臭氧预氧化在废水处理的研究进展
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摘要：叙述了臭氧预氧化工艺研究概况，分析了臭氧预氧化工艺在废水处理中的应用及臭氧联合技术的研究，探讨了臭氧预氧化在废水处理应用中存在的问题。
关键词：臭氧预氧化；废水处理；研究进展
引言
近年来，生活污水越来越多，工业污水也逐渐增多，如何正确治理、利用污水成为了大众关注的重点问题。只有正确利用废水，缓解水资源紧缺的问题才能得到解决。臭氧预氧化是废水处理中的重要步骤，所以对臭氧的研究应更加重视。为了更好地研究该领域、研究废水处理，就应及时了解目前研究的进展，为以后发展做准备。
1臭氧预氧化工艺研究概况
O3是一种氧化性强的强氧化剂，O3的净水作用也是全球公认的。O3可将废水中有毒物质及难以降解的有机物分子部分断裂，在废水处理中有着显著成绩。相关研究表明，废水处理中使用的臭氧预氧化技术是进一步处理的前提，为之后的处理提供了很好的保证，可以说，臭氧预氧化有着重要意义和光明前景。以前只是在饮用水消毒中使用O3作净化，但经过不断试验开始将O3加入到废水处理中，效果十分显著。臭氧预氧化对水体有着很大影响。O3能很大程度去除有机物，但也有专家认为O3对水质造成了另一种破坏。此外，O3还影响着废水酸碱度、内部物质浓度等，所以臭氧预氧化是一项较为复杂的研究，还需更多努力。虽然国内外专家有许多关于O3性质的研究，但仍不能给出明确结论，还处于研究阶段，进展也在不断前进，未来发展还有很大空间[1]。
1.1生物活性炭工艺
臭氧生物活性工艺的原理是将O3通过化学反应与活性炭等形成有吸附作用的过滤器，这种工艺能将降解技术与吸附作用结合在一起，有效提高过滤效果。臭氧生物活性炭的优点是费用低，对有机物等难以去除的物质去除效率高，且效果持续，能使用较长时间。废水经过臭氧氧化，将其中的大分子有机物降解为小分子，并产生更多O2，使有机物更容易被活性炭吸附，同时为水内微生物提供营养。微生物在活性炭上生长形成生物膜，降解小分子，活性炭使用寿命无形中增长。活性炭本身空隙相对较大，过滤效果必定没有长出生物膜的活性炭效果好，这种组合通过不断实践也充分表现了其优势。O3和活性炭结合在一起是一种新形式，通过与其他物质比较，在相同条件下产生使活性炭效果更活跃的现象，利用不同量活性炭也可作为比较。实践证明，不同O3的投入量都使O3效果相同[2]。
1.2曝气生物滤池工艺
曝气生物滤池早在20世纪就已开始使用，这种工艺占地面积小、处理效果好，且能实现智能自动化操作，近年来成为研究重点。生活污水经过生化处理后有机物在水中残留的都是难以降解部分，O3加入使得这些物质成功降解，使该工艺有了突破性进展，也让相关技术有了新的研究方向。O3将废水色度明显降低，除色效果好且提高废水可生化性。
1.3混凝处理工艺
O3作为天然强氧化剂的主要作用就是氧化水中物质，产生无毒物质，近些年，臭氧预氧化技术迅速发展，已开始与多种技术结合在一起，发展成更有价值的复合技术。臭氧预氧化与混凝处理工艺联合在一起，形成更好的解决办法，大大改善了废水水质，实现废水再利用。根据相关研究报道，O3还可将混凝剂絮凝效果提高，帮助人们在工业废水上处理得更好。混凝工艺之前使用臭氧预氧化技术使得混凝剂用量减少，取得更好的处理结果，这是中国近年来科研成果之一，是具有很大价值的研究。在混凝技术与臭氧预氧化结合在一起后，生活污水和工业废水都有了更大的利用空间，解决了许多地方缺水问题，再生水用在许多需要的地方，给人们生活带来了许多好处[3]。
2臭氧预氧化工艺在废水处理中的应用
随着臭氧预氧化技术的不断使用，废水治理有了新途径。尽管目前来讲废水处理还是环境保护难点，但已有了很大进步，多地开始设立废水处理设施，不再放任废水流进河里。臭氧预氧化使废水处理变得更容易达标。臭氧预氧化在废水处理中的应用变得越来越重要，有必要了解一下。
2.1医药农药废水的处理
大多数医药废水和农药废水的可生化性都很差，因为其中存在很多化学物质，而基本处理办法虽然费用低但很难有作用，所以可先用臭氧预氧化工艺处理，这样就提高了废水的可生化性，为之后生物处理降低了难度。通过实践，发现臭氧预氧化工艺的效果非常明显，有效改善了废水的可生化性。农药废水是难以直接利用的废水，如果农药废水能再利用将会很大程度上节约资源，而臭氧预处理使这项难题变得容易。臭氧预氧化将农药废水中有毒物质降解，去除率大大提高，有效解决农药处理的最大问题。
2.2印染废水的处理
印染废水成分复杂，无论是色度还是其中有毒物质的含量都比较高，所以是很难处理的废水。印染废水中所含有机物大多数都有有色基团和不饱和键，而O3能将这些不饱和键断开，形成较小的分子，使这些不饱和键不再能形成有色分子，所以O3也是印染废水处理的必要物质。利用O3与染料反应，处理后可观察到色度降低到0。大量实践证明，常规处理工艺之前加入臭氧预处理能将有色基团破坏，从而去除色度，O3在这里起到了重要作用。
2.3垃圾渗滤液的处理
垃圾渗滤液是垃圾场填埋时通过重力流下的液体，这主要是降雨或垃圾本身所含液体，渗滤液酸碱度较高，污染性极强，一旦渗透就可能对周边环境造成极大危害。随着人口密度增大，城市化也越来越快，生活垃圾积攒越来越多，垃圾渗滤液成为主要问题。相关专家进行技术试验，用O3氧化溶液后，有效地将溶液内有机物降解，经济适用，其中有毒物质去除率大大提高。2.4芳香族化合物废水的处理芳香族化合物是许多工业废水中常见的物质，这种物质危害很大，所以需从废水中去除，也是废水治理的重点。O3氧化后，生物降解性提高，与其他净化工艺结合在一起，取得更好的效果，水中含酚量降低到几乎没有。在以后的研究中，臭氧预氧化将是一个主要研究方向，定会给中国废水治理带来更多的好处[4-5]。
3臭氧联合技术的研究
臭氧联合技术是根据O3的强氧化性与其他净化工艺联合在一起，更好地解决难降解物质和有毒物质的办法。根据不同废水不同特性选择不同办法，从而达到更好的效果。接下来介绍几种臭氧联合技术。
3.1超声波技术
超声波技术能将废水中难以降解的物质分解，与O3联合使用能将降解率提升。超声波使O3氧化反应进行更快，起到加速作用，反应更加完全，去除率更高。O3与超声波同时使用，起到联合作用，废水中染色迅速褪去。
3.2电解处理联合技术
电解处理联合技术的优点是效果明显、经费少、实用性强，所以很多废水治理都采用这种办法。实验中使用了电化学法、催化氧化法等，再使用O3进行反应。电解与O3联合起来，达到更好的染料废水处理结果，这是技术进步的表现，也是技术进步的过程。
3.3催化臭氧化技术
催化氧化技术是近年来用于臭氧单独氧化的基本方法。臭氧催化是一种长远的发展途径。多种化学物质能将O3作为催化剂进行反应，再利用光催化氧化法降解难以降解的物质，达到净化作用。金属催化作用也是其中的一种催化工艺，可通过不同的催化反应进行降解[6]。
3.4氧化技术
氧化技术是近年来发展起来的一项新技术，在氧化中可产生氧化能力更强的活性基团，在以后的研究方向中也能有效帮助未来的研究。臭氧预氧化技术以后的发展会更好地解决污染物，是经济发展的正确发展方向。
4臭氧预氧化在废水处理应用中存在的问题
4.1理论不完善
臭氧氧化技术在以后的发展中会有更多关注，但对O3与许多物质反应的具体细节还不能下更明确的结论，如果要进一步研究就要在理论上进行突破。只有理论上更加完善，O3研究和联合技术才能发展得更好。
4.2O3使用量不明确
在相关研究中，臭氧氧化技术运用还有待提高，其中O3的投入量对废水影响很大，但最佳投入量还不明确，对后续处理还有不利影响，应继续研究，根据不同情况改变使用量，让反应更加完全。
4.3O3性质不稳定
O3化学性质不稳定是目前的研究结果，还不能完全控制O3的反应。催化是中国科研事业的重点研究项目，而其性质不稳定是需解决的首要。选择哪种催化剂、如何使用，是臭氧预氧化在废水处理应用中存在问题的重点。
4.4处理成本高
O3的处理成本高也是废水处理应用中存在的问题。臭氧技术推广及相关实验都需要较高的经费，在以后研究中也应将降低经费作为研究考虑范围，这样才符合中国可持续发展的目的。O3处理成本高是不可忽视的问题，要重视起来，将如何降低成本作为课题进行探讨。
5结语
O3是氧化性极强的氧化剂，应利用这种性质进行废水处理工艺，为中国废水治理找到更好的解决办法。在中国目前的研究中，臭氧预氧化在废水处理中的研究已有了很大进步，将废水的可生化性提高。臭氧预氧化与其他处理工艺结合，起到更好的作用，是一项具有未来发展潜力的处理技术，对中国环境有着很大影响，应将其重视起来。
参考文献：
［1］赵亮.臭氧预氧化技术在水处理中的研究进展［J］.供水技术，2010(4)：64-65.
［2］王海燕.饮用水化学氧化预处理技术研究进展［J］.西南给排水，2014(9)：6-7.
［3］王杰.预处理技术在膜饮用水处理中的研究进展［J］.天津工业大学学报，2010(2)：54-55.
［4］戴琳琳.臭氧预氧化在酵母废水处理中的应用研究［D］.北京：北京市环境保护科学研究院，2015.
［5］赵海华.臭氧组合工艺在微污染水处理中的应用［J］.城市建设理论研究，2011(3)：29-30.
［6］冯岩.臭氧组合工艺在水处理中的应用［J］.工业用水与废水，2012(9)：23-24.
作者：胡叶亮 喻敏英 俞国军 单位：浙江仁欣环科院有限责任公司 宁波易科达环境科技有限公司