效的消毒劑。實驗表明，它對細菌、孢子、藻類、真菌和病毒都有很好的殺滅作用。關于二氧化氯的消毒機理，一般認為二氧化氯對微生物細胞壁有很好的吸附和滲透作用，能滲透到細胞內與含巰基(-SH)的酶發生反應，使其迅速失活，抑制細胞內蛋白質的合成，從而達到滅活微生物的目的。
因為細菌、病毒、真菌都是單細胞低級微生物，它們的酶系統分布在細胞膜表面，容易被ClO2攻擊而失活。而在人和動物細胞中，酶系統位于細胞質中，受到系統的保護，所以ClO2很難與酶直接相關。
接觸，所以對人和動物的傷害較小。
1.4二氧化氯的氧化消毒特性
ClO2-是一種強氧化劑，能選擇性氧化水中的有機物。
(1)ClO2-氧化能力強，是氯氣的2.5倍，能快速殺滅水中的致病菌、病毒和藻類(包括孢子、病毒和蠕蟲)。
(2)與氯不同，ClO2-的消毒性能不受pH值的影響。這主要是因為氯消毒靠次氯酸，而二氧化氯靠自身。
(3)ClO2不與氨或氯胺反應，在氨含量較高的水中也能起到很好的殺菌作用，而氯消毒會受到很大影響。
(4)隨著水溫的升高，二氧化氯的失活能力增強，彌補了二氧化氯在水中溶解度的降低。(5)5)clo 2的殘留量可以在管網中持續較長時間，因此對病毒和細菌的滅活效果比臭氧和氯氣更有效。
(6)二氧化氯具有很強的脫色、除臭和除鐵除錳作用。
(7)二氧化氯消毒只是與一些有機物發生選擇性氧化反應，會降解成主要含氧基團的產物，不會產生含氯有機物。所需用量小，約為氯氣用量的40%，且不受水中氨氮的影響。因此，用二氧化氯代替氯氣進行消毒，可使水中三氯甲烷的量減少90%。1.5二氧化氯的制備及經濟比較
二氧化氯的制備方法包括化學反應法、電解鹽法和離子交換法。其中化學法和電解法在生產中應用廣泛。
化學方法
化學反應制備二氧化氯的方法有:(1)鹽酸與亞氯酸鈉反應，5 naclo 2+4 HCl = 5 NaCl+4 HCl+2h2o；(2)將鹽酸與亞氯酸鈉反應。
2naclo3+4hcl = 2ncl+2clo2+2h2o (3)液氣混合反應2naclo2+Cl2 = 2ncl+2clo2
方法(3)中開發的二氧化氯發生器，使用時將固體亞氯酸鈉投入反應器中，用空氣稀釋的氯氣通過反應器，反應過程中始終保持過量的亞氯酸鈉，所有的氯氣都能參與反應，避免了產品與氯氣混合。但由于NaClO2價格昂貴，該方法的成本和運行費用較高，難以在飲用水處理中推廣。目前制備二氧化氯的一般化學方法是指方法(1)。該方法具有生產規模小、設備簡單、易于實現自動化操作等優點，適合在水處理中生產應用。但同樣的問題是NaClO2價格昂貴，這種方法的ClO2理論收率只有80%。因此，一家公司開發了一種二氧化氯發生器，利用NaClO3和H2SO4反應制備二氧化氯。它的反應原理是:
2 naclo 3+2 NaCl+2h2so 4 = 2clo 2+Cl2+2H2O+2na 2 so 4反應中會產生氯氣，用戶根據需要對氣體進行凈化，2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2。
據說這個發生器產生的混合氣體70%是ClO2，剩下的30%是Cl2。使用凈化器后二氧化氯含量可達95%。該發電機價格不到同規格電解發電機的1/2，低于使用NaClO2的發電機。設備可連續或間歇運行，發電機可調范圍大。同時，NaClO3價格低廉，僅為NaClO2價格的十分之一，運行成本低，具有一定的競爭力。
電解法
電解氯化鈉溶液用于生產二氧化氯。以食鹽為原料，采用隔膜電解工藝。陽極室注入飽和鹽溶液，陰極室加入自來水。接通電源后，離子定向遷移，在陽極室和中性電極周圍產生ClO2、O3、H2O2、Cl2等混合氣體。在生產中，可通過降低電解溫度、控制鹽水流量和增加陽極室中三氧化氯含量來提高二氧化氯產量。產生的混合氣體ClO2只占10%左右，除O3和H2O2外，大部分是氯氣。這就避免不了液氯消毒的缺點。同時，二氧化氯含量難以準確計算，設備復雜，易損件價格昂貴，操作維護困難。但目前，這種方法在中國仍被廣泛使用。
另據報道，電解可產生一種主要由二氧化氯(37%)、氯氣(27%)、臭氧(15%)、過氧化氫(10%)和其他(11%)組成的復合消毒劑。因為氧化速率O3 >
ClO2>Cl2，所以O3和ClO2首先氧化分解沉淀中的有機物并進行消毒，而27%的Cl2可以保證水中有足夠的余氯。這對快速氧化，殺滅水中微生物，穩定水質有很好的作用。
此外，液體穩定性二氧化氯和固體穩定性二氧化氯也有研究報道。根據相關數據，投加10mg/L液氯進行消毒，成本約為0.022元/噸水；加入0.5mg/L由HCl和NaClO2制備的ClO2，每噸水的消毒成本約為0.02元。而采用液態二氧化氯和固態二氧化氯消毒時，藥劑成本分別為每噸水0.35元和0.12元(用量為0.5mg/L)，經濟性明顯較差。1.6二氧化氯使用中的問題
二氧化氯加入水中，50% ~ 70%會轉化為二氧化氯和三氧化氯。許多實驗表明，ClO2-和ClO3-對紅細胞有害，干擾碘的吸收和代謝，增加血液中的膽固醇。EPA推薦二氧化氯消毒中殘留氧化劑的總量(ClO2+ClO2-+ClO3-)。
二氧化氯氧化分解有機物具有很強的選擇性。它能氧化去除Fe2+、Mn2+、氰化物、苯酚等。在水中；能氧化硫醇、仲胺、叔胺，消除水中的難聞氣味，但不容易氧化醇、醛、酮、伯胺等有機物，導致去除不徹底。
二氧化氯活性大，易爆炸，有毒。因此，使用二氧化氯時要非常注意安全。一般在二氧化氯制備系統中，應嚴格控制原料的稀釋濃度，防止誤操作，并制定相應的安全措施。二氧化氯應低溫避光保存；ClO2車間嚴禁使用火種并配備良好的通風設備。2.臭氧2.1臭氧的應用
1840年，瑞士化學家Schō nbein證實了臭氧的存在。1886年，法國人梅里泰努斯發現臭氧具有殺菌作用。1893年，荷蘭首次將臭氧應用于水消毒。1906年，法國尼斯在大型凈水廠使用臭氧進行水處理，至今已有近百年的歷史。
臭氧氧化能力強，殺傷力大，消毒殺菌速度快；臭氧可以氧化溶解的鐵和錳，形成高價沉淀，易于去除；能把氰化物、苯酚等有毒有害物質氧化成無害物質；能氧化致臭致色物質，從而降低臭味和色度；將可生物降解的大分子有機物氧化分解成中小分子量有機物，易于生物降解；臭氧預處理還可以起到微絮凝的作用，提高出水水質。臭氧的應用在處理過程中不會產生有害的化學物質。
目前，世界上有成千上萬的水廠使用臭氧進行處理和消毒。在歐洲主要城市，臭氧已被用作去除水污染的主要方法，用于飲用水的深度凈化。自20世紀70年代初以來，許多國家研究了臭氧在城市污水、工業廢水和循環冷卻水處理中的應用，并有許多成功的例子。自20世紀70年代中期以來，我國也開始了臭氧氧化工藝處理受污染飲用水源的試驗研究。目前國內已有數十家水廠應用于實際生產。
2.2臭氧的物理特性
O3是一種不穩定的氣體，有特殊的刺激性氣味，常溫下呈淺藍色，液體中呈深藍色。O3是常用的最強氧化劑。它在水中的氧化還原電位為2.07V，而氯氣為1.36V，二氧化氯為1.50V。此外，O3具有強腐蝕性。
O3在空氣中會自己慢慢分解成O2，并放出大量的熱量。當其濃度超過25%時，容易發生爆炸。但一般來說，臭氧化空氣中O3的濃度不超過10%，所以不會發生爆炸。
在標準壓力和溫度下，純臭氧的溶解度比氧氣大10倍，比空氣大25倍。0℃時，純臭氧在水中的溶解度可達1.371g/L..O3在水中不穩定，在含有雜質的水溶液中迅速分解成O2，產生單原子氧(O)、羥基(OH)等具有強烈殺菌作用的物質。羥基的氧化還原電位為2.80伏..在20℃時，自來水中O3的半衰期約為20分鐘。
2.3臭氧氧化消毒的機理
O3溶于水，會有兩種反應:一種是直接氧化，反應速度慢，選擇性高，容易與酚、乙醇、胺等芳香族化合物反應。另一種是O3分解產生羥基自由基引起的鏈式反應。這個反應還會產生非?；钴S的單原子氧(O)，氧化能力強，能瞬間分解水中的有機物、細菌、微生物。O3→O2+(O) (O)+H2O→2OH
羥基是一種強氧化劑和催化劑，其引起的連鎖反應可以充分降解水中的有機物。
溶液pH值高于7時，O3自分解加劇，以自由基反應為主，速度快，選擇性低。
根據上述機理，O3可以氧化水中的大部分有機物使其降解，可以氧化酚類、氨氮、鐵、錳等無機還原性物質。此外，O3具有較高的氧化還原電位，可以破壞或分解細菌的細胞壁。
容易通過微生物細胞膜迅速擴散到細胞內，氧化酶等有機物；或者蛋白質、核糖核酸等。，破壞其細胞膜和組織結構，導致細胞死亡。所以O3除藻殺菌，對病毒、孢子等生命力強的微生物也能起到很好的滅活作用。
2.4臭氧的氧化消毒特性
(1)O3作為一種無二次污染的高效氧化劑，在常用氧化劑中氧化能力最強。
(O3>ClO2>Cl2>NH2Cl)，其氧化能力是氯氣的兩倍，殺菌能力是氯氣的幾百倍。它能氧化分解水中的有機物并氧化
去除無機還原性物質可以非常迅速地殺死水中的細菌、藻類和病原體。
(2)O3消毒受pH值、水溫、水中氨含量的影響較小，但也具有一定的選擇性。比如綠霉和青霉菌對O3有抗性，所以需要很長時間才能殺死。O3用于飲用水消毒時，水的濁度和色度對消毒殺菌有影響，相當一部分O3會用于無機和有機物質的氧化分解。
(3)O3可以去除微生物、水生植物、藻類等有機物產生的氣味和味道，效果良好。其脫色能力比Cl2和ClO2更有效和快速。
(4)O3的加入可以改變小顆粒表面電荷的性質和大小，使帶電小顆粒聚集；同時，O3氧化溶解性有機物過程中存在“微絮凝”，對提高混凝效果有一定作用。
(5)O3消毒效果好，用量小，作用快，不含氯仿等有害物質，水的感官指標好。O3對一些頑固病毒的滅活效果遠高于氯，但O3在水中分解速度快，無法在管網中保持一定的消毒劑殘留水平。因此，通常在O3消毒后的水中加入少量的含氯消毒劑。
(6)O3能將水中不可降解的大分子有機物氧化分解為小分子有機物，并向水中增氧，增加水中溶解氧，為后續處理(尤其是生物處理)提供更好的條件。但從經濟角度考慮，O3的用量不能太高，這樣氧化不完全。如果后續工藝處理不當，還會產生三鹵甲烷等有害物質。
(7)在水處理過程中，盡量不要生成新的三鹵甲烷，因為三鹵甲烷一旦生成，O3很難氧化去除。
2.5使用臭氧的問題
O3具有很強的氧化能力，但并不完美。O3的應用存在一些問題，O3會帶來副產物。微污染水源中含有多種有機物，O3-能與有機物反應生成一系列中間產物。很難檢測出所有的問題。因此，世界衛生組織(世衛組織)使用溴酸鹽和甲醛作為臭氧副產品的指標。由于經濟原因，O3的用量不能大到無機所有大分子有機物。另外，即使過量加入O3，也會出現其他物質，無法完全礦化有機物，因為O3氧化大部分有機物產生的不完全氧化產物可能會阻礙O3的進一步分解，使O3無法完全氧化這些中間產物，如甘油、乙醇、乙酸等。同時，O3不能有效地去除氨氮，對水中的有機氯化物沒有氧化作用。
O3處理時與有機物反應生成不飽和醛類、環氧化合物等有毒物質，對人體健康有不良影響。如果水中含有更多的溴離子，O3會將其氧化為次溴酸。次溴酸與鹵代消毒副產物前體反應，會產生溴仿等溴代消毒副產物。溴離子可以被進一步氧化成溴酸根離子，產生誘變陽性流出物。臭氧化后，水中的可同化有機碳(AOC)上升，這可能導致水中細菌的繁殖。為了在管網中保持足夠的殘留消毒劑，臭氧處理后投加氯氣或氯胺，會分別生成三氯硝基甲烷和氯化氰，成為新的消毒副產物，其毒性尚不清楚。對于某些農藥來說，O3氧化的產物可能更有害。
2.6臭氧的制備和經濟分析
產生臭氧的方法包括無聲放電、輻射、紫外線和電解。在實際的凈水廠中使用無聲放電法。
為了將氧氣(O2-)轉化為O3，首先需要大量的能量將O-O鍵裂解成氧原子。無聲放電是利用高速電子轟擊氧氣，分解成氧原子:O2 = 2O。部分氧原子離解后合成臭氧:3O = O3。
有的重新合成為氧氣，有的與氧氣合成為O3: O+O2 = O3。
以上反應都是可逆的，生成的O3也會分解成氧原子和活性氧。所以通過放電區的氧氣只有一部分可以變成O3，所以產生的O3通常是指含有一定濃度O3的空氣，稱為臭氧化空氣，而不是單純的臭氧氣體。
理論上需要0.836 kw·h；產生1千克臭氧。而用空氣生產O3時，只有4 ~ 6%的電能做有效功，每公斤O3的實際電耗為15 ~ 20kW·h，用純氧生產O3的電耗可減少一半左右。根據目前的技術水平，生產O3的原料分為空氣、純氧和液氧。
液氧的使用一般適合中小規模(臭氧量為50kg/h)。用干燥空氣制備O3，臭氧濃度一般為1 ~ 3%；而純氧或液氧產生臭氧的濃度可以達到10%左右，空氣產生O3的耗電量是另外兩種方法的兩倍左右。據相關報道，使用干燥空氣、現場制純氧和購買液氧，每公斤O3的生產成本分別約為16.0元、12.0元和17.3元?？梢姮F場制備純氧的方法成本最低。如果投加量為5mg/L，則每噸水的O3處理成本為0.06元。
在實踐中，O3并不單獨使用，常與顆?；钚蕴柯撚眠M行飲用水深度處理，即臭氧-活性炭水處理工藝，效果良好。對其生產成本分析表明，水廠規模為50 ~ 40萬噸/日。
臭氧-活性炭工藝增加的制水成本在0.10-0.15元/噸之間。根據我國自來水廠的供水情況，從提高水質和人民生活水平來看，該工藝是完全可以接受的。
總的來說，雖然在施加O3時會產生副產物，但濃度一般不高，毒性問題也不嚴重。根據目前的研究，就副產物的數量和毒性以及出水的誘變活性而言，O3優于Cl2和ClO2。
結論
1.ClO2和O3都是高效氧化消毒劑，其氧化消毒能力受水中pH值和氨氮的影響較小，消毒時不會產生氯仿，是液氯消毒的理想替代產品。
2.ClO2比O3具有更高的穩定性，同時比氯氣具有更強的消毒能力；但氧化能力比O3差。然而，當臭氧用于消毒時，氯、氯胺、二氧化氯等。需要作為輔助消毒劑，以維持管網中的持續消毒能力。
3.為了避免三鹵甲烷難以去除，建議在原水中腐殖質、藻類和苯酚含量較高的水廠中使用ClO2或O3進行預處理。
4.在水處理中使用O3的成本略高于使用ClO2，但在水質方面，使用臭氧-活性炭工藝優于使用ClO2。就經濟水平而言，這兩種改善水質的方法都是可以接受的，各水廠可以根據具體情況采取相應的措施。
5.由于二氧化氯和臭氧具有很強的氧化能力，且都具有毒性和腐蝕性，在使用時應采取安全防護措施。
各種水處理中臭氧用量的計算
臭氧的輸送量需要根據客戶每小時處理的水量(多少立方米)來配置。
所以，你需要先了解客戶的情況，再和客戶溝通(1。處理什么水；2.每小時處理的水量是多少)
計算方法:水量(立方小時)*臭氧產量=臭氧產量。
純化水:5 G臭氧(國家嚴格標準是氧源)，或者空氣源。
礦泉水:3-5G臭氧(國家嚴格標準是氧源)或空氣源。
純凈水/礦泉水的臭氧投加方式:
1.純凈水的常規生產流程是:水源-增壓泵-多介質過濾器-活性炭過濾器-離子交換器-精密過濾器-高壓泵-一級反滲透-二級反滲透-臭氧消毒-儲水罐-灌裝機-包裝車間。
2.礦泉水的常規生產流程是:水源-增壓泵-石英砂過濾器-活性炭過濾器-精密過濾器-超濾主機-臭氧消毒-儲水罐-灌裝機-包裝車間。
對于純凈水/礦泉水的臭氧消毒，建議使用氧氣氣源。通常，在常規過濾后加入臭氧，并配備臭氧反應罐。為保證消毒滅菌效果，水中臭氧濃度應高于0.4mg/l，接觸4分鐘以上。有以下三種添加方式:
1.傳統曝氣方法——曝氣頭和曝氣盤
1.運行方式——曝氣法是將臭氧發生器產生的臭氧氣體通過管道引入臭氧反應池底部，通過曝氣頭和曝氣盤發出微氣泡，氣泡在上升過程中溶解水中的臭氧。曝氣的臭氧混合效率一般為20-30%；
反應罐通常由不銹鋼制成。
反應槽B裝有防回流裝置，防止回流到臭氧發生器。
c氣體分布在反應池底部，曝氣過濾器的孔徑要小，以產生微氣泡。
d .反應罐上側進水，反應罐下側出水，與臭氧氣泡形成逆流，提高混合效率。
e、中上部應配有液位顯示器，便于觀察氧化塔內的水位。
2.優點和缺點:
優點:方便，能耗低。
缺點:噴嘴容易堵塞，氣液混合率低，水中臭氧濃度難以達到0.4 mg/L。
二:文丘里噴射混合法
1.操作方式——射流法是在高速水流的作用下，在射流裝置的氣腔內形成負壓，吸入臭氧氣體，然后被高速水流擊碎臭氧氣體，形成微氣泡，與水充分接觸混合。噴射法混合臭氧的效率一般為25-40%。
2.如下圖:
2.注意事項:
a .安裝止回閥，并確保臭氧輸送管的最高點高于反應罐頂部50厘米以上，以防止回水。
jet B的最佳應用模式是與反應罐一起使用。增壓泵將水從反應池的下側送入射流，射流的出水從反應池的下段進入反應池。臭氧循環加入，帶臭氧氣泡的水流在反應池中盤旋上升，提高了混合效率。
c給水管道應采用PVC、不銹鋼等抗氧化材料，增壓泵應采用不銹鋼材料。
優點:投資少，混合好，接觸時間短，混合速度是曝氣法的幾倍，是主流的混合方式。
三。氣液混合泵
1.混合泵:一般為旋渦式，泵內形成負壓，氣體(或液體)被吸入進氣口，通過多個葉輪的攪拌進行氣液、液液混合。使用混合泵溶解臭氧的效率較高，一般為40-70%。
2.安裝方法:將氣液混合泵連接到水路管道上，然后接入比例臭氧氣體，泵入容器內，直接測量臭氧水的濃度。如果需要更高的濃度，可以直接循環，反復向水中加入臭氧，從而增加水中的臭氧濃度。
3.優點和缺點:
優點:使用方便，更美觀，比上述設備混合效率更高。
缺點:氣液比在規定范圍內過于苛刻，導致小泵的臭氧發生器無法作用于大氣體積，導致使用成本隨著氣體流量的增加而增加。
4.注意事項:
當氣液比為1: 9時，混合泵的混合效率最佳。
混合泵B的實際出水量為額定出水量與進氣量之差。當混合泵的進氣量增加時，泵的出水量相應減少。
c .安裝混合泵時，應在入口和出口段增加調節閥和壓力表，以便調節最佳吸入量。
d .混合泵的水排出后，應增加排氣罐或反應罐，以排出水溶性微氣泡。
e混泵不宜接在主干道上，使混泵承擔供水和攪拌兩項責任，難以保證兩種效果。
四:臭氧混合塔
1.臭氧通過管道進入混合塔底部，經過曝氣器，再通過微孔鼓泡器放出另一個微氣泡，在上升過程中將臭氧充分溶解在水中。水是從臭氧塔頂散出的，現在自然是從臭氧塔頂流走的。確保有足夠的時間將臭氧與水混合。底部可以測量殺菌效果，頂部配有尾氣排放和溢流口，保證多余的臭氧不會留在室內。影響員工的生產。溢流確?；旌纤炔砍錆M水后，水不會回流到臭氧發生器而損壞臭氧發生器。
2優缺點:
優點:高混合比噴射器高，臭氧塔本質上是一次性投資。省去了使用射流裝置增加增壓泵和使用氣液混合泵浪費電力的成本，整體形象美觀大方。
缺點:一次性投入成本高。水底壓力越高，臭氧入口壓力驅動的曝氣壓力越強。一般大型制水工程很少使用，或者將部分水混合后加入主管水中。然而，除非給出有效的接觸時間，否則臭氧混合塔在一定接觸時間內的混合速率仍然較低。
水處理用臭氧發生器
(圖為高濃度氧源YT-018-100 a)Description.jpg。
(YT-016-30A氧源高濃度臭氧發生器)
產品特點:
1.采用寬電壓高頻技術，能耗低，O3濃度高，殺菌快，整機壽命長，適用于任何地區的家用電壓。
2.該設備體積小，易于安裝和操作。
3.內部空氣供應被清潔和干燥，以滿足清潔和干燥空氣供應的要求。
4.設備內置PSA制氧系統，氧氣純度高，臭氧輸出濃度高。
5.臭氧濃度可以調節，方便不同地區對臭氧濃度的要求。
產品特點:
1.臭氧是一種強氧化劑、消毒劑和殺菌劑。不僅對消毒、脫色、除臭、分解有毒化學物質特別有效，而且不會產生二次污染。因此越來越受到人們的重視，并在許多領域得到應用。
2.主要用途:用于自來水、飲用水、礦泉水、循環冷卻水、游泳循環水、醫院污水等工業用水的消毒、殺菌、除臭、除臭；含酚、硫、磷、鐵、錳等金屬離子的廢水處理；特別是用于生物毒性和難降解污染物的處理，提高其生物活性，具有特殊效果。
3.用于飲用水，除殺菌消毒外，還具有脫色、除臭、除鐵除錳、去除余氯、氧化分解有機物、控制藻類、改善水質和口感、環保、無殘留、避免二氧化氯造成的二次污染。
4.游泳池水:消毒殺菌，分解水中的腐殖質；改善水質，使水呈現美麗的藍色；PH值穩定；分解水中有機物，消除氯副作用:有效預防和消除氯處理引起的眼部不適，刺激皮膚，泳池上方空氣的刺激性氣味；減少化學試劑的使用。
5.醫院污水:高效快速消毒，殺滅各種微生物，去除污水的色、臭、氰等污染物，增加水中溶解氧改善水質，分解難生物降解的有機物和三向物質，提高污水的可生化性，易分解，不造成二次污染。
6.中水回用:殺菌、消毒、消毒、脫色、除臭，無二次污染。
7.工業廢水:依靠試工業，廢水中的氰化物、苯酚等有機燃料能迅速分解，達到脫色除臭、去除有害物質、降低COD的目的。
應用領域:
飲用(瓶裝)、管道直飲水處理游泳池、桑拿水處理。食品、醫藥、化妝品等行業的水處理和航天電器表面的消毒滅菌。工業用水、中水和污水的臭氧殺菌、脫色和COD降低處理。制作高濃度臭氧水，沖洗噴灑原輔材料，清洗蔬菜水果，達到表面消毒殺菌的目的。其他需要水處理、室內空氣殺菌、消除異味、防霉保鮮的行業，都可以用臭氧消毒器處理。醫療用水、純凈水、礦泉水、二次供水、生活污水處理、工業污水處理、游泳池水處理、食品飲料行業，以及化工、造紙行業的脫脂、脫色、漂白。
礦泉水廠生產工藝流程圖:
純凈水/礦泉水廠生產流程(圖):
a)原水泵
主要功能:系統供水壓力恒定，供水穩定。
b)機械過濾器
多層過濾層過濾器主要用于去除顆粒大于20μ m的物質，如錳、鐵重金屬、沉淀物、鐵銹、膠體物質、懸浮物等。包含在生水中。該系統可以進行反沖洗和正沖洗等一系列操作。
主要作用:保證設備產水量，延長設備使用壽命。
c)活性炭過濾器
使用貝殼活性炭過濾器，活性炭不僅可以吸附電解質離子，還可以進行離子交換吸附。活性炭吸附還可以將高錳酸鉀的耗氧量(COD)從15mg/L(O2)降低到2-7mg/L(O2)。此外，吸附可以增加被吸附和復制表面的濃度，對去除色素、異味、大量生化有機物、降低水中殘留鹵值和農藥污染物、去除水中三鹵化物(THM)等污染物也有催化作用。該系統可以進行反沖洗和正沖洗等一系列操作。同時設備有自維護系統，運行成本很低。
主要功能:保證產水質量，延長設備使用壽命。
d)軟化系統
為了防止CACO3、MGCO3、MGSO4、CASO4、BASO4、SRSO4和ISO4在濃水端，特別是RO單元最后一個膜組件的濃水側結晶出來，大于其平衡溶解常數，破壞膜的原有特性，在進入反滲透膜組件之前，在系統中使用鈉離子交換樹脂進行離子交換吸附，去除水中的主要硬度成分。吸附飽和后，樹脂失效，可用工業鹽再生樹脂。
每套軟化系統包括:軟化罐、控制器(或射流/鹽泵)、鹽罐和鹽閥。其主要作用是防止反滲透結垢，延長反滲透膜的使用壽命。
e)精密過濾器
精密過濾器用于保留從預處理系統中泄漏的少量機械雜質。過濾器由工程塑料或SUS304制成；配有PPF濾芯。聚丙烯濾芯是一種高效低阻的深層濾芯。適用于低懸浮雜質(濁度小于2-5度)水的進一步凈化。聚丙烯濾芯由聚丙烯纖維按照一定規律纏繞在注塑成型的聚丙烯多孔管上而成。主要作用:保證進入反滲透膜的水的粒徑小于0.1 μm
f)反滲透系統
反滲透裝置利用足夠的壓力通過反滲透膜(或半透膜)將溶液中的溶劑(通常是水)分離出來。因為這個過程與自然滲透相反，所以叫反滲透。
反滲透能適應各種含鹽量的原水，特別是在高含鹽量的水處理工程中，能獲得良好的技術經濟效益。反滲透法脫鹽率高，回收率高，運行穩定，占地面積小，操作簡單。反滲透設備可以在脫鹽的同時去除大部分細菌、膠體和高分子量有機物。h)設備工藝流程圖:
原水→原水增壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→離子交換器→保安過濾器→多級高壓泵→RO反滲透系統→純水箱→桶/瓶水自動灌裝生產線→包裝→入庫。
一、礦泉水生產工藝流程圖:1422238291839463.png
臭氧和二氧化氯在水處理中的應用比較
目前，液氯是我國供水中使用的主要氧化消毒劑。但隨著水源水污染的變化，廢水中各種有機物的含量有所增加。氯消毒會產生氯化有機化合物，其中一些具有致突變作用。為了滿足人們對水質的要求
尋求一種更安全、更經濟的可替代氯的新型氧化消毒劑是未來給水處理的一個發展方向。其中，比較有前途的是二氧化氯(ClO2)和臭氧(O3)。1.二氧化氯(ClO2) 1.1應用二氧化氯
19世紀初，美國科學家達瑞。發現了二氧化氯氣體。20世紀40年代，二氧化氯開始用于食品加工、紙張漂白和水凈化。由于二氧化氯不會與有機物反應生成THMs，因此在飲用水處理中的應用越來越廣泛。1983年，美國國家環境保護局(EPA)提出飲用水中氯仿含量必須低于0.1mg/L，并推薦二氧化氯消毒。二氧化氯消毒的安全性被世界衛生組織(世衛組織)列為A1級，是公認的含氯消毒劑最理想的替代產品。目前，美國和歐洲已有數千座水廠采用二氧化氯消毒；在我國多用于造紙、紡織等行業，并逐漸應用于自來水廠。
在水處理中，ClO2不僅可以作為高效的消毒劑，還可以加入到原水中，在沉淀池或過濾池前進行預氧化或中間氧化，以控制臭氣(特別是氯酚或藻類副產物的臭氣)，防止微生物生長，強化混凝。
過濾器；也可用于去除水中的鐵、錳和色度。此外，一些歐洲國家已經將ClO2、O3 (Cl2)聯用進行飲用水處理，并取得了良好的效果。1.2二氧化氯的物理性質
二氧化氯(ClO2)在室溫(20℃)下是一種黃綠色氣體。有類似氯氣和臭氧的刺激性氣味，分子量67.45，比空氣重，熔點-59℃，沸點11℃。
二氧化氯易溶于水，但不與水反應。22℃時，其溶解度約為氯氣的5倍，達到2.9g/L，二氧化氯在水中的溶解度隨溫度升高而降低。同時，盡管二氧化氯分子的電子結構是不飽和的，但它在水中不以聚合狀態存在，這對
二氧化氯在水中的快速擴散是非常有益的。但二氧化氯水溶液易揮發，在高溫和光照下會產生二氧化氯-和三氧化氯-因此應避光低溫保存。
據介紹，二氧化氯在常溫下可被壓縮成深紅色液體，極易揮發，不穩定，遇光、機械碰撞或有機物會發生爆炸。當空氣中的體積濃度超過10%或水中的濃度超過30%時，也會發生爆炸。而當二氧化氯溶液濃度低于10g/L時，基本沒有爆炸的危險。
由于二氧化氯對壓力、溫度和光敏感，不能壓縮液化儲存和運輸，使用時只能在現場臨時配制。1.3二氧化氯的氧化消毒機理
ClO2作為一種強氧化劑，在酸性條件下具有很強的氧化性:自來水廠pH≈7的中性條件下，ClO2+4H++5e=Cl-+2H2O，ClO2+e=ClO2-。
ClO2-+2H2O+4e=Cl？-+4OH-
ClO2能氧化去除水中的S2-、SO32-和NO2-等少量還原性酸根，還能去除水中的Fe2+、Mn2+和重金屬離子。另外，對于水中有機物的氧化，Cl2主要是親電取代，而ClO2主要是氧化還原，可以降解腐殖酸和富里酸，降解產物并不以氯仿的形式存在。
二氧化氯是一種廣譜高效的消毒劑。實驗表明，它對細菌、孢子、藻類、真菌和病毒都有很好的殺滅作用。關于二氧化氯的消毒機理，一般認為二氧化氯對微生物細胞壁有很好的吸附和滲透作用，能滲透到細胞內與含巰基(-SH)的酶發生反應，使其迅速失活，抑制細胞內蛋白質的合成，從而達到滅活微生物的目的。
因為細菌、病毒、真菌都是單細胞低級微生物，它們的酶系統分布在細胞膜表面，容易被ClO2攻擊而失活。而在人和動物細胞中，酶系統位于細胞質中，受到系統的保護，所以ClO2很難與酶直接相關。
接觸，所以對人和動物的傷害較小。
1.4二氧化氯的氧化消毒特性
ClO2-是一種強氧化劑，能選擇性氧化水中的有機物。
(1)ClO2-氧化能力強，是氯氣的2.5倍，能快速殺滅水中的致病菌、病毒和藻類(包括孢子、病毒和蠕蟲)。
(2)與氯不同，ClO2-的消毒性能不受pH值的影響。這主要是因為氯消毒靠次氯酸，而二氧化氯靠自身。
(3)ClO2不與氨或氯胺反應，在氨含量較高的水中也能起到很好的殺菌作用，而氯消毒會受到很大影響。
(4)隨著水溫的升高，二氧化氯的失活能力增強，彌補了二氧化氯在水中溶解度的降低。(5)5)clo 2的殘留量可以在管網中持續較長時間，因此對病毒和細菌的滅活效果比臭氧和氯氣更有效。
(6)二氧化氯具有很強的脫色、除臭和除鐵除錳作用。
(7)二氧化氯消毒只是與一些有機物發生選擇性氧化反應，會降解成主要含氧基團的產物，不會產生含氯有機物。所需用量小，約為氯氣用量的40%，且不受水中氨氮的影響。因此，用二氧化氯代替氯氣進行消毒，可使水中三氯甲烷的量減少90%。1.5二氧化氯的制備及經濟比較
二氧化氯的制備方法包括化學反應法、電解鹽法和離子交換法。其中化學法和電解法在生產中應用廣泛。
化學方法
化學反應制備二氧化氯的方法有:(1)鹽酸與亞氯酸鈉反應，5 naclo 2+4 HCl = 5 NaCl+4 HCl+2h2o；(2)將鹽酸與亞氯酸鈉反應。
2naclo3+4hcl = 2ncl+2clo2+2h2o (3)液氣混合反應2naclo2+Cl2 = 2ncl+2clo2
方法(3)中開發的二氧化氯發生器，使用時將固體亞氯酸鈉投入反應器中，用空氣稀釋的氯氣通過反應器，反應過程中始終保持過量的亞氯酸鈉，所有的氯氣都能參與反應，避免了產品與氯氣混合。但由于NaClO2價格昂貴，該方法的成本和運行費用較高，難以在飲用水處理中推廣。目前制備二氧化氯的一般化學方法是指方法(1)。該方法具有生產規模小、設備簡單、易于實現自動化操作等優點，適合在水處理中生產應用。但同樣的問題是NaClO2價格昂貴，這種方法的ClO2理論收率只有80%。因此，一家公司開發了一種二氧化氯發生器，利用NaClO3和H2SO4反應制備二氧化氯。它的反應原理是:
2 naclo 3+2 NaCl+2h2so 4 = 2clo 2+Cl2+2H2O+2na 2 so 4反應中會產生氯氣，用戶根據需要對氣體進行凈化，2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2。
據說這個發生器產生的混合氣體70%是ClO2，剩下的30%是Cl2。使用凈化器后二氧化氯含量可達95%。該發電機價格不到同規格電解發電機的1/2，低于使用NaClO2的發電機。設備可連續或間歇運行，發電機可調范圍大。同時，NaClO3價格低廉，僅為NaClO2價格的十分之一，運行成本低，具有一定的競爭力。
電解法
電解氯化鈉溶液用于生產二氧化氯。以食鹽為原料，采用隔膜電解工藝。陽極室注入飽和鹽溶液，陰極室加入自來水。接通電源后，離子定向遷移，在陽極室和中性電極周圍產生ClO2、O3、H2O2、Cl2等混合氣體。在生產中，可通過降低電解溫度、控制鹽水流量和增加陽極室中三氧化氯含量來提高二氧化氯產量。產生的混合氣體ClO2只占10%左右，除O3和H2O2外，大部分是氯氣。這就避免不了液氯消毒的缺點。同時，二氧化氯含量難以準確計算，設備復雜，易損件價格昂貴，操作維護困難。但目前，這種方法在中國仍被廣泛使用。
另據報道，電解可產生一種主要由二氧化氯(37%)、氯氣(27%)、臭氧(15%)、過氧化氫(10%)和其他(11%)組成的復合消毒劑。因為氧化速率O3 >
ClO2>Cl2，所以O3和ClO2首先氧化分解沉淀中的有機物并進行消毒，而27%的Cl2可以保證水中有足夠的余氯。這對快速氧化，殺滅水中微生物，穩定水質有很好的作用。
此外，液體穩定性二氧化氯和固體穩定性二氧化氯也有研究報道。根據相關數據，投加10mg/L液氯進行消毒，成本約為0.022元/噸水；加入0.5mg/L由HCl和NaClO2制備的ClO2，每噸水的消毒成本約為0.02元。而采用液態二氧化氯和固態二氧化氯消毒時，藥劑成本分別為每噸水0.35元和0.12元(用量為0.5mg/L)，經濟性明顯較差。1.6二氧化氯使用中的問題
二氧化氯加入水中，50% ~ 70%會轉化為二氧化氯和三氧化氯。許多實驗表明，ClO2-和ClO3-對紅細胞有害，干擾碘的吸收和代謝，增加血液中的膽固醇。EPA推薦二氧化氯消毒中殘留氧化劑的總量(ClO2+ClO2-+ClO3-)。
二氧化氯氧化分解有機物具有很強的選擇性。它能氧化去除Fe2+、Mn2+、氰化物、苯酚等。在水中；能氧化硫醇、仲胺、叔胺，消除水中的難聞氣味，但不容易氧化醇、醛、酮、伯胺等有機物，導致去除不徹底。
二氧化氯活性大，易爆炸，有毒。因此，使用二氧化氯時要非常注意安全。一般在二氧化氯制備系統中，應嚴格控制原料的稀釋濃度，防止誤操作，并制定相應的安全措施。二氧化氯應低溫避光保存；ClO2車間嚴禁使用火種并配備良好的通風設備。2.臭氧2.1臭氧的應用
1840年，瑞士化學家Schō nbein證實了臭氧的存在。1886年，法國人梅里泰努斯發現臭氧具有殺菌作用。1893年，荷蘭首次將臭氧應用于水消毒。1906年，法國尼斯在大型凈水廠使用臭氧進行水處理，至今已有近百年的歷史。
臭氧氧化能力強，殺傷力大，消毒殺菌速度快；臭氧可以氧化溶解的鐵和錳，形成高價沉淀，易于去除；能把氰化物、苯酚等有毒有害物質氧化成無害物質；能氧化致臭致色物質，從而降低臭味和色度；將可生物降解的大分子有機物氧化分解成中小分子量有機物，易于生物降解；臭氧預處理還可以起到微絮凝的作用，提高出水水質。臭氧的應用在處理過程中不會產生有害的化學物質。
目前，世界上有成千上萬的水廠使用臭氧進行處理和消毒。在歐洲主要城市，臭氧已被用作去除水污染的主要方法，用于飲用水的深度凈化。自20世紀70年代初以來，許多國家研究了臭氧在城市污水、工業廢水和循環冷卻水處理中的應用，并有許多成功的例子。自20世紀70年代中期以來，我國也開始了臭氧氧化工藝處理受污染飲用水源的試驗研究。目前國內已有數十家水廠應用于實際生產。
2.2臭氧的物理特性
O3是一種不穩定的氣體，有特殊的刺激性氣味，常溫下呈淺藍色，液體中呈深藍色。O3是常用的最強氧化劑。它在水中的氧化還原電位為2.07V，而氯氣為1.36V，二氧化氯為1.50V。此外，O3具有強腐蝕性。
O3在空氣中會自己慢慢分解成O2，并放出大量的熱量。當其濃度超過25%時，容易發生爆炸。但一般來說，臭氧化空氣中O3的濃度不超過10%，所以不會發生爆炸。
在標準壓力和溫度下，純臭氧的溶解度比氧氣大10倍，比空氣大25倍。0℃時，純臭氧在水中的溶解度可達1.371g/L..O3在水中不穩定，在含有雜質的水溶液中迅速分解成O2，產生單原子氧(O)、羥基(OH)等具有強烈殺菌作用的物質。羥基的氧化還原電位為2.80伏..在20℃時，自來水中O3的半衰期約為20分鐘。
2.3臭氧氧化消毒的機理
O3溶于水，會有兩種反應:一種是直接氧化，反應速度慢，選擇性高，容易與酚、乙醇、胺等芳香族化合物反應。另一種是O3分解產生羥基自由基引起的鏈式反應。這個反應還會產生非?；钴S的單原子氧(O)，氧化能力強，能瞬間分解水中的有機物、細菌、微生物。O3→O2+(O) (O)+H2O→2OH
羥基是一種強氧化劑和催化劑，其引起的連鎖反應可以充分降解水中的有機物。
溶液pH值高于7時，O3自分解加劇，以自由基反應為主，速度快，選擇性低。
根據上述機理，O3可以氧化水中的大部分有機物使其降解，可以氧化酚類、氨氮、鐵、錳等無機還原性物質。此外，O3具有較高的氧化還原電位，可以破壞或分解細菌的細胞壁。
容易通過微生物細胞膜迅速擴散到細胞內，氧化酶等有機物；或者蛋白質、核糖核酸等。，破壞其細胞膜和組織結構，導致細胞死亡。所以O3除藻殺菌，對病毒、孢子等生命力強的微生物也能起到很好的滅活作用。
2.4臭氧的氧化消毒特性
(1)O3作為一種無二次污染的高效氧化劑，在常用氧化劑中氧化能力最強。
(O3>ClO2>Cl2>NH2Cl)，其氧化能力是氯氣的兩倍，殺菌能力是氯氣的幾百倍。它能氧化分解水中的有機物并氧化
去除無機還原性物質可以非常迅速地殺死水中的細菌、藻類和病原體。
(2)O3消毒受pH值、水溫、水中氨含量的影響較小，但也具有一定的選擇性。比如綠霉和青霉菌對O3有抗性，所以需要很長時間才能殺死。O3用于飲用水消毒時，水的濁度和色度對消毒殺菌有影響，相當一部分O3會用于無機和有機物質的氧化分解。
(3)O3可以去除微生物、水生植物、藻類等有機物產生的氣味和味道，效果良好。其脫色能力比Cl2和ClO2更有效和快速。
(4)O3的加入可以改變小顆粒表面電荷的性質和大小，使帶電小顆粒聚集；同時，O3氧化溶解性有機物過程中存在“微絮凝”，對提高混凝效果有一定作用。
(5)O3消毒效果好，用量小，作用快，不含氯仿等有害物質，水的感官指標好。O3對一些頑固病毒的滅活效果遠高于氯，但O3在水中分解速度快，無法在管網中保持一定的消毒劑殘留水平。因此，通常在O3消毒后的水中加入少量的含氯消毒劑。
(6)O3能將水中不可降解的大分子有機物氧化分解為小分子有機物，并向水中增氧，增加水中溶解氧，為后續處理(尤其是生物處理)提供更好的條件。但從經濟角度考慮，O3的用量不能太高，這樣氧化不完全。如果后續工藝處理不當，還會產生三鹵甲烷等有害物質。
(7)在水處理過程中，盡量不要生成新的三鹵甲烷，因為三鹵甲烷一旦生成，O3很難氧化去除。
2.5使用臭氧的問題
O3具有很強的氧化能力，但并不完美。O3的應用存在一些問題，O3會帶來副產物。微污染水源中含有多種有機物，O3-能與有機物反應生成一系列中間產物。很難檢測出所有的問題。因此，世界衛生組織(世衛組織)使用溴酸鹽和甲醛作為臭氧副產品的指標。由于經濟原因，O3的用量不能大到無機所有大分子有機物。另外，即使過量加入O3，也會出現其他物質，無法完全礦化有機物，因為O3氧化大部分有機物產生的不完全氧化產物可能會阻礙O3的進一步分解，使O3無法完全氧化這些中間產物，如甘油、乙醇、乙酸等。同時，O3不能有效地去除氨氮，對水中的有機氯化物沒有氧化作用。
O3處理時與有機物反應生成不飽和醛類、環氧化合物等有毒物質，對人體健康有不良影響。如果水中含有更多的溴離子，O3會將其氧化為次溴酸。次溴酸與鹵代消毒副產物前體反應，會產生溴仿等溴代消毒副產物。溴離子可以被進一步氧化成溴酸根離子，產生誘變陽性流出物。臭氧化后，水中的可同化有機碳(AOC)上升，這可能導致水中細菌的繁殖。為了在管網中保持足夠的殘留消毒劑，臭氧處理后投加氯氣或氯胺，會分別生成三氯硝基甲烷和氯化氰，成為新的消毒副產物，其毒性尚不清楚。對于某些農藥來說，O3氧化的產物可能更有害。
2.6臭氧的制備和經濟分析
產生臭氧的方法包括無聲放電、輻射、紫外線和電解。在實際的凈水廠中使用無聲放電法。
為了將氧氣(O2-)轉化為O3，首先需要大量的能量將O-O鍵裂解成氧原子。無聲放電是利用高速電子轟擊氧氣，分解成氧原子:O2 = 2O。部分氧原子離解后合成臭氧:3O = O3。
有的重新合成為氧氣，有的與氧氣合成為O3: O+O2 = O3。
以上反應都是可逆的，生成的O3也會分解成氧原子和活性氧。所以通過放電區的氧氣只有一部分可以變成O3，所以產生的O3通常是指含有一定濃度O3的空氣，稱為臭氧化空氣，而不是單純的臭氧氣體。
理論上需要0.836 kw·h；產生1千克臭氧。而用空氣生產O3時，只有4 ~ 6%的電能做有效功，每公斤O3的實際電耗為15 ~ 20kW·h，用純氧生產O3的電耗可減少一半左右。根據目前的技術水平，生產O3的原料分為空氣、純氧和液氧。
液氧的使用一般適合中小規模(臭氧量為50kg/h)。用干燥空氣制備O3，臭氧濃度一般為1 ~ 3%；而純氧或液氧產生臭氧的濃度可以達到10%左右，空氣產生O3的耗電量是另外兩種方法的兩倍左右。據相關報道，使用干燥空氣、現場制純氧和購買液氧，每公斤O3的生產成本分別約為16.0元、12.0元和17.3元?？梢姮F場制備純氧的方法成本最低。如果投加量為5mg/L，則每噸水的O3處理成本為0.06元。
在實踐中，O3并不單獨使用，常與顆?；钚蕴柯撚眠M行飲用水深度處理，即臭氧-活性炭水處理工藝，效果良好。對其生產成本分析表明，水廠規模為50 ~ 40萬噸/日。
臭氧-活性炭工藝增加的制水成本在0.10-0.15元/噸之間。根據我國自來水廠的供水情況，從提高水質和人民生活水平來看，該工藝是完全可以接受的。
總的來說，雖然在施加O3時會產生副產物，但濃度一般不高，毒性問題也不嚴重。根據目前的研究，就副產物的數量和毒性以及出水的誘變活性而言，O3優于Cl2和ClO2。
結論
1.ClO2和O3都是高效氧化消毒劑，其氧化消毒能力受水中pH值和氨氮的影響較小，消毒時不會產生氯仿，是液氯消毒的理想替代產品。
2.ClO2比O3具有更高的穩定性，同時比氯氣具有更強的消毒能力；但氧化能力比O3差。然而，當臭氧用于消毒時，氯、氯胺、二氧化氯等。需要作為輔助消毒劑，以維持管網中的持續消毒能力。
3.為了避免三鹵甲烷難以去除，建議在原水中腐殖質、藻類和苯酚含量較高的水廠中使用ClO2或O3進行預處理。
4.在水處理中使用O3的成本略高于使用ClO2，但在水質方面，使用臭氧-活性炭工藝優于使用ClO2。就經濟水平而言，這兩種改善水質的方法都是可以接受的，各水廠可以根據具體情況采取相應的措施。
5.由于二氧化氯和臭氧具有很強的氧化能力，且都具有毒性和腐蝕性，在使用時應采取安全防護措施。
各種水處理中臭氧用量的計算
臭氧的輸送量需要根據客戶每小時處理的水量(多少立方米)來配置。
所以，你需要先了解客戶的情況，再和客戶溝通(1。處理什么水；2.每小時處理的水量是多少)
計算方法:水量(立方小時)*臭氧產量=臭氧產量。
純化水:5 G臭氧(國家嚴格標準是氧源)，或者空氣源。
礦泉水:3-5G臭氧(國家嚴格標準是氧源)或空氣源。
純凈水/礦泉水的臭氧投加方式:
1.純凈水的常規生產流程是:水源-增壓泵-多介質過濾器-活性炭過濾器-離子交換器-精密過濾器-高壓泵-一級反滲透-二級反滲透-臭氧消毒-儲水罐-灌裝機-包裝車間。
2.礦泉水的常規生產流程是:水源-增壓泵-石英砂過濾器-活性炭過濾器-精密過濾器-超濾主機-臭氧消毒-儲水罐-灌裝機-包裝車間。
對于純凈水/礦泉水的臭氧消毒，建議使用氧氣氣源。通常，在常規過濾后加入臭氧，并配備臭氧反應罐。為保證消毒滅菌效果，水中臭氧濃度應高于0.4mg/l，接觸4分鐘以上。有以下三種添加方式:
1.傳統曝氣方法——曝氣頭和曝氣盤
1.運行方式——曝氣法是將臭氧發生器產生的臭氧氣體通過管道引入臭氧反應池底部，通過曝氣頭和曝氣盤發出微氣泡，氣泡在上升過程中溶解水中的臭氧。曝氣的臭氧混合效率一般為20-30%；
反應罐通常由不銹鋼制成。
反應槽B裝有防回流裝置，防止回流到臭氧發生器。
c氣體分布在反應池底部，曝氣過濾器的孔徑要小，以產生微氣泡。
d .反應罐上側進水，反應罐下側出水，與臭氧氣泡形成逆流，提高混合效率。
e、中上部應配有液位顯示器，便于觀察氧化塔內的水位。
2.優點和缺點:
優點:方便，能耗低。
缺點:噴嘴容易堵塞，氣液混合率低，水中臭氧濃度難以達到0.4 mg/L。
二:文丘里噴射混合法
1.操作方式——射流法是在高速水流的作用下，在射流裝置的氣腔內形成負壓，吸入臭氧氣體，然后被高速水流擊碎臭氧氣體，形成微氣泡，與水充分接觸混合。噴射法混合臭氧的效率一般為25-40%。
2.如下圖:
2.注意事項:
a .安裝止回閥，并確保臭氧輸送管的最高點高于反應罐頂部50厘米以上，以防止回水。
jet B的最佳應用模式是與反應罐一起使用。增壓泵將水從反應池的下側送入射流，射流的出水從反應池的下段進入反應池。臭氧循環加入，帶臭氧氣泡的水流在反應池中盤旋上升，提高了混合效率。
c給水管道應采用PVC、不銹鋼等抗氧化材料，增壓泵應采用不銹鋼材料。
優點:投資少，混合好，接觸時間短，混合速度是曝氣法的幾倍，是主流的混合方式。
三。氣液混合泵
1.混合泵:一般為旋渦式，泵內形成負壓，氣體(或液體)被吸入進氣口，通過多個葉輪的攪拌進行氣液、液液混合。使用混合泵溶解臭氧的效率較高，一般為40-70%。
2.安裝方法:將氣液混合泵連接到水路管道上，然后接入比例臭氧氣體，泵入容器內，直接測量臭氧水的濃度。如果需要更高的濃度，可以直接循環，反復向水中加入臭氧，從而增加水中的臭氧濃度。
3.優點和缺點:
優點:使用方便，更美觀，比上述設備混合效率更高。
缺點:氣液比在規定范圍內過于苛刻，導致小泵的臭氧發生器無法作用于大氣體積，導致使用成本隨著氣體流量的增加而增加。
4.注意事項:
當氣液比為1: 9時，混合泵的混合效率最佳。
混合泵B的實際出水量為額定出水量與進氣量之差。當混合泵的進氣量增加時，泵的出水量相應減少。
c .安裝混合泵時，應在入口和出口段增加調節閥和壓力表，以便調節最佳吸入量。
d .混合泵的水排出后，應增加排氣罐或反應罐，以排出水溶性微氣泡。
e混泵不宜接在主干道上，使混泵承擔供水和攪拌兩項責任，難以保證兩種效果。
四:臭氧混合塔
1.臭氧通過管道進入混合塔底部，經過曝氣器，再通過微孔鼓泡器放出另一個微氣泡，在上升過程中將臭氧充分溶解在水中。水是從臭氧塔頂散出的，現在自然是從臭氧塔頂流走的。確保有足夠的時間將臭氧與水混合。底部可以測量殺菌效果，頂部配有尾氣排放和溢流口，保證多余的臭氧不會留在室內。影響員工的生產。溢流確?；旌纤炔砍錆M水后，水不會回流到臭氧發生器而損壞臭氧發生器。
2優缺點:
優點:高混合比噴射器高，臭氧塔本質上是一次性投資。省去了使用射流裝置增加增壓泵和使用氣液混合泵浪費電力的成本，整體形象美觀大方。
缺點:一次性投入成本高。水底壓力越高，臭氧入口壓力驅動的曝氣壓力越強。一般大型制水工程很少使用，或者將部分水混合后加入主管水中。然而，除非給出有效的接觸時間，否則臭氧混合塔在一定接觸時間內的混合速率仍然較低。
水處理用臭氧發生器
(圖為高濃度氧源YT-018-100 a)Description.jpg。
(YT-016-30A氧源高濃度臭氧發生器)
產品特點:
1.采用寬電壓高頻技術，能耗低，O3濃度高，殺菌快，整機壽命長，適用于任何地區的家用電壓。
2.該設備體積小，易于安裝和操作。
3.內部空氣供應被清潔和干燥，以滿足清潔和干燥空氣供應的要求。
4.設備內置PSA制氧系統，氧氣純度高，臭氧輸出濃度高。
5.臭氧濃度可以調節，方便不同地區對臭氧濃度的要求。
產品特點:
1.臭氧是一種強氧化劑、消毒劑和殺菌劑。不僅對消毒、脫色、除臭、分解有毒化學物質特別有效，而且不會產生二次污染。因此越來越受到人們的重視，并在許多領域得到應用。
2.主要用途:用于自來水、飲用水、礦泉水、循環冷卻水、游泳循環水、醫院污水等工業用水的消毒、殺菌、除臭、除臭；含酚、硫、磷、鐵、錳等金屬離子的廢水處理；特別是用于生物毒性和難降解污染物的處理，提高其生物活性，具有特殊效果。
3.用于飲用水，除殺菌消毒外，還具有脫色、除臭、除鐵除錳、去除余氯、氧化分解有機物、控制藻類、改善水質和口感、環保、無殘留、避免二氧化氯造成的二次污染。
4.游泳池水:消毒殺菌，分解水中的腐殖質；改善水質，使水呈現美麗的藍色；PH值穩定；分解水中有機物，消除氯副作用:有效預防和消除氯處理引起的眼部不適，刺激皮膚，泳池上方空氣的刺激性氣味；減少化學試劑的使用。
5.醫院污水:高效快速消毒，殺滅各種微生物，去除污水的色、臭、氰等污染物，增加水中溶解氧改善水質，分解難生物降解的有機物和三向物質，提高污水的可生化性，易分解，不造成二次污染。
6.中水回用:殺菌、消毒、消毒、脫色、除臭，無二次污染。
7.工業廢水:依靠試工業，廢水中的氰化物、苯酚等有機燃料能迅速分解，達到脫色除臭、去除有害物質、降低COD的目的。
應用領域:
飲用(瓶裝)、管道直飲水處理游泳池、桑拿水處理。食品、醫藥、化妝品等行業的水處理和航天電器表面的消毒滅菌。工業用水、中水和污水的臭氧殺菌、脫色和COD降低處理。制作高濃度臭氧水，沖洗噴灑原輔材料，清洗蔬菜水果，達到表面消毒殺菌的目的。其他需要水處理、室內空氣殺菌、消除異味、防霉保鮮的行業，都可以用臭氧消毒器處理。醫療用水、純凈水、礦泉水、二次供水、生活污水處理、工業污水處理、游泳池水處理、食品飲料行業，以及化工、造紙行業的脫脂、脫色、漂白。