衡水新型臭氧脱色实验装置原理 「今科」价格公道

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臭氧氧化对污水的脱色原理
臭氧(O3)污水处理技术于1905年应用于水处理，随着相关技术的进步，臭氧化法成本的降低，被普遍认为是很有发展前景的水处理方法。由于其技术经济的优势，已经在广泛应用了，取得了一些研究和工程的应用的成果。
臭氧的特性
常温下臭氧为蓝色气体，略溶于水，溶解度比氧大13倍，臭氧在水中溶解度为28.8 mL/L (0 ℃)，23.6 mL/L (10 ℃)，18.7 mL/L (20 ℃)，16.1 mL/L (30 ℃)。臭氧不稳定，在常温下即可自行分解，臭氧在含有杂质的水溶液中迅速分解为氧气，臭氧在自来水中的半衰期约为20 min (20 ℃)。
01 臭氧脱色的能力
臭氧对所有染色废水都有脱色能力。03可破环这些染料的发色和助色基团，从而达到脱色效果，但03对各种**染料的作用是不同的。对碱性染料脱色90％需反应2分钟，而对直接染料则需5分钟。相比之下，偶氮染料更容易被氧化。03用于对色素的脱色反应可从臭氧对共轭л-电子系的氧化分解予以说明。染料中常见的基本组成为邻羟基偶氮色素。这些化合物与03反应时，先是03对肼撑体(溶液中几乎总是以此形式存在)进行亲电子攻击。又如羟基苯甲烷系色素的酚酞通过内酯环的可逆性开、闭环产生颜色与失色，从而可用作指示剂。碱性酚酞易与03起反应。03在电子丰富的C=C键位进行1.3一加成反应，可切断色素骨架从而脱色。03与典型的三苯基甲胺系色素之孔雀绿反应时，同时攻击二甲胺部位的氮和碳骨架(C=C键)，此与酚酞反应时相同。带有C=N键的甲系色素与03反应时，03对C=N键氮原子进行亲电子性反应。03同时攻击C=N键和二甲胺基生成嗯唑烷环，共轭被切断而脱色。
随着对自来水水源环境及下水道二次处理水再利用的关注，二次处理水去色受到重视。
至于腐殖质引起的色和味，水质色度平均为10度。达20度。这样的色度靠一般凝聚沉淀与砂滤工序是达不到充分去除的水质标准，甚至还有**过坏标准的可能。采用臭氧处理后，色度即可降到1度以下，一般自来水着色原因是铁、锰含量过多，这些金属如处于游离状态，则常规方法即可充分去除。若原水中含有腐殖质，有时形成铬盐，以常规处理便相当困难。故去色也是引入臭氧处理的重要因素。
02 臭氧脱色的原理>>
随着分子生物学的蓬勃发展，微生态学就将生态扩展到分子水平。其实无论蛋白质或核酸分子均属**物，它们都是由碳、氢、氧、氮及磷或硫(C、N、O、N、P或S)组成，同时，病毒的衣壳体是由许多蛋白质亚单位即壳微粒组成。每个壳微粒之间由非共价键连结，并对称缠绕在一起，蛋白质则由多链组成，核酸又由连在一起的核苷酸链组成。
其中．OH，从整体看，它是电中性的(R-OH)，但若从基团的内部看，它的一部分带有更多的负电荷(如氧原子)，因基团的这部分(R-OH)有“额外”的成键电子，所以带负电：另一部分带有更多的正电荷(如氢原子)，基团的这部分缺乏成键电子，所以带正电。若有另一个相似的基团靠近，正、负电荷之间互相吸引便生成一个弱键，即称氢键，如多肽的基团之间或核苷酸的硷基之间以及在DNA或RNA分子里的硷基配对均容易形成氢键。虽然单个氢键非常弱．但是很多氢键在一起．从而构成植物细胞坚韧的细胞壁。
现在看臭氧，它是属于强氧化剂，氧化电位高(2.07ev)。凡电负性高的元素能强烈地吸引电子，氧化对方，还原自己。氧化结果，导致核酸分解，蛋白质解体，抗原变性，检测转归，色度褪尽。
03 臭氧具有很强的除臭、去异味能力>>
在污水处理工艺过程中产生气味的物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数产生气味的物质是无机化合物，如氨气、磷、硫化氢;大多数产生气味的物质是**化合物，如低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类等，这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别容易被氧化，利用臭氧具有强氧化性这一特点，氧化活性基团，气味消失，从而达到除臭的原理。
有报道，03负荷在l-3mg/mgC(即TOC，总的**碳)时，水中颜色几乎全部被去除；一般原水、色、嗅、味较低，故03投加量只需l-3mg／L，接触时间10--15分钟即可。据报道：在我国研究表明，在原水色度高达1800-2500倍，COD为1100-1800mg／t,时，在特定条件下，15分钟内脱色率达99％，COD去除率接近90％。影响03脱色的重要因素是PH值。据研究，废水的PH值降低时，03用量也下降，所以03脱色在低PH下进行。在实际应用中，如用03处理地下水．则当铁、锰完全氧化时，与03的用量比，分别为0.48mg 03／mg Fe和0.88mg 03／mg Mn。在高浓度Mn+2水中(1.10mg／L)，当二者摩尔比为1:l时，氧化率为95％，而在低浓度Mn+2水中(<0.5mg／L)，该比值为0.5时，即可去除90％以上的锰。

臭氧催化氧化污水深度处理工艺
一、臭氧在污水处理中的原理
臭氧催化氧化工艺作为污水深度处理工艺中的新工艺，因其氧化性强、反应速率快、投资低、效果好、运行费用低和**次污染等优点被广泛关注。臭氧催化氧化工艺可以有效去除水中的色度、臭味和铁、锰等无机物质，并能显著降低污水COD、TOC、UV吸收值等污染物指标，现多应用于污水厂二级出水、市政污水、焦化废水、印染、垃圾渗滤液、制药和化学工业的等废水处理。
二、臭氧在污水深度处理中的应用
1.工业**废水和含氰废水--臭氧是强氧化剂，可将有毒污染物转变为无毒物。它处理废水氧化能力强，可分解氧化剂难于破坏的**物，而且反应安全，时间短。剩余的臭氧，可转化为氧，不但无害，而且有益。可用于消毒、除臭除味、除色、除铁锰、除酚、除氰、除洗涤剂、除油等方面。
2.对于重油裂解废水，当PH≈11.4时，去氰效率达79.3%;对于电镀废水，含氰浓度为32.5%mg/L,时，去氰率达98.9%;对于腈纶废水，含102mg/1时，采用臭氧处理可完全去除。
3.臭氧能分解烃、醛、氰、酚、磷、硫、氮氧化物、硝酸盐等**物，能去除铁、锰、镁等金属离子。
4.含酚废水--包括、苯三酚、甲酚、二甲酚等。酚可使蛋白质变性，损害肝、肾、系统。含酚废水来源于：煤气、焦化、石油精炼、化工、制药、农药、纺织橡胶、染料、木材加工等。
5.含硫废水--硫化物有恶臭、有毒性腐蚀性，使水中生物致死、降低PH值、溶氧指标。含硫废水来源于：石油、化工、焦化、造纸、皮毛、皮革、牲畜屠宰、纺织染料、化学纤维等行业。
6.含氰废水--、具强毒性，臭氧能把它们氧化成毒性较小的氰酸盐。含氰废水来源于：电镀、炼焦、煤气、冶金、采矿、皮草、橡胶、化学纤维**玻璃等。
7.含油废水--包括含有脂肪酸、磺类、蜡类及可被溶剂提取的物料，含油废水来源于：石油、化工、机械、交通运输、焦化、轧钢、煤气、食品、饮食、皮革、皮毛、洗毛、日用化工等。
8.含铁、锰离子废水--过量的铁、锰离子对人体的心血管、皮肤造成一定的危害。含铁、锰离子废水来源于：矿冶、机械、化工、电子、仪表等行业。

印染废水的脱色
印染废水是比较难处理的废水，水中偶氮色素稳定性高、水溶性大，是一种难降解的**物。印染废水给环境造成了严重污染，是很多企业头疼的问题。传统的化学氧化法和生物法难以对脱色达到满意的效果。
臭氧技术近年来被用于去除染料和印染废水的色度和难降解**物。臭氧工艺和其他方法联用，形成的氧化工艺更可以使得臭氧对印染废水的脱色事半功倍。
臭氧对印染废水脱色反应原理：臭氧在水中形成活泼的自由基(OH·)与污染物反应，使染料的发色基团中的不饱和键断裂，生成分子量小、无色的**酸、醛等中间产物，从而达到脱色目的。虽然这些中间产物难以被臭氧彻底氧化，但能够被微生物进一步降解，所以臭氧化处理可以作为印染废水的预处理阶段，提高废水的可生化性。
臭氧对印染废水脱色具体作用：
(1)碱性条件下，臭氧使印染废水的脱色速率加快，提高废水初始pH可以使活性艳红X-3B的降解、脱色速率上升。
(2)活性艳红X-3B初始浓度小于50 mg/L时，臭氧降解活性艳红X-3B的过程基本符合一级反应，表观速率常数与活性艳红X-3B初始浓度基本成反比。
(3)臭氧化能改善活性艳红X-3B印染废水的可生化性。
(4)臭氧在水中杀菌过程分2部分，一部分是微生物菌体与溶解水中的臭氧直接反应，一部分是与臭氧分解生成之羟基OH的间接反应，由于羟基OH为氧化性的氧化剂，因此臭氧在水中的杀菌速度快效率高。

一、描述：
臭氧是一种强氧化剂。它的氧化能力在**元素中仅次于氟。臭氧在水处理中可用于除臭、杀菌、脱色、除铁、除化物、除**物等。本装置是利用臭氧脱色的演示实验。通过本实验希望达到以下目的：
1、通过调节臭氧不同的浓度来测定其反应时间及效果等
2、通过对**玻璃的直接观察，了解臭氧脱色、杀菌、除臭的情况。
二、主要参数及配置：
处理水量100 L/h；臭氧能去除水中杂质有：除臭杀菌、脱色、除铁、除氧化物、除**杂质。
反应拄尺寸：Φ80mm×1300mm 3根、设备外形总尺寸：1300mm×400mm×1600mm、电源 220V 功率300W。
三、设备组成：
1、反应柱三根
2、配水箱1只
3、液体流量计3只
4、气体流量计3只
5、水泵1台
6、臭氧发生器（产气5克）1台
7、填料球3套
8、电控箱1只
9、漏电保护开关
10、按钮开关
11、连接管道和球阀
12、带移动轮子不锈钢台架等组成。
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