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關鍵詞:臭氧;氧化法技術;廢水處理;運用
一、臭氧氧化法技術
臭氧氧化法技術,就是通過臭氧氧化與各種水處理技術組合,形成氧化性更強、反應選擇性較低的羥基自由基的氧化技術。它可以產生非常活躍的羥基自由基OH并誘發鏈式反應:由于具有很高的氧化還原電位。羥基自由基無選擇性地與水中有機污染物作用,將其礦化:它可與大多數有機物反應,反應條件要求不高,一般在常溫常壓下即可進行。在以提高OH生成量和生成速度為主要研究內容的方法的基礎上,臭氧高級氧化技術得到了長足的發展,如紫外催化臭氧化、堿催化臭氧化和多相催化臭氧化等。
1.紫外催化臭氧法
用03/uv水處理法始于70年代,主要針對有毒有害且無法生物降解的有機污染物的處理。80年代以來,研究范圍擴大到飲用水的深度處理。03/UV法的氧化能力和反應速度都遠遠超過單獨使用uV或臭氧所能達到的效果。
目前對03/uv氧化機理有很多研究,一般認為03/uv中的氧化反應為自由基型反應即液相臭氧在紫外光輻射下會分解產生oH?自由基。在不同pH值條件下,用03/uv、O3、uv分別氧化酚類化合物。結果表明:在酸性條件下,臭氧是主要的氧化劑,中性及堿性時氧化是按自sh基反應模式進行,酚及T0c的去除率隨DH值升高而升高。研究表明,自來水中苯、甲苯、乙苯在用0duv氧化lh后濃度均降至檢測限以下.三氯甲烷、四氯化碳經2h處理后去除率達90%以上,自來水中169種有機物經2h處理后去除率達65%以上,致突變實驗證明水質由強陽性轉為偏陰性。雖然Ocuv水處理法的建設投資大、運行費用高,但其在飲用水深度處理和難降解有機廢水的處理中具有良好的應用前景。
2.活性炭/臭氧
臭氧/活性炭協同降解有機污染物處理技術近年得到了長足的發展?;钚蕴吭诜磻校扇缤瑝A性溶液中的OH一作用一樣,能引發臭氧鏈反應。加上臭氧分解生成0H?等自由基作為催化劑.活性炭與臭氧共同作用降解微量有機污染物的反應同其他涉及臭氧生成的0H?反應一樣.屬于高級技術。此外,活性炭具有巨大表面積及方便實用的特點,是一種很有實際應用潛力的催化劑。采用臭氧,活性炭,活性炭一臭氧法對染色殘液進行脫色試驗,研究了溫度和DH等因素對脫色效果的影響。結果發現:臭氧很短時問即可使弱酸性染料染色殘液脫色率達100%:活性炭一臭氧方法有助于提高COD去除率,可達92%,對色度的去除率也接近100%:此外,活性炭一臭氧還可以提高臭氧的利用率。關于活性炭對臭氧氧化的影響機理,葡萄牙研究人員研究表明:處理CI Acid Blue一113.C1 Reactive Red一241和Cl Basic Red一14這3種不同的染料.用活性炭處理不能有效的去除色度,而用臭氧處理能快速去除色度,但是TOC去除率不是很理想用活性炭和臭氧聯合處理時不但能提高色度去除,而且也增加了T0C的去除率。由此可以得出活性炭與臭氧具有協同效應,活性炭在這里既是吸附劑也是臭氧反應的催化劑同時研究人員比較了處理過的酸性活性炭與堿性活性炭,研究顯示堿性活性炭對TOC的去除更加有效。
3.超聲/臭氧法
超聲波能有效地降解廢水中的難降解有機污染物,將超聲波與臭氧進行聯合使用,可以提高降解有機物的效率,降低運行成本。
早在1976年,DAHI就已經發現超聲波能夠強化03處理廢水過程,他利用20 kHz超聲波強化03氧化處理生物污水處理廠的出水時發現,這種技術可減少50%的03投加量。使用03超聲波聯合處理含酚廢水,研究表明,超聲輻射在臭氧氧化過程起加速反應作用。效果明顯好于超聲或臭氧單獨使用時的效果,而且隨著超聲功率的增大.,加速反應的能力增強,隨著臭氧通入量的增大,酚去除率不斷增大。另外,超聲/臭氧處理酚廢水的降解規律符合假一級反應。
4.臭氧催化金屬氧化法
金屬催化臭氧化技術是近年發展起來的一種新型的在常溫常壓下將那些難以用臭氧單獨氧化或降解的有機物氧化的方法。金屬氧化法是以固狀的金屬(金屬鹽及其氧化物)為催化劑,加強臭氧氧化反應,是近幾年來新起的技術。該技術的目的就是促進03的分解.以產生自由基等活性中間體來強化臭氧化。其關鍵是高效的金屬催化劑的制作與篩選,目前已研究和篩選出的有銅錳鋅鈣類的催化劑。催化臭氧氧化去除水中的酚氯乙酸的研究,結果表明l00mg/L的含酚廢水,在臭氧氧化空氣流量0.05 m3/h.03濃度3.46―8mg/L。pH為6.5~8時30min去除率即達99%,比單純臭氧氧化法脫酚率提高30%,100mg/L的氯乙酸廢水在臭氧氧化空氣流量為0.05m3/h,03濃度為6.62mg/L時pH=3.8,30minC0D去除率即達75%以上。
二、在工業廢水處理中的應用
由于工業廢水的成分復雜和處理困難,所以近年來。臭氧聯合技術在工業廢水的處理中應用廣泛。對于可生化性較差的化工廢水、高度變污醫療廢水等,采用臭氧預氧化處理,能夠較好地改善廢水的可生化性.為后續生物處理創造條件。
1.對醫藥廢水的處理。大多醫藥廢水COD較高、可生化性差,單純靠物理化學方法處理成本高不經濟.普通的生化處理又根本行不通.所以可以先用臭氧預處理,主要是為了提高廢水的可生化性,為后續生物處理降低難度,同時降低C0D。某醫藥化工廠排放
的醫藥廢水通過臭氧/uASB/接觸氧化聯合作用,廢水原水質:COD為14000~l 5000mg/L,BOD5檢測不到,經過min臭氧氧化,C0D去除率達40%左右。經預處理后廢水的P(BOD5)/p(COD)≥0.3,可生化性得到明顯改善。
2.對印染廢水的處理。印染廢水對環境的污染很嚴重,其水量大、水質波動大、污染物成分復雜且含量高,色度、化學需氧量(COD)和生化需氧量(BOD5)均較高,是國內外難處理的工業廢水之一。研究表明03在紫外線(UV)作用下,轉化為OH.等強氧化性物質,與有機物反應,使染料的發色基團中的不飽和鏈斷裂,生成相對分子質量小、無色的有機酸、醛等.達到脫色和降解有機物的目的。利用03/uv氧化與常規生化組合,先利用生化法將可生化有機物大部分去除,剩余不可生化污染物用03/uv氧化,以降低臭氧的消耗及處理成本.提高出水水質。通過該處理的出水可達到《GB4287―1992紡織染整工業水污染物排放標準》的一級排放要求。
3.對含酚廢水的處理。含酚廢水是比較普遍且危害性很嚴重的工業廢水之一,酚是一種公認的致癌、致畸、致變的“三致”物質.處理工業含酚廢水已是工業廢水方面急待解決的問題之一。研究表明,對于含酚量為227mg/L,pH值為7.13~7.16.水溫為13-40℃的焦化廠廢水.經過臭氧氧化處理后,水中的含酚量降低了98%。
4.對垃圾滲濾液的處理。垃圾滲濾液是一種污染性極強的高污染物含量有機廢水.其中有機污染物高達77種,其中促癌物、輔致癌物5種,被列入我國環境優先控制污染物“黑名單”并且垃圾滲濾液對周邊環境、填埋場土層及地下水都會造成極大的污染。采用生物一臭氧氧化技術對垃圾滲濾液進行處理研究,實驗表明,經臭氧氧化后,可以有效降低垃圾滲濾液生物處理出水的COD值:垃圾滲濾液生物處理出水臭氧氧化后.其生物降解性隨氧化時間的增加存在極值,p(BOD5)/p(COD)在0-128上下波動,為可降解廢水:結合處理的經濟性可以采用生物一臭氧一生物的聯合技術處理垃圾滲濾液
三、臭氧技術的發展現狀及趨勢
1.隨著臭氧技術在水處理方面的廣泛應用,人們認識到,臭氧技術的關鍵在于它與水中污染物的反應機理,這方面目前尚未有明確的定論,仍在進一步研究當中。
2.臭氧的產生效率與電源的頻率呈正向增長關系,提高臭氧發生電源頻率一直是研究的重要方向。目前國際標準型臭氧發生器產品,電源頻率最高為20kHz左右。
3.臭氧發生器電介體材料一直使用玻璃,由于耐電壓、介電常數s與介質損耗系數等性能限制,臭氧產率、含量提高不大。近年來由于精密陶瓷、搪瓷等材料的發展,以及金屬管外噴涂等特殊工藝的發展,已全面提高了臭氧放電的技術指標,使單機產量超過100kg成為事實。
4.由于臭氧的強氧化性、強腐蝕性及有毒性,所以處理工藝元件的材料必須用高耐腐蝕抗氧化材料.使得臭氧處理成本增高.不利于臭氧技術的廣泛推廣.因此如何降低臭氧處理技術的成本成為目前臭氧技術研究的主要工作之一。
5.目前臭氧發生器的發展趨勢是體積越來越小,能耗越來越低.電能轉化率和產率越來越高,其控制的自動化程度也越來越高,臭氧應用越來越廣,加快了產業的發展。
參考文獻:
面肌抽搐又稱面肌痙攣、面肌陣攣或顏面部痙攣。本病病因尚不明確,故稱原發性面肌抽搐,多為面神經通路上受到病理性刺激所產生。面肌痙攣者表現為半側面肌的不自主抽搐,多起病緩慢,常從眼輪匝肌內間歇性抽搐開始,隨后波及口輪匝肌,甚至一側面部,嚴重者可累及同側的頸闊肌。可因疲勞、精神緊張、自主運動而加劇,但不能自行控制?;颊咴诎察o時癥狀減輕,入睡后消失。繼發性面肌抽搐可由于顱內病變如腫瘤、炎癥、外傷所致,個別癲癇病患者發作時也可出現面肌抽搐。臨床上應注意區別,對繼發性病變應注意原發病的治療。
中醫辨證論治
本病屬中醫學的“筋惕肉抽”的范疇。外感風寒,風陽上擾,氣機阻滯,氣滯血淤,風陽挾痰上擾為本病的主要病理機制。臨床分型如下:
風寒滯留型:發于單側面部的發作性抽搐,開始由下瞼抽動,逐漸波及嘴角,每次發作時間1分鐘〜10分鐘不等,每日發作十至幾十次不等,常因陰雨天氣而加重,發作時間較久時,病側的面部拘緊,患側眼裂變小。面部肌肉萎縮,舌質淡紅,苔薄白,脈緩或沉細。
治則:溫散寒邪,舒筋解痙。
脾胃虛弱型:發于單側面部的發作性抽搐,面色不華,氣短乏力,納呆神疲。開始發病時下瞼抽動,逐漸波及患側面部肌肉,尤其在情緒激動或疲勞時,抽搐更甚,睡眠后停止。每次發作1分鐘〜10分鐘不等,每日發作數十次不等,情緒好、睡眠好時可數天不發病。舌質淡、苔薄白、脈細弱。
治則:活血健脾,通調面絡。
陰虛陽亢型:發于單側面部的發作性抽搐,素有頭暈、失眠、多夢易醒、耳鳴、腰膝酸軟、頭痛口苦、急躁易怒、耳后疼痛,開始發病即出現眼角部及口角部抽搐,隨即發展到患側面部其他肌肉,開始每日發作數次或有時不發,隨著病情加重發作次數逐漸增多,情緒不穩時加重。舌質紅,苔薄黃少津,脈弦細數。
治則:平肝息風,舒筋鎮痛。
養生與食療
本病最忌精神緊張,患者千萬勿操心、性急,盡量減少心理壓力。多休息,改變急功近利的心態。飲食以清淡且富含高維生素、高蛋白、高纖維素的食物為主,戒煙酒為宜,更應少參加聚會。
防風枸杞粥:防風20克,枸杞30克,小米100克。防風用紗布包好,與枸杞和小米同煮粥。適用于風寒滯留型面肌抽搐者。
抽樣取證的取證方式能降低執法成本,提高行政效率。大多數稅務案件中,涉及的書證數量非常之多,例如有些追繳印花稅的案件,涉稅購銷合同成千上萬,而對稅案有影響的只是合同性質、金額、日期,如果將所有合同都取證,工作量非常大,且沒有必要,而采用抽樣取證的方式收集證據,既能節省取證的人力物力,及時結案,同時又有利于后續案件檔案的管理,降低執法成本,提高行政效率。另外,抽樣取證的取證方式還能減少執法風險,提高案件質量。有些全部取證的案件,由于證據數量眾多,稅務人員專注于取證要證明的問題,沒有留意到“拔出蘿卜帶出泥”,證據資料還有其他可疑的涉稅問題,若沒有對這些可疑問題進行相應的處理,可能會帶來執法風險,而采取抽樣取證則可以技巧性地避開這些問題。
(二)當前抽樣取證存在的問題
我國沒有統一的行政執法程序法律,《行政處罰法》僅規定行政機關可以采取抽樣取證的方法,但對抽樣取證并沒有更具體的規定,目前稅務執法領域也尚未有規定“抽樣取證”具體程序的法律、法規或規章,只有某些地方稅務局的內部工作規范中涉及到“抽樣取證”,如江蘇省地方稅務局《稅務行政執法證據采集規范》[iii]。理論界對“抽樣取證”具體程序的探討也很少,稅務工作中基本由執法人員個人把握什么情況下可以抽樣取證、怎樣抽樣取證。筆者認為,目前抽樣取證主要存在如下問題。
1、抽樣取證標準不統一
由于抽樣取證適用沒有具體標準,不同執法人員有不同的抽樣取證方式。抽樣取證比較隨意,抽樣的證據不具代表性。例如有些稅務案件,抽樣取證收入原始憑證時,由于憑證數量眾多,于是在抽樣取證基礎上再次抽樣取證,導致抽樣證據與被抽樣證據不能相互印證,不能反映整個會計做賬流程,抽樣的證據失去了代表性,達不到“以一部分反映總體,從而來確定總體情況性質”目的。
2、抽樣取證的程序不規范
在稅務執法中,執法人員進行抽樣取證時程序不規范,不嚴謹,收集的證據效力不強。例如在采取抽樣取證時,執法人員未要求證據持有人對抽樣取證程序進行認可,僅憑執法人員自行抽樣的證據資料就認定全部案件事實,證據效力不強,認定事實很容易被新的證據,從而帶來執法風險。
關鍵詞:政府消費支出;PPS抽樣;簡單隨機抽樣
中圖分類號:F12文獻標識碼:A
一、引言
國民經濟核算中,政府消費是指政府部門為全社會提供公共服務的消費支出和免費或以較低價格向用戶提供的貨物和服務的凈支出。政府消費與居民消費一起構成總消費,是一國最終需求的重要組成部分,增加政府消費支出是擴大內需的重要手段。中國經濟發展存在嚴重的內需不足問題,必須把立足點放到依靠內需上來。政府首先應加大自身消費支出。政府加大對“三農”的支持力度、增加農村基礎設施建設投資;完善社會保障體系;增加公共教育投入;增加城鄉居民收入,提高其消費能力;培育成熟的消費環境等,這不僅是滿足政府支出的需要,也是對于現實經濟運行格局的一種強烈的支持保證。當社會個人與家庭的消費相對不足而沒有集中起足夠消費力量的格局下,關注政府消費支出,由政府等宏觀管理部門主動地、適度地放松對消費支出的限制,是必需的政策選擇。
在我國國民經濟核算體系中,涉及政府消費核算的主要有三處:一是支出法國內生產總值核算;二是資金流量表實物交易部分;三是收入分配及支出賬戶。對我國政府消費支出的估計方法進行研究,可以為宏觀經濟政策的選擇提供一些參考。本文通過對我國31個省、市、自治區的不等概率抽樣和簡單隨機抽樣,分別抽取15個、10個省市作為研究樣本進行實證分析,同時對兩種方法進行比較分析。
二、PPS抽樣表述
(一)PPS抽樣的基本內涵。不等概率抽樣是指在抽取樣本前給總體的每一個單元賦予一定的被抽中概率。不等概率抽樣分為有放回與不放回兩種情況。在有放回的不等概率抽樣中,最常用的是按總體單元的規模大小來確定抽選的概率。設總體中第i個單元的規模度量為Mi,總體的總規模度量為M=M,則該單元的抽選概率為Z=,這種不等概率抽樣稱作按與規模大小成比例的抽樣,簡稱PPS抽樣。
(二)PPS抽樣實施方法。PPS抽樣方法有:累積總和法、拉希里方法、規模累積等距抽選的方法、分裂法等,本文主要采用規模累積等距抽選的方法。
規模累積等距抽選方法的表述:設總體單元數為N,其規模度量分別為M1,M2,…,MN,將規模度量按代碼法進行累積,直至M=M。若抽取樣本容量為n,則先求等距抽樣的間隔K=,然后在1~K之間隨機等概率抽取一個數,假設為r,則r所在的單元代碼區間相應的單元即為被抽中的單元。以后每隔K個度量值,即r+K,r+2K,r+3K,…,r+(n-1)K等數字所在的單元代碼區間的相應單元,即為被抽中的單元。
三、PPS抽樣實證分析
選取我國31個省、市、自治區、直轄市2007年政府消費支出額數據。
(一)總體總量的估計
1、以2007年政府消費支出額作為規模Mi,并進行累計,得表1。(表1)
將M0=M=3824111除以樣本量n=15,得抽樣間隔K==254940.73。在1~K之間抽一隨機數,假設R=175745,處于北京的代碼范圍,因此北京作為抽中的樣本。其余樣本代碼為:175745+254940.73=430685.73,430685.73+254940.73=685626.46,940567.19,1195507.92,
1450448.65,1705389.38,1960330.11,2215270.84,2470211.57,2725152.3,2980093.03,3235033.76,3489974.49,3744915.22,分別是:河北、遼寧、黑龍江、江蘇、安徽、江西、山東、河南、湖南、廣東、海南、貴州、新疆。
2、這15個省市的被抽選概率為Zi=,分別為:北京0.0534,河北0.0514,遼寧0.0303,黑龍江0.0321,江蘇0.0912,浙江0.0613,安徽0.0197,江西0.0195,山東0.0967,河南0.0526,湖南0.0359,廣東0.0861,海南0.0049,貴州0.0137,新疆0.0240,用這15個樣本省市來估計2008年的政府消費支出,采用漢森-赫維茨估計量,得:
==×(++…+)=4505720.155
故,估計推斷這31個省市的政府消費支出額為4505720.155百萬元。
3、抽樣的方差:
()=-
=[(4955307.048-4505720.155)2+
(4268315.491-505720.155)2+…+(4481807.397
-450720.155)2]=5597070249.9182
4、置信度為95%的置信區間為:
±Z,即:
4505720.155±2
=4505720.155±149627.1399
即:4356093.015~4655347.295。2008年這31個省市的實際政府消費支出為4564495百萬元,位于置信區間之內。
(二)總體均值的估計
1、==×4505720.155≈145345.8115(百萬元)
2、方差的估計式:
()=-=×5597070249.9182≈5824214.6201
所以,總體均值的抽樣標準誤為:
=2413.3410
3、置信度為95%的置信區間為:
±Z即:
145345.8115±2×2413.3410
即:140519.1295~150172.4935。2008年平均每個省市的實際政府消費支出為147241.7742百萬元,位于置信區間之內。
四、簡單隨機抽樣實證分析
簡單隨機抽樣又稱純隨機抽樣:設有限總體總有N個單元,從中抽取容量為n個單元的樣本,使得每一個可能的樣本都有相同的概率被抽中。具體應用到本文中的政府消費支出,把這31個省市按1~31排列,在EXCEL中生成一組n=10的隨機數:15、30、4、10、8、27、16、9、12、21。即被抽選的省市為:山東、寧夏、山西、江蘇、黑龍江、陜西、河南、上海、安徽、海南。
(一)總體均值的估計
1、==y=×(448602+19400+…+22631)=174053.9
即2008年平均每個省市的政府消費支出為174053.9百萬元。
2、抽樣方差
()=s=(1-)(y-)=×(1-)××217461902374.9=1636810017.88
抽樣標準誤:=40457.5088
(二)總體總量的估計
=N=31×174053.9=5395670.9
()=N(y)
=31×163680017.88
=1572974427178.44
=
=1254182.7726
五、結論
通過對全國各地區政府消費支出的PPS抽樣估計,2008年全國各地區政府消費支出位于置信區間之內,并且通過PPS抽樣和簡單隨機抽樣的實證分析對比,我們可以很明顯的看出,不論是總量估計還是均值估計,PPS抽樣的方差都要小于簡單隨機抽樣的方差,PPS抽樣要明顯優于簡單隨機抽樣。由此可見,不等概率抽樣雖然在實施方面較簡單隨機抽樣復雜,但是對差異總體較大的總體單元進行抽樣估計會更為精確有效。
(作者單位:西北師范大學經濟管理學院)
主要參考文獻:
[1]倪佳勛.抽樣調查[M].廣西師范大學出版社,2002.
[2]金勇進,蔣妍,李序穎.抽樣技術[M].中國人民大學出版社,2002.
[3]陳彩虹.政府消費支出與擴大內需[J].財政研究,1999.8.
[4]顧莉潔.不等概率抽樣中若干方法的比較[D].蘇州大學,2003.
關鍵詞:水污染,臭氧,有機物,副產物,氧化
中圖分類號:U664.9+2 文獻標識碼:A 文章編號:
1 污水臭氧處理工藝的應用
水是自然界的基本要素,是人類和生物賴以生存的基本條件。是一切細胞和生命組織的重要成分,是構成自然界一切生命的重要物質基礎。水資源是可再生資源,但不是取之不盡的。水覆蓋著7l%的地球表面,但是在13億立方千米的水資源中,淡水只有3000萬立方千米,而且其中88%呈固態(冰帽和冰川),在12%的淡水中多數是地下水,人類能直接利用的水資源僅是只占全球總儲水量中2.53%的淡水中的0.34%的江河湖泊及淺層地下水。
我國的水資源分布具有地區、進程上的不均勻性,是水資源相對較少的國家。平均年降水深633毫米(全球800毫米,亞洲740毫米),多年平均年河川徑流總量26600多億立方,占世界第五位。人均占有水量只相當于世界人均占有河川年徑流量的1/4。
1840年法國科學家Schonbein在電解稀硫酸時,發現有一種特殊臭味的氣體釋出,因此將它命名為OZONE(臭氧O3)。自此以后,歐洲的科學家率先開始研究臭氧的特性和功用,發現廣譜的滅菌效果后,開始工業生產應用。已經證明,臭氧可用于水中污染物的氧化與分解;脫色、除嗅、殺菌、滅藻、病毒滅活;除鐵、除錳、除硫化物、除酚、除氰、除農藥、除石油制品、除水中致癌物質及表面活性物質;降低水中的BOD、COD等等,都具有特殊的處理效果[1,2]。美國七十年代初開始利用臭氧處理生活污水,主要是為了滅菌消毒、去除污染物、脫色等達到排放標準。日本則在缺水地區將污水用臭氧處理后作為中水使用。美、日、德、法等國家近年來都建立了大規模的臭氧污水處理廠。
2 臭氧在污水處理中的功效分析
臭氧是一種有特殊腥味的氣體,比重比空氣大;常溫常壓下,較低濃度的臭氧是無色氣體,當濃度達到15%時,呈現出淡藍色;化學式O3,比氧分子多了一個活潑的氧原子,因而決定了臭氧具有較強的殺菌能力及其他功能。
2.1 臭氧的殺菌、消毒作用
臭氧的殺菌機理在于它能夠影響到生物細胞中物質的交換。它對于使人和動物致病的病菌、病毒和微生物有很強的殺滅作用。臭氧能穿透細菌細胞壁,破壞細胞器,分解葡萄糖氧化酶、DNA、RNA等物質,阻斷細菌新陳代謝和繁殖。0.3 mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘,大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺滅率達100%,臭氧的殺菌力是氯氣的3 000倍。臭氧能破壞分解病毒的核心和衣殼,影響DNA或RNA復制,從而殺滅病毒或抑制病毒的繁殖。在20℃水中,臭氧濃度為0.13 mg/L時可以100%的迅速滅活脊髓灰質炎病毒I型。一般消毒劑的殺菌消毒功能是進行性、積累性的,而臭氧是急速的,一旦臭氧水濃度達到某閾值,其消毒殺菌作用瞬時完成。
經比較臭氧、二氧化氯、氯對凈化水中的微小隱孢子蟲卵囊的滅活作用試驗證明,1ppm的臭氧作用5分鐘可滅活90%的卵囊,1.3ppm的二氧化氯則需1小時,80 ppm的氯則需作用1.5小時才能達到同樣效果。
2.2 改善感官指標
污水處理流程中,其必要的單元處理過程除水的消毒之外,就是水的脫色。臭氧化法不需要向水中投加其它化學藥劑。臭氧的強氧化能力可使水得到深度脫色處理。水的色度主要由溶解性有機物、懸浮膠體、鐵錳和顆粒物引起。其中光吸收和散射引起的表色較易通過傳統方法去除,溶解性有機物引起的真色較難去除。致色有機物的特征結構是帶雙鍵和芳香環。臭氧的脫色作用大致可解釋為酚的羥基被氧化成相應的醌。進一步的臭養化反應使其分子在與芳香核的連結橋處斷裂并生成起較弱染色作用的白腐酸。在大劑量地投加臭氧情況下,通過生成草酸的過程而發生芳香環的破壞。此外臭氧可氧化鐵、錳等無機呈色離子為難溶物;臭氧的微絮凝效應還有助于有機膠體和顆粒物的混凝,并通過顆粒過濾去除致色物。
(1) 臭氧的脫嗅作用
臭氧去除嗅味的效率非常高,一般l一3 mg/L的投加量即可達到規定閾值。臭氧化主要靠羥基自由基去除異臭物質,催化產生更多的自由基將加強臭氧的除臭功能。水源中的硫化氫基本上來源于污水的污染,采用臭氧處理含有36 mg/l硫化氫的水,當反應時間為20 min時,水中的硫化氫可降至0.17 mg/l,并可使水中嗅味全部消除。臭氧消耗量為2 mg/mg。由于生成硫酸,水的pH值降低。
(2)臭氧對有機物的去除
從COD含量及去除率變化曲線可以看出,,隨臭氧接觸時間的增加,實驗水體中CODCr含量呈不斷減少的趨勢變化,變化幅度從575.3 mg/L下降到413.15 mg/L,去除率達到了30%。這是由于臭氧的強氧化性將部分有機物氧化為H2O0和CO2。還可以看出,在臭氧接觸45min內CODCr去除速率為0.5 mg/L·min;且在.30-45 rain有個躍點,15 min內去除率從15%增加到了24%;從45—120 min,接觸時間延長了近3倍,而CODCr去除速率僅從24%增加到29%,增加了5%。由此也說明臭氧對CODCr的去除率并不與臭氧接觸時間成正比。即臭氧接觸時間在一定范圍內(30-45min)對CODCr的處理較為經濟合理。
2.3 臭氧對藻類的作用
藻類問題普遍存在于世界各國的水處理實踐中。藻類含量高時會影響混凝和沉淀,增加混凝劑量;堵塞濾池,縮短濾池過濾周期;致臭并產生藻毒素,和氯作用形成氯化消毒副產物。
臭氧化作用之一是溶裂藻細胞,二是殺藻,使死亡的藻類易于被后續工藝去除。臭氧投加量直接影響藻細胞的溶裂程度。James Ashish Paralkar等對小球藻的研究結果表明,投加3 mg O3/L才開始溶裂藻細胞,投加8 mgO3/L才明顯溶裂藻細胞。增大臭氧的投加量可改善除藻效果,南非Wiggins水廠在原水微藍藻含量為38.9萬個/L的情況下,投加3.2 mg03/L,5.0mgO3/L,7.9mgO3/L時的除藻率分別為39%,58%,90%。深圳水司的研究結果表明,在原水含藻量160萬個/L時,投加1.5mgO3/L可使除藻率達到42%,并且臭氧過氧化氫聯用可使濁度和藻類的去除效果同步提高。
2.4 助凝
多數文獻均報道了預臭氧化的微絮凝效應,即預臭氧化可降低達到相同濾后水濁度下的最佳混凝劑量,或提高一定混凝劑下的濁度去除率,延長濾池過濾周期。預臭氧化產生微絮凝的可能機理是:增加水中含氧官能團有機物(如羧酸等)而使其與金屬鹽水解產物、鈣鹽等形成聚合體,降低無機顆粒表面天然有機物(NOM)的靜電作用,引起溶解有機物的聚合作用而形成具吸附架橋能力的聚合電解質,使穩定性高的藻類脫穩、產生共沉淀等。影響預臭氧化助凝效果的主要因素是:原水TOC、硬度、預臭氧化及混凝條件、藻類種屬及數量、濁度。不同原水的預臭氧化助凝效應差別較大,對于低TOC含量(2 ms/L)且硬度與TOC比值大于25 mgCaCO3/mgTOC的原水較易于發生微絮凝,混凝劑投加量主要受顆粒物控制,適宜的臭氧投加量為0.5mgO3/mgTOC左右;對中高TOC含量的原水進行預臭氧化或者采用高臭氧量和pH,則可能產生過多高電荷、小分子有機物,不利于改善混凝和過濾效果。預臭氧化工藝規模最大的洛杉磯水廠(最大產量230萬m3/d),一般臭氧投加量1.0—1.5 ms/L,接觸時間5min以上,混凝劑量減少33%;絮凝時間縮短50%(從20 min降到10 min),絮凝池數目減少一半;過濾速度由22 m/h提高到33 m/h,反沖洗設備規模也相應減小。因此,臭氧化技術是否可用于助凝應以具體的原水水質為依據。
3 結論
臭氧是很好的水處理劑,具有快速殺滅飲水中細菌、病毒等致病微生物,沒有異味產生,可用于脫色除臭、控制氯化消毒副產物、去除藻類和藻毒素、助凝和助濾、去除或轉化污染物等。但應結合其他工藝共同作用,才可以在保證處理效果的前提下,盡量提高經濟效益。
參考文獻: