臭氧自1876年被發(fā)現(xiàn)具有很強(qiáng)的氧化性之后，就得到了廣泛的研究和應(yīng)用，尤其是在工業(yè)污水處理領(lǐng)域。發(fā)展到今天臭氧預(yù)氧化用于工業(yè)污水處理過(guò)程已是比較成熟的技術(shù)，但在使用過(guò)程中仍存在很多問(wèn)題，且單獨(dú)氧化處理效果不是十分理想，仍需同其它工藝進(jìn)行結(jié)合，以體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。

通常臭氧作用于水中污染物有兩種途徑，一種是直接氧化，即臭氧分子和水中的污染物直接作用。這個(gè)過(guò)程臭氧能氧化水中的一些大分子天然有機(jī)物，如腐殖酸、富里酸等;同時(shí)也能氧化一些揮發(fā)性有機(jī)污染物和一些無(wú)機(jī)污染物，如鐵、錳離子。直接氧化通常具有一定選擇性，即臭氧分子只能和水中含有不飽和鍵的有機(jī)污染物或金屬離子作用。另一種途徑是間接氧化，臭氧部分分解產(chǎn)生羥基自由基和水中有機(jī)物作用，間接氧化具有非選擇性，能夠和多種污染物反應(yīng)。

臭氧的強(qiáng)氧化性決定其與水中的污染物作用后可獲得不同的處理效果，因此使用臭氧預(yù)氧化的目的依水質(zhì)而異，也與使用情況有關(guān)。研究表明，臭氧預(yù)氧化對(duì)水質(zhì)的綜合作用結(jié)果取決于臭氧投量、氧化條件、原水的pH值和堿度以及水中共存有機(jī)物與無(wú)機(jī)物種類(lèi)和濃度等一系列影響因素。

首先，臭氧預(yù)氧化可破壞水中有機(jī)物的不飽和鍵，使有機(jī)物的分子量降低，可溶解性有機(jī)物DOC的濃度升高，具體表現(xiàn)為AOC和BDOC的濃度升高，從而提高有機(jī)物的可生化性，但Ames實(shí)驗(yàn)表明部分氧化中間產(chǎn)物具有一定的致突變活性，需要提高臭氧投量來(lái)降低這些產(chǎn)物的毒性活性，此外臭氧也會(huì)將氨氧化成硝酸鹽，但中性條件下氧化速度極慢，控制溶液的pH值可以提高反應(yīng)速度。

其次，對(duì)于具有較高硬度和較低TOC的原水，通常在TOC含量為2.5mg/L左右、硬度與TOC比值大于250mg/LCaCO₃/mgTOC時(shí)、低的臭氧投量(0.5～1.5mg/L)等條件下可起到助凝作用，提高混凝效果，但由于臭氧預(yù)氧化會(huì)提高水中有機(jī)酸的濃度，而部分有機(jī)酸會(huì)與混凝劑中的鐵、鋁離子絡(luò)合，從而使得濾后水中鐵或鋁的總濃度升高，故需對(duì)其采取一定措施進(jìn)行處理，以達(dá)到國(guó)家制定的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);此外，臭氧氧化能夠滅活水中的一些致病微生物，如細(xì)菌、病毒、孢子等，也能夠強(qiáng)化去除藻類(lèi)物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物，進(jìn)一步提高常規(guī)給工業(yè)污水處理的除藻效果，并且還可去除水中含有不飽和鍵的嗅味物質(zhì)。

再者，對(duì)于氯化消毒副產(chǎn)物前質(zhì)，臭氧預(yù)氧化可對(duì)其進(jìn)行一定程度的破壞，或使之轉(zhuǎn)化成副產(chǎn)物生成勢(shì)相對(duì)較低的中間產(chǎn)物，但不可避免地也會(huì)升高一些其它物質(zhì)的副產(chǎn)物生成勢(shì)，同時(shí)產(chǎn)生一些臭氧副產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)水中溴離子濃度高時(shí)，采用臭氧預(yù)氧化工藝的水廠(chǎng)出水溴酸鹽濃度普遍升高，臭氧氧化可將原水中的溴離子氧化成溴酸鹽和次溴酸鹽，溴酸鹽本身具有致癌作用，而次溴酸鹽與氯化消毒副產(chǎn)物前質(zhì)作用，會(huì)生成毒性更強(qiáng)的溴代三氯甲烷，對(duì)人類(lèi)造成更大的威脅。

單純使用臭氧氧化，出水水質(zhì)并不十分理想，特別是對(duì)于氨氮的去除以及出水生物穩(wěn)定性控制等，因此必須將臭氧預(yù)氧化與其它工業(yè)污水處理工藝結(jié)合起來(lái)，如濾后采用活性炭吸附，或發(fā)展臭氧預(yù)氧化與生物活性炭聯(lián)用技術(shù)，以進(jìn)一步強(qiáng)化處理效果。

雖然臭氧具有比較強(qiáng)的氧化性，但是其設(shè)備投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，臭氧仍是一種昂貴的工業(yè)污水處理技術(shù)。我國(guó)關(guān)于臭氧預(yù)氧化方面已經(jīng)進(jìn)行了20多年的研究工作，但目前此工藝在水廠(chǎng)中的應(yīng)用仍十分有限。結(jié)合我國(guó)水源污染狀況，研究經(jīng)濟(jì)有效可行的除污染技術(shù)是十分必要的。

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