l空气中臭氧最大允许浓度：8小时工作日应小于 200 ug/m3 (约0.1ppm)，240 ug/m3鼻子最低有毒水平。 l不稳定气体：接触热、光、有机物、水灯容易 分解成氧，室温空气中半衰期为20~50分钟
水溶液中的氧化还原电位：
O3 (gas) + 2H+ + 2e == O2(gas) + H2O • 各种氧化剂的氧化还原电位( eV ) F2 3.1 OH· O · O3 2.8 2.4 2.1 H2 O2 1.8 HClO 1.5
3.臭氧与有机物反应的难易程度 氧化顺序为： 链烯烃＞胺＞酚＞多环芳烃＞醇＞醛＞链烷烃
4.臭氧水处理过程中的物理化学原理
气液两项反应，一般包括以下过程：


气相中臭氧向液相的传递 挥发性污染物从液相向气象的逸出 液相中臭氧与污染物的直接氧化反应
液相中臭氧分解产生的各类自由基参与的间接氧 化反应 污染物的去除是吹脱、直接氧化反应、间接氧 化反应共同作用的结果。
BrO + O2
IO + O2 (6b)
-
(6a)
+ O3
3）臭氧加成反应
O O R C=C R R' R' O O R R' C=C O O R R' R R' C O O + R R C O
+ H2O O OH C OH R' R
R'
OH +
O R C OH R R'
C O +
H2O2
2. 臭氧分子的间接反应
化学方法
化学氧化 （臭氧化、光化学氧化、声化学氧化
、高锰酸钾）、加氯消毒、紫外消毒
絮凝剂絮凝、电絮凝、离子交换
废水调节、均化（均衡）调节池、 混合池、
中和池
自然生物处理：
生物处理方法
生化处理方法：
（包括二次沉淀池） 悬浮生长型生物法 （如活性污泥） 厌氧的 好氧的
生物塘处理
氧化塘 兼性塘 厌氧塘 稳定塘
注：表中的溶解度不是一下子就能达到的, 是不断投加才能达到
的最大浓度(注意:是当水中无其它物质时)
•水中臭氧的分解:
臭氧在水中存在的时间与水温及酸碱度有关
不同水中投加臭氧的半衰期随pH的变化
在纯水中: 10-20分钟
在自来水中: 10-20秒钟
污水中: 1/10秒
3.臭氧氧化原理
（1）. 臭氧分子的直接反应
水处理新技术
请保护水源，节约用水！
绪论
问题： 1、典型的城市污水处理工艺流程 2、传统的自来水厂工艺流程 一、污废水处理方法进展 1.传统的处理方法
分离技术
生物处理方法
化学方法
分离技术
筛网： 格栅、筛滤 重力分离法及过滤法： 沉淀（沉砂池，沉淀池） 气浮、 过滤 膜分离（微滤、超滤、反渗透） 吸附分离（活性炭吸附、沸石） 萃取分离
污染物 +HO
●
产物或中间产物
臭氧在水中发生反应：
O3
O+H2O
O+O2
2HO·
在碱性介质中，臭氧可与OH-发生反应，产生自由基 的速度很快 O3+OHO3+ H2O· 2 H2O· H2O· +O2HO· +2O2 O3+ H2O

HO· 比O3有更强的氧化性，能使有机物发生反应 HO· +RH R· +H2O R· +O2+RH ROOH+ R · ROOH+ HO· CO2+H2O+其它氧 化产物
一、臭氧化技术原理
1.臭氧分子的结构
分子呈三角形，键角116.8O，键长127.8pm，分子中每 个原子都以SP2杂化形态组合，在分子中有一个离域 键，中心氧原子与其他两个原子的距离相等。
2.臭氧的基本性质
l 分子量：48.0 熔点：-193℃
l在空气中的瞬时嗅觉阈值约40，但在几分钟内就适应
故臭氧水处理的效果由以下因素决定：待处理水的水 质，污染物的挥发性，水中臭氧浓度的大小，气液相的传 质效果。
二. 臭氧化技术的应用
1.臭氧化处理的主要效果
l 氧化
Mn(II), Fe(II), … (存在于还原性地下水中)
酚、氯酚、苯胺、烯烃等有机物
氰化物、溴离子 形成色度和味的物质，降低BOD、COD。 l 提高溶解性有机物在随后的微生物过程中的生物降解性 l 提高随后的沉淀、絮凝—过滤和气浮过程的效果 l 消毒、除藻。 l 消除表面活性剂泡沫
污染物 +O3 1）电子转移反应 产物或中间产物 （ O3是亲电试剂）
O2 + O3
HO2 + O3
-
-
O2
HO2.
+ O3
+ O3
(1)
(2)
2）氧原子转移反应
OH
-
+ O3
HO2
+ O2
(3)
Fe
2+
-
+ O3
FeO + O2
NO3
2+
(4)
+ O2 (5)
NO2 + O3
Br
I
-
-
+ O3
-
臭氧在水中 的浓度mg/l
5℃ 温 度 25℃ 30℃
0.14 0.07 0.04 0.03
1.4 0.74 0.35 0.27
14 7.4 3.5 2.7
21 11.1 5.3 4.0
28 14.8 7.0 5.4
42 22.2 10.6 8.1
20℃、1atm时，12mgO3/L载气等于O3重量比1.0%
传统给水处理工艺
混凝 沉淀 过滤 消毒
水源水污染状况：氨氮、有机物、重金属 生活饮用水卫生标准提高 科技、经济的发展
微污染水源水处理工艺
活性炭——生物活性炭 臭氧——活性炭
生物预处理
高锰酸钾氧化
光化学氧化
超声波—紫外线联用法 膜滤
第二讲 臭氧化技术
高级氧化技术（Advanced Oxidation ）：利用OH•等自由基氧 化分解水中的有机污染物的新型 氧化 技术。该类氧 化过程称为高级氧化过程 (Advanced Oxidation Process, AOP) 类别：臭氧化、光化学氧化、声化学氧化、高铁氧化、 Fenton氧化、超临界水氧化等 特点：速度快，范围广，条件温和
2.07eV
Cl2 ClO2 1.4 1.3
O2 1.2
• 臭氧在生物氧化灭菌的过程中多余的氧原子会 自行 重新结合成氧分子，不存在任何有毒残留物，故称
无污染消毒剂。
• 臭氧在水中的溶解度
[O3 ] (gas) =K h . [O3 ] (water)
[O3 ] 气 /[O3 ] 水=2/1
[O3 ] (gas)
废水养殖
土地处理系统 慢速灌溉 快速渗滤 地面漫流

固着生长型生物法 （如生物膜法） 厌氧的 好氧的
2.污废水处理方法的进展
人工湿地
强化Байду номын сангаас物处理
投加工程菌剂
补充N、P、K等营养元素或微量元素
投加共降解质
物理措施强化生物处理
低强度的超声波强化生物处理过程
磁场强化生物处理过程
二、微污染水源水净化研究进展