臭氧這個(gè)詞對(duì)于我們來說并不陌生，雖然說我們生活中并沒有碰到過臭氧，但大家都知道地球之外是一層厚厚的臭氧保護(hù)層，有了它的存在，地球就好像多了一層保護(hù)層。但是卻很少有人知道，臭氧除了可以在離我們幾千英尺外保護(hù)著我們，也可以在我們身邊保護(hù)著我們。那幾天我們就從以下幾個(gè)方面去了解一下臭氧。
1、臭氧的物化性質(zhì)是怎樣的？
人類發(fā)現(xiàn)臭氧已經(jīng)有一百年的歷史。在距離地球表面15～25公里的高空，因受太陽紫外線照射的緣故，形成了包圍在地球外圍空間的臭氧層，這厚厚的臭氧層正是人類賴以生存的保護(hù)傘。
臭氧分子式為O3，是氧的同素異構(gòu)體，又名三原子氧，因其類似魚腥味的臭味而得名，雷電后的腥臭味即是產(chǎn)生臭氧而使空氣具有的氣味。在常溫常壓下，較低濃度的臭氧是無色氣體，當(dāng)濃度達(dá)到15%時(shí)，呈現(xiàn)出淡藍(lán)色。臭氧的沸點(diǎn)是-112oC，密度是2.144g/m3，是氧的1.65倍?？扇嘉镌诔粞踔腥紵仍谘鯕庵腥紵用土遥色@得更高的溫度。
臭氧在水中的溶解度較高，在同樣條件下是純氧的10倍。臭氧分子結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定，容易分解成氧氣，而且臭氧在水中比在空氣中更容易自行分解。臭氧在空氣中的半衰期一般為20～50分鐘，一般隨溫度與濕度的增高而加快。臭氧在水中半衰期約為35分鐘，隨水質(zhì)與水溫的不同而有所變化。臭氧在水溶液中的穩(wěn)定性受水中所含雜質(zhì)的影響較大，特別是有金屬離子存在時(shí)，臭氧可迅速分解為氧氣。
2、臭氧在水處理中的應(yīng)用有哪些？
臭氧和氯的氧化還原電位分別是2.07V和1.36V，因此，臭氧的氧化性僅次于羥基自由基?OH和氟，是一種比氯性質(zhì)更強(qiáng)烈的氧化劑和殺生劑，在水處理中的可以作為氧化劑或消毒劑。
作為消毒劑消毒時(shí)，其殺菌和除病毒效果較好，而且接觸時(shí)間較短。比如臭氧達(dá)到某種消毒效果要求投加量與接觸時(shí)間的乘積是5的話，要達(dá)到同樣效果，氯的投加量與接觸時(shí)間的乘積是1440。臭氧消毒的特點(diǎn)是當(dāng)水中含有有機(jī)物時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生氯消毒時(shí)容易生成的有機(jī)氯化物一類有毒物質(zhì)。而且由于臭氧的氧化力*，不但可以殺菌，還可以除去水中的色味等有機(jī)物，即同時(shí)具有殺菌、除臭、去色、除酚等多種作用。由于其分解快而沒有殘留物質(zhì)存在，因此特別適用于對(duì)微污染地表水為水源的飲用水消毒和污水深度處理出水的消毒，例如臭氧水箱自潔消毒器。
國潤(rùn)水箱自潔消毒器采用高級(jí)氧化物理法對(duì)水體進(jìn)行循環(huán)消毒。通過氧化技術(shù)使細(xì)菌、病毒、其它有機(jī)物去除及通過過濾器進(jìn)而去除水濁度、鐵、錳及其它的金屬含量使水質(zhì)得以改善，令水質(zhì)達(dá)到清澈潔凈。其原理在于經(jīng)過水箱自潔消毒器處理后，水中細(xì)菌和藻類的生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化，生存條件喪失而死亡。任何一種生物都有其特定的生存生物場(chǎng)。電荷在生物體內(nèi)的分布個(gè)運(yùn)動(dòng)，受到生物體外環(huán)境電場(chǎng)變化的影響，從而影響機(jī)體的生命運(yùn)動(dòng)。地球上的微生物一般只能適應(yīng)并生存于地球表面的電場(chǎng)強(qiáng)度（130V/m）中，改變電場(chǎng)強(qiáng)度，可改變或影響細(xì)菌和藻類的生物代謝，如基因表達(dá)程序、酶活性等，使細(xì)菌和藻類生存環(huán)境惡化，達(dá)到殺滅細(xì)菌和藻類的目的。
利用臭氧的強(qiáng)氧化性，可以將污水中的Fe2+、Mn2+等金屬離子氧化到較高或氧化態(tài)，再加堿形成更難溶的氫氧化物沉淀從水中除去。當(dāng)廢水中含有硫化物、亞硝酸鹽等有毒還原性無機(jī)物時(shí)，可以使用臭氧氧化的方法，將其氧化為CO2、N2O、SO42-、NO3-等無毒或毒性較小的物質(zhì)。
與有機(jī)物反應(yīng)時(shí)，臭氧的氧化作用可導(dǎo)致不飽和的有機(jī)分子的破裂而發(fā)生臭氧分解。即臭氧分子在極性有機(jī)分子原來的雙鍵位置上發(fā)生反應(yīng)，把其分子分裂為兩個(gè)羧酸類分子。臭氧化物的自發(fā)性分裂產(chǎn)生一個(gè)羧基化合物和帶有酸性和堿性基團(tuán)的兩性離子，后者是不穩(wěn)定的，可分解成酸和醛。因此，在廢水處理領(lǐng)域，已開始廣泛利用臭氧的這一性質(zhì)對(duì)一些難以生物降解的有機(jī)廢水進(jìn)行處理，作為二級(jí)生物處理的預(yù)處理。紫外/臭氧光化學(xué)系統(tǒng)能促進(jìn)臭氧分解產(chǎn)生氧化能力更強(qiáng)的?OH自由基，從而提高臭氧的氧化速率和效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物*的礦化處理。比如這樣的系統(tǒng)對(duì)含二甲苯廢水進(jìn)行處理時(shí)，可以將二甲苯*氧化成無毒的水及二氧化碳。
3、使用臭氧時(shí)的注意事項(xiàng)有哪些？
⑴臭氧是一種有毒體，對(duì)人體眼和呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激作用，正常大氣中的臭氧的體積比濃度是(1～4)×10-8m3/m3，當(dāng)空氣中臭氧體積比濃度達(dá)到(1～10)×10-6m3/m3時(shí)，就會(huì)使人出現(xiàn)頭痛等癥狀?！豆I(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1—2002規(guī)定車間空氣中O3的允許濃度為0.3mg/m3。
⑵臭氧極不穩(wěn)定，在常溫常壓下容易自行分解成為氧氣并放出熱量。在空氣中，臭氧的分解速度與溫度和其濃度有關(guān)，溫度越高，分解越快，濃度越高，分解越快。臭氧在水中的分解速度比在空氣中的分解速度要快得多，水中的羥離子對(duì)其分解有強(qiáng)烈的催化作用，所以pH值越高，臭氧分解越快。因此不能貯存和運(yùn)輸，必須在使用現(xiàn)場(chǎng)制備。
⑶臭氧具有強(qiáng)烈的腐蝕性，除鉑、金、銥、氟以外，臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素反應(yīng)。因此凡與其接觸的容器、管道、擴(kuò)散器均要采用不繡鋼、陶瓷、聚氯乙烯塑料等耐腐蝕材料或作防腐處理。
⑷臭氧在水中的溶解度只有10mg/L，因此通入污水中的臭氧往往不能被全部利用。為了提高臭氧的利用率，接觸反應(yīng)池建成水深5～6m的深水池，或建成封閉的多格串聯(lián)式接觸池，并設(shè)置管式或板式微孔擴(kuò)散器散布臭氧。
4、臭氧的制備方法有哪些？
臭氧的制備方法有化學(xué)法、電解法、紫外線法、輻照法和無聲放電法等。水處理中應(yīng)用的多是無聲放電法，其生產(chǎn)臭氧的原理是在兩平行高壓電極之間隔以一層介電體(又稱誘電體，通常是特種玻璃材料)并保持一定的放電間隙；通入15000～17500V高壓交流電后，在放電間隙形成均勻的藍(lán)紫色電暈放電，經(jīng)過凈化和干燥的空氣或氧氣通過放電間隙，氧分子受高能電子激發(fā)獲得能量，并相互發(fā)生碰撞聚合形成臭氧分子。生產(chǎn)1kg臭氧耗電約20～30kW。
臭氧由臭氧發(fā)生器制取，一般以空氣或氧氣為原料，空氣中含有的蒸氣和灰塵都會(huì)形成弧電損壞電極和降低臭氧產(chǎn)量，所以進(jìn)入臭氧發(fā)生器的空氣必須預(yù)先經(jīng)過凈化和干燥。利用氧氣作為制造臭氧的原料時(shí)，一般氧氣濃度在92%～99%臭氧產(chǎn)率，這可能是因?yàn)槠渲械碾s質(zhì)起到了催化劑的作用。利用氧氣為原料的臭氧發(fā)生器，國外單機(jī)發(fā)生量已可達(dá)250kg/h，這為大規(guī)模利用臭氧消毒打下了良好的基礎(chǔ)。
為了提高臭氧的溶水效果，一般使用水深較大（5～6m）的接觸池，而且應(yīng)使臭氧以微氣泡形式，在水中迅速混合和擴(kuò)散。常用臭氧加注方法有靜態(tài)混合器、文丘里管和微孔曝氣等形式，這一過程要在接觸池內(nèi)完成，接觸時(shí)間通常只要數(shù)分鐘，結(jié)合不同的水質(zhì)，臭氧的投加量一般為1～5mg/L之間。為此，臭氧氧化工藝主要包括空氣凈化干燥裝置、臭氧發(fā)生器以及水-臭氧的接觸池。
目前，臭氧應(yīng)用按用途分為水質(zhì)處理、空氣凈化、環(huán)境凈化、臭氧固化應(yīng)用、食品加工保鮮和醫(yī)療保健等領(lǐng)域，各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究與設(shè)備開發(fā)都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。臭氧從發(fā)現(xiàn)至今已有一百多年歷史，因其廣譜滅菌、長(zhǎng)效抑菌、應(yīng)用廣泛在各領(lǐng)域應(yīng)用有無限延展。隨著行業(yè)技術(shù)的不斷提高，臭氧應(yīng)用必將為人類社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn)。 臭氧的“世界”很精彩，更多的知識(shí)等你去探尋。
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