化學(xué)預(yù)氧化課件

化學(xué)預(yù)氧化理論與技術(shù)化學(xué)預(yù)氧化理論與技術(shù)1目錄化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)研究現(xiàn)狀1高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)2臭氧預(yù)氧化技術(shù)3預(yù)氯化技術(shù)4目錄化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)研究現(xiàn)狀1高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)2臭氧預(yù)氧化技一化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)研究現(xiàn)狀化學(xué)預(yù)氧化主要利用氧化勢較高的氧化劑來氧化、分解或轉(zhuǎn)化水中的污染物，同時削弱污染物對常規(guī)處理工藝的不利影響，強(qiáng)化常規(guī)處理工藝的除污染效能。自從1970年Diaper等人最先提出預(yù)氧化(預(yù)臭氧preozonation)后，人們開始對化學(xué)預(yù)氧化進(jìn)行了大量的研究?；瘜W(xué)預(yù)氧化主要有去除水中有機(jī)污染物、控制氯化消毒副產(chǎn)物、除藻、除臭味、除鐵錳和助凝等方面的作用，從而保障飲用水的安全性。一化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)研究現(xiàn)狀化學(xué)預(yù)氧化主要利用氧化勢較高的氧化在預(yù)氧化過程中，氧化劑和水中多種成分作用，能夠提高對污染物的去除效率，但在一定條件下也會產(chǎn)生某些副產(chǎn)物。各種氧化劑作為預(yù)處理藥劑對給水處理的綜合影響程度差別較大。目前，能夠用于給水處理的氧化劑主要有臭氧、氯、高錳酸鉀、二氧化氯等。其中，臭氧預(yù)處理方法在歐洲等一些發(fā)達(dá)國家應(yīng)用最為普遍。衡量一種氧化劑的氧化能力的指標(biāo)是它的氧化還原電位。從氧化劑還原電位來看，幾種氧化劑的氧化能力由強(qiáng)到弱的排序為：臭氧(E0=2.07)>高錳酸鉀(E0=1.68)>氯(E0=1.36)。在預(yù)氧化過程中，氧化劑和水中多種成分作用，能夠提高二高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)高錳酸鉀最早由倫敦的SirAlexandeHouston于1913年用于水處理領(lǐng)域。在美國，高錳酸鉀已經(jīng)于1927年和1928年分別應(yīng)用于紐約的Rochester和Buffalo兩地。高錳酸鉀屬于過渡金屬化合物，在水中能以多種氧化態(tài)形式存在，高錳酸鉀在水中的形態(tài)主要有二、三、四、六、七價等形態(tài)化合物。各種形式具有一定的自由焓，幾種價態(tài)間可以通過化學(xué)作用相互轉(zhuǎn)化。高錳酸鉀預(yù)氧化主要有去除有機(jī)污染物、鐵錳離子、除藻、除臭味、控制氯化消毒副產(chǎn)物等作用，但在投加藥劑量方面應(yīng)該注意，避免引起水體色度超標(biāo)等問題。二高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)高錳酸鉀最早由倫敦的SirAlexa2.1高錳酸鉀預(yù)氧化去除鐵、錳離子的去除高錳酸鉀預(yù)氧化除鐵錳已有很多年的應(yīng)用歷史。游離態(tài)的鐵、錳二價離子在pH大于5.5情況下能立即被高錳酸鉀氧化。當(dāng)有機(jī)物存在時會明顯降低鐵錳離子的去除效果。水體中的鐵錳離子與溶解性有機(jī)物之間存在明顯的競爭反應(yīng)。2.1高錳酸鉀預(yù)氧化去除鐵、錳離子的去除高錳酸鉀預(yù)氧化除鐵錳2.2高錳酸鉀預(yù)氧化去除有機(jī)污染物

高錳酸鉀與水中有機(jī)物間的作用很復(fù)雜，既有高錳酸鉀與有機(jī)物間的直接氧化作用；也有高錳酸鉀在反應(yīng)過程中形成的新生態(tài)二氧化錳對微量有機(jī)污染物的吸附與催化作用；同時還有高錳酸鉀在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的介穩(wěn)狀態(tài)的中間產(chǎn)物的氧化作用。曲久輝對高錳酸鉀預(yù)氧化去除沈陽地下水中微量有機(jī)物做了研究，并用GC-MS分析法對水中微量有機(jī)污染物進(jìn)行分析。結(jié)果表明高錳酸鉀對水中微量有機(jī)污染物具有較好的去除效果，可使地下水中絕大多數(shù)物質(zhì)的色譜面積大幅度下降。對某些污染物的去除效率甚至可以達(dá)到l00%，對所檢出的“三致”污染物和優(yōu)先污染物也有較好的去除效果。2.2高錳酸鉀預(yù)氧化去除有機(jī)污染物

高錳酸鉀與水中有機(jī)物間的2.3高錳酸鉀預(yù)氧化除藻高錳酸鉀也是一種常見的殺藻劑，投加高錳酸鉀可以有效地提高藻類的去除率，對堿性水的除藻效果優(yōu)于中性或酸性水。一般投加量為1~3mg/L、接觸時間≥1~2h。高錳酸鉀作為一種強(qiáng)氧化劑，對有機(jī)物分子中多鍵功能團(tuán)的破壞能力非常強(qiáng)，甚至可以分裂苯環(huán)。與藻毒素作用時，可以破壞藻毒素分子上的不飽和雙鍵。高錳酸鉀對細(xì)胞外毒素的去除有很好的效果，而對細(xì)胞內(nèi)毒素的去除效果較差。E.Rodriguez等研究表明，用1~1.25mg/L的高錳酸鉀預(yù)處理可使水中藻毒素的濃度低于1μg/L。2.3高錳酸鉀預(yù)氧化除藻高錳酸鉀也是一種常見的殺藻劑，投加高2.4高錳酸鉀預(yù)氧化控制氯化消毒副產(chǎn)物

飲用水中三氯甲烷等鹵代有機(jī)物大多是有水中有機(jī)物在加氯消毒過程中產(chǎn)生的，能和氯反應(yīng)產(chǎn)生三氯甲烷的物質(zhì)通常被稱為三氯甲烷的前驅(qū)物質(zhì)，主要是以腐植酸和富里酸的形式大量的存在于天然水體中。人類生產(chǎn)、生活排入水體的大量的有機(jī)污染物也是三鹵甲烷和其它鹵代有機(jī)物前驅(qū)物質(zhì)的重要來源。高錳酸鉀預(yù)氧化能顯著地控制氯化消毒副產(chǎn)物，并有效地降低后續(xù)氯化消毒過程中氯仿和四氯化碳等致癌物質(zhì)的生成量。其他研究結(jié)果表明，高錳酸鉀預(yù)處理可使飲用水氯化消毒過程中鹵代有機(jī)物和致突變物質(zhì)生成量明顯下降，并能夠?qū)β然^程氯酚的生成起到良好的控制作用。2.4高錳酸鉀預(yù)氧化控制氯化消毒副產(chǎn)物

飲用水中三氯甲烷等鹵三臭氧預(yù)氧化技術(shù)臭氧的氧化能力極強(qiáng)，氧化還原電位為2.07V，在堿性溶液中僅次于氟。臭氧最早的試驗應(yīng)用是1886年在法國用作殺菌劑。20世紀(jì)60年代末臭氧開始用于原水的預(yù)氧化。預(yù)臭氧主要用于脫色除臭、去除藻類和藻毒素、控制氯化消毒副產(chǎn)物、初步去除或轉(zhuǎn)化污染物、助凝等方面。一般認(rèn)為其對水質(zhì)的改善程度取決于原水水質(zhì)和臭氧化條件等。預(yù)臭氧化同時產(chǎn)生一定的醛類、溴酸鹽等對人體有害的副產(chǎn)物。三臭氧預(yù)氧化技術(shù)臭氧的氧化能力極強(qiáng)，氧化還原電位為2.073.1臭氧預(yù)氧化去除水中無機(jī)污染物預(yù)臭氧化加過濾或混凝-絮凝-澄清步驟通過氧化形成不溶性的化合物，可有效去除無機(jī)的金屬離子，如鐵、錳等。臭氧很容易氧化地下水中或低有機(jī)物含量水中的二價鐵離子。氨氮被臭氧緩慢氧化成硝酸根離子，然后在砂濾池或粒狀活性炭濾池中被生物硝化或代謝同化，從而得以去除。在這一過程中，Br-被臭氧迅速氧化成為HBrO，然后再與氨反應(yīng)，形成N2和Br-；Br-可再被臭氧氧化，直至將氨全部去除。臭氧與生物活性炭聯(lián)用對處理高氨氮原水有一定效果。3.1臭氧預(yù)氧化去除水中無機(jī)污染物預(yù)臭氧化加過濾或混凝-絮3.2臭氧預(yù)氧化去除水中有機(jī)污染物

可使水中多種有機(jī)污染物被氧化，也可能導(dǎo)臭氧與水中有機(jī)物間的作用很復(fù)雜，既致產(chǎn)生一些小分子有機(jī)物、一些副產(chǎn)物。因而除了觀測水中有機(jī)污染物濃度變化外，還應(yīng)該同時進(jìn)行水的毒理試驗，通過毒理學(xué)指標(biāo)衡量臭氧對水質(zhì)的綜合影響程度。大多數(shù)情況下，臭氧氧化天然水體可降低紫外吸收值。臭氧氧化生成低分子量化合物表明臭氧先氧化有機(jī)物中最易反應(yīng)的位置。研究也表明，在一定的臭氧投量下，富里酸的一些特殊位點(diǎn)可與臭氧作用；而在較高的臭氧投加量下，可能會產(chǎn)生更多的氧化位點(diǎn)。最初的反應(yīng)主要是臭氧分子的攻擊，而持續(xù)反應(yīng)后自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就會發(fā)生(尤其是在pH=2.6時)。提高pH值，會導(dǎo)致自由基反映在整個氧化反應(yīng)中更早的出現(xiàn)。3.2臭氧預(yù)氧化去除水中有機(jī)污染物

可使水中多種有機(jī)污染物3.3臭氧預(yù)氧化對色度的去除

懸浮膠體、鐵錳和顆粒物引起，其中表色比較容易水的色度主要由溶解性有機(jī)物去除，而由溶解性有機(jī)物引起的真色較難去除。致色有機(jī)物的特征結(jié)構(gòu)一般為雙鍵和芳香環(huán)，如腐殖酸和富里酸等。臭氧通過與不飽和官能團(tuán)反應(yīng)、破壞碳碳雙鍵而去除真色。同時臭氧可氧化鐵、錳等無機(jī)呈色離子成為難溶物。臭氧的微絮凝效應(yīng)還有助于有機(jī)物膠體和顆粒物的混凝，并通過顆粒過濾去除致色物質(zhì)。3.3臭氧預(yù)氧化對色度的去除

懸浮膠體、鐵錳和顆粒物引起，3.2.4臭氧預(yù)氧化對臭味的去除

水的嗅味主要由腐殖質(zhì)等有機(jī)物、藻類、放線菌以及過量投氯而引起?，F(xiàn)已查明主要致臭物有土臭素、2-甲基異冰片、2,4,6-三氯回香醚等。雖然水中異臭物質(zhì)的閾值僅為0.005~0.01μg/L，但臭氧去除嗅味的效率非常高，一般1~3mg/L的投加量即可達(dá)到規(guī)定閾值。美國洛杉磯水廠10年的運(yùn)行經(jīng)驗證實(shí)了預(yù)臭氧化控制飲用水異臭的有效性。混凝沉淀后加臭氧氧化可使土臭素和2-甲基異冰片(MIB)等異臭味物質(zhì)濃度降低85%左右，再加生物活性碳處理則可達(dá)到100%的去除率。3.2.4臭氧預(yù)氧化對臭味的去除

水的嗅味主要由腐殖質(zhì)等有機(jī)3.5臭氧預(yù)氧化的助凝作用助凝的可能機(jī)理是：增加水中含氧官能團(tuán)有機(jī)物(如羧MartinRJekel提出臭氧預(yù)氧化酸等)，使其與金屬鹽水解產(chǎn)物、鈣鹽等形成聚合體，降低無機(jī)顆粒表面NOM的靜電作用，引起溶解有機(jī)物的聚合作用，形成具有吸附架橋能力的聚合電解質(zhì)，使高穩(wěn)定性物質(zhì)脫穩(wěn)、產(chǎn)生共沉淀等。影響臭氧預(yù)氧化助凝效果的主要因素有：原水TOC、硬度、預(yù)臭氧化及絮凝條件、藻類種屬及數(shù)量、濁度等。不同原水的臭氧預(yù)氧化助凝效果差別較大。實(shí)驗研究表明：臭氧在低投加量(4mg/L)時，可以起到良好的助凝效果。3.5臭氧預(yù)氧化的助凝作用助凝的可能機(jī)理是：增加水中含氧3.6臭氧預(yù)氧化除藻藻類的控制問題，目前受到全世界的關(guān)注。水處理過程中藻類含量高時會影響絮凝和沉淀，增加絮凝劑的用量；堵塞濾池，縮短濾池過濾周期；致臭并產(chǎn)生藻毒素；與氯作用形成氯化消毒副產(chǎn)物，降低飲用水安全。臭氧作為一種很強(qiáng)的氧化劑，能起到很好的殺藻作用，死亡的藻細(xì)胞易于在后續(xù)的工藝中去除。研究表明，臭氧能有效殺滅藻類，破壞藻體。左金龍等研究認(rèn)為臭氧可以有效降解水中藻毒素，其有效劑量與水中DOC有關(guān)。3.6臭氧預(yù)氧化除藻藻類的控制問題，目前受到全世界的關(guān)注。3.7臭氧預(yù)氧化控制氯化消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷是主要的氯化消毒副產(chǎn)物，富里酸和腐殖酸是主要的前驅(qū)物質(zhì)。臭氧預(yù)氧化是通過將腐殖質(zhì)分解為低分子量化合物，達(dá)到降低三鹵甲烷生成勢(THMFP)的作用。預(yù)臭氧化去除氯化消毒副產(chǎn)物(DBPs)前驅(qū)物質(zhì)的效果取決于原水水質(zhì)及預(yù)臭氧化條件，主要是TOC及Br含量、有機(jī)物性質(zhì)、臭氧投量及時間、水溫、pH等。3.7臭氧預(yù)氧化控制氯化消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷是主要的氯化消毒副四預(yù)氯化技術(shù)氯作為一種氧化劑，作用于水處理工藝前端。當(dāng)氯加入純水中后，首先發(fā)生以下反應(yīng)：在pH>3的稀溶液中，上式的正反應(yīng)基本完成。次氯酸HClO又進(jìn)一步離解：氯在純水中水解成Cl-,ClO-,H+。其中水中所含的Cl-,ClO-，Cl2都稱為自由性余氯。其種類、所占比例與水溫和pH有關(guān)。預(yù)氯化主要有去除水體中有機(jī)污染物、Fe、Mn離子、除藻等作用。但是，預(yù)氯化會導(dǎo)致水體中氯化消毒副產(chǎn)物量增加。自由性余氯會與水體中的氯化消毒副產(chǎn)物前體物（主要是腐植酸和富里酸）反應(yīng)。因此，應(yīng)該注意氯的投加量、接觸時間等因素。四預(yù)氯化技術(shù)氯作為一種氧化劑，作用于水處理工藝前端。當(dāng)氯加4.1預(yù)氯化去除水中有機(jī)污染物水中自由性余氯與水體中有機(jī)污染物反應(yīng)，產(chǎn)物復(fù)雜。在水廠實(shí)際工藝中，在氯與有機(jī)物和酚類化合物反應(yīng)中，有產(chǎn)生氯酚氣味的反應(yīng)。應(yīng)注意調(diào)整投量和接觸時間，來避免氯酚氣味的產(chǎn)生。自由性余氯還會與含氮有機(jī)物反應(yīng)生成各種有機(jī)氯胺。4.1預(yù)氯化去除水中有機(jī)污染物4.2預(yù)氯化去除水中鐵、錳離子水處理中常利用氯與某些無機(jī)物的氧化反應(yīng)來完成它們的去除問題，常見的有除鐵和除錳。水中呈溶解態(tài)的二價鐵離子可以通過氯氧化為氫氧化鐵沉淀物：水中溶解的錳化合物同樣可以通過氯氧化成二氧化錳沉淀，但pH值應(yīng)在7~10范圍內(nèi)，最佳pH值接近10，反應(yīng)式為4.2預(yù)氯化去除水中鐵、錳離子水處理中常利用氯與某些無機(jī)物4.3預(yù)氯化除藻預(yù)氯化是應(yīng)用最早，且在國內(nèi)目前使用最為普遍的一種預(yù)氧化處理方法。由于氯的強(qiáng)氧化作用，投加少量的氯就可達(dá)到較好的殺藻效果或有效地抑制藻類的活性，從而有利于常規(guī)處理工藝的混凝、沉淀除藻。預(yù)氯化殺滅藻細(xì)胞的機(jī)理為：ClO-進(jìn)入藻細(xì)胞，與酶反應(yīng)，從而抑制細(xì)胞活性，達(dá)到殺藻的或抑制藻類生長的作用。4.3預(yù)氯化除藻4.4氯化消毒副產(chǎn)物在常規(guī)混凝、沉淀、過濾、消毒工藝前加氯預(yù)氧化處理，提高混凝沉淀效果，同時可以控制藻類生長，但也加大了氯化消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生。1993年，Nieminski等對美國猶他州35個水廠消毒副產(chǎn)物進(jìn)行取樣研究，發(fā)現(xiàn)采用氯作為預(yù)氧化劑產(chǎn)生較多的鹵代消毒副產(chǎn)物，其中三鹵甲烷占約64%，鹵乙酸占總消毒副產(chǎn)物約30%。當(dāng)水中pH值不同時，三鹵甲烷和鹵乙酸所占的比例會發(fā)生變化。4.4氯化消毒副產(chǎn)物在常規(guī)混凝、沉淀、過濾、消毒工藝前加氯ThankYou!ThankYou!23化學(xué)預(yù)氧化理論與技術(shù)化學(xué)預(yù)氧化理論與技術(shù)24目錄化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)研究現(xiàn)狀1高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)2臭氧預(yù)氧化技術(shù)3預(yù)氯化技術(shù)4目錄化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)研究現(xiàn)狀1高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)2臭氧預(yù)氧化技一化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)研究現(xiàn)狀化學(xué)預(yù)氧化主要利用氧化勢較高的氧化劑來氧化、分解或轉(zhuǎn)化水中的污染物，同時削弱污染物對常規(guī)處理工藝的不利影響，強(qiáng)化常規(guī)處理工藝的除污染效能。自從1970年Diaper等人最先提出預(yù)氧化(預(yù)臭氧preozonation)后，人們開始對化學(xué)預(yù)氧化進(jìn)行了大量的研究?；瘜W(xué)預(yù)氧化主要有去除水中有機(jī)污染物、控制氯化消毒副產(chǎn)物、除藻、除臭味、除鐵錳和助凝等方面的作用，從而保障飲用水的安全性。一化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)研究現(xiàn)狀化學(xué)預(yù)氧化主要利用氧化勢較高的氧化在預(yù)氧化過程中，氧化劑和水中多種成分作用，能夠提高對污染物的去除效率，但在一定條件下也會產(chǎn)生某些副產(chǎn)物。各種氧化劑作為預(yù)處理藥劑對給水處理的綜合影響程度差別較大。目前，能夠用于給水處理的氧化劑主要有臭氧、氯、高錳酸鉀、二氧化氯等。其中，臭氧預(yù)處理方法在歐洲等一些發(fā)達(dá)國家應(yīng)用最為普遍。衡量一種氧化劑的氧化能力的指標(biāo)是它的氧化還原電位。從氧化劑還原電位來看，幾種氧化劑的氧化能力由強(qiáng)到弱的排序為：臭氧(E0=2.07)>高錳酸鉀(E0=1.68)>氯(E0=1.36)。在預(yù)氧化過程中，氧化劑和水中多種成分作用，能夠提高二高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)高錳酸鉀最早由倫敦的SirAlexandeHouston于1913年用于水處理領(lǐng)域。在美國，高錳酸鉀已經(jīng)于1927年和1928年分別應(yīng)用于紐約的Rochester和Buffalo兩地。高錳酸鉀屬于過渡金屬化合物，在水中能以多種氧化態(tài)形式存在，高錳酸鉀在水中的形態(tài)主要有二、三、四、六、七價等形態(tài)化合物。各種形式具有一定的自由焓，幾種價態(tài)間可以通過化學(xué)作用相互轉(zhuǎn)化。高錳酸鉀預(yù)氧化主要有去除有機(jī)污染物、鐵錳離子、除藻、除臭味、控制氯化消毒副產(chǎn)物等作用，但在投加藥劑量方面應(yīng)該注意，避免引起水體色度超標(biāo)等問題。二高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)高錳酸鉀最早由倫敦的SirAlexa2.1高錳酸鉀預(yù)氧化去除鐵、錳離子的去除高錳酸鉀預(yù)氧化除鐵錳已有很多年的應(yīng)用歷史。游離態(tài)的鐵、錳二價離子在pH大于5.5情況下能立即被高錳酸鉀氧化。當(dāng)有機(jī)物存在時會明顯降低鐵錳離子的去除效果。水體中的鐵錳離子與溶解性有機(jī)物之間存在明顯的競爭反應(yīng)。2.1高錳酸鉀預(yù)氧化去除鐵、錳離子的去除高錳酸鉀預(yù)氧化除鐵錳2.2高錳酸鉀預(yù)氧化去除有機(jī)污染物

高錳酸鉀與水中有機(jī)物間的作用很復(fù)雜，既有高錳酸鉀與有機(jī)物間的直接氧化作用；也有高錳酸鉀在反應(yīng)過程中形成的新生態(tài)二氧化錳對微量有機(jī)污染物的吸附與催化作用；同時還有高錳酸鉀在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的介穩(wěn)狀態(tài)的中間產(chǎn)物的氧化作用。曲久輝對高錳酸鉀預(yù)氧化去除沈陽地下水中微量有機(jī)物做了研究，并用GC-MS分析法對水中微量有機(jī)污染物進(jìn)行分析。結(jié)果表明高錳酸鉀對水中微量有機(jī)污染物具有較好的去除效果，可使地下水中絕大多數(shù)物質(zhì)的色譜面積大幅度下降。對某些污染物的去除效率甚至可以達(dá)到l00%，對所檢出的“三致”污染物和優(yōu)先污染物也有較好的去除效果。2.2高錳酸鉀預(yù)氧化去除有機(jī)污染物

高錳酸鉀與水中有機(jī)物間的2.3高錳酸鉀預(yù)氧化除藻高錳酸鉀也是一種常見的殺藻劑，投加高錳酸鉀可以有效地提高藻類的去除率，對堿性水的除藻效果優(yōu)于中性或酸性水。一般投加量為1~3mg/L、接觸時間≥1~2h。高錳酸鉀作為一種強(qiáng)氧化劑，對有機(jī)物分子中多鍵功能團(tuán)的破壞能力非常強(qiáng)，甚至可以分裂苯環(huán)。與藻毒素作用時，可以破壞藻毒素分子上的不飽和雙鍵。高錳酸鉀對細(xì)胞外毒素的去除有很好的效果，而對細(xì)胞內(nèi)毒素的去除效果較差。E.Rodriguez等研究表明，用1~1.25mg/L的高錳酸鉀預(yù)處理可使水中藻毒素的濃度低于1μg/L。2.3高錳酸鉀預(yù)氧化除藻高錳酸鉀也是一種常見的殺藻劑，投加高2.4高錳酸鉀預(yù)氧化控制氯化消毒副產(chǎn)物

飲用水中三氯甲烷等鹵代有機(jī)物大多是有水中有機(jī)物在加氯消毒過程中產(chǎn)生的，能和氯反應(yīng)產(chǎn)生三氯甲烷的物質(zhì)通常被稱為三氯甲烷的前驅(qū)物質(zhì)，主要是以腐植酸和富里酸的形式大量的存在于天然水體中。人類生產(chǎn)、生活排入水體的大量的有機(jī)污染物也是三鹵甲烷和其它鹵代有機(jī)物前驅(qū)物質(zhì)的重要來源。高錳酸鉀預(yù)氧化能顯著地控制氯化消毒副產(chǎn)物，并有效地降低后續(xù)氯化消毒過程中氯仿和四氯化碳等致癌物質(zhì)的生成量。其他研究結(jié)果表明，高錳酸鉀預(yù)處理可使飲用水氯化消毒過程中鹵代有機(jī)物和致突變物質(zhì)生成量明顯下降，并能夠?qū)β然^程氯酚的生成起到良好的控制作用。2.4高錳酸鉀預(yù)氧化控制氯化消毒副產(chǎn)物

飲用水中三氯甲烷等鹵三臭氧預(yù)氧化技術(shù)臭氧的氧化能力極強(qiáng)，氧化還原電位為2.07V，在堿性溶液中僅次于氟。臭氧最早的試驗應(yīng)用是1886年在法國用作殺菌劑。20世紀(jì)60年代末臭氧開始用于原水的預(yù)氧化。預(yù)臭氧主要用于脫色除臭、去除藻類和藻毒素、控制氯化消毒副產(chǎn)物、初步去除或轉(zhuǎn)化污染物、助凝等方面。一般認(rèn)為其對水質(zhì)的改善程度取決于原水水質(zhì)和臭氧化條件等。預(yù)臭氧化同時產(chǎn)生一定的醛類、溴酸鹽等對人體有害的副產(chǎn)物。三臭氧預(yù)氧化技術(shù)臭氧的氧化能力極強(qiáng)，氧化還原電位為2.073.1臭氧預(yù)氧化去除水中無機(jī)污染物預(yù)臭氧化加過濾或混凝-絮凝-澄清步驟通過氧化形成不溶性的化合物，可有效去除無機(jī)的金屬離子，如鐵、錳等。臭氧很容易氧化地下水中或低有機(jī)物含量水中的二價鐵離子。氨氮被臭氧緩慢氧化成硝酸根離子，然后在砂濾池或粒狀活性炭濾池中被生物硝化或代謝同化，從而得以去除。在這一過程中，Br-被臭氧迅速氧化成為HBrO，然后再與氨反應(yīng)，形成N2和Br-；Br-可再被臭氧氧化，直至將氨全部去除。臭氧與生物活性炭聯(lián)用對處理高氨氮原水有一定效果。3.1臭氧預(yù)氧化去除水中無機(jī)污染物預(yù)臭氧化加過濾或混凝-絮3.2臭氧預(yù)氧化去除水中有機(jī)污染物

可使水中多種有機(jī)污染物被氧化，也可能導(dǎo)臭氧與水中有機(jī)物間的作用很復(fù)雜，既致產(chǎn)生一些小分子有機(jī)物、一些副產(chǎn)物。因而除了觀測水中有機(jī)污染物濃度變化外，還應(yīng)該同時進(jìn)行水的毒理試驗，通過毒理學(xué)指標(biāo)衡量臭氧對水質(zhì)的綜合影響程度。大多數(shù)情況下，臭氧氧化天然水體可降低紫外吸收值。臭氧氧化生成低分子量化合物表明臭氧先氧化有機(jī)物中最易反應(yīng)的位置。研究也表明，在一定的臭氧投量下，富里酸的一些特殊位點(diǎn)可與臭氧作用；而在較高的臭氧投加量下，可能會產(chǎn)生更多的氧化位點(diǎn)。最初的反應(yīng)主要是臭氧分子的攻擊，而持續(xù)反應(yīng)后自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就會發(fā)生(尤其是在pH=2.6時)。提高pH值，會導(dǎo)致自由基反映在整個氧化反應(yīng)中更早的出現(xiàn)。3.2臭氧預(yù)氧化去除水中有機(jī)污染物

可使水中多種有機(jī)污染物3.3臭氧預(yù)氧化對色度的去除

懸浮膠體、鐵錳和顆粒物引起，其中表色比較容易水的色度主要由溶解性有機(jī)物去除，而由溶解性有機(jī)物引起的真色較難去除。致色有機(jī)物的特征結(jié)構(gòu)一般為雙鍵和芳香環(huán)，如腐殖酸和富里酸等。臭氧通過與不飽和官能團(tuán)反應(yīng)、破壞碳碳雙鍵而去除真色。同時臭氧可氧化鐵、錳等無機(jī)呈色離子成為難溶物。臭氧的微絮凝效應(yīng)還有助于有機(jī)物膠體和顆粒物的混凝，并通過顆粒過濾去除致色物質(zhì)。3.3臭氧預(yù)氧化對色度的去除

懸浮膠體、鐵錳和顆粒物引起，3.2.4臭氧預(yù)氧化對臭味的去除

水的嗅味主要由腐殖質(zhì)等有機(jī)物、藻類、放線菌以及過量投氯而引起?，F(xiàn)已查明主要致臭物有土臭素、2-甲基異冰片、2,4,6-三氯回香醚等。雖然水中異臭物質(zhì)的閾值僅為0.005~0.01μg/L，但臭氧去除嗅味的效率非常高，一般1~3mg/L的投加量即可達(dá)到規(guī)定閾值。美國洛杉磯水廠10年的運(yùn)行經(jīng)驗證實(shí)了預(yù)臭氧化控制飲用水異臭的有效性?；炷恋砗蠹映粞跹趸墒雇脸羲睾?-甲基異冰片(MIB)等異臭味物質(zhì)濃度降低85%左右，再加生物活性碳處理則可達(dá)到100%的去除率。3.2.4臭氧預(yù)氧化對臭味的去除

水的嗅味主要由腐殖質(zhì)等有機(jī)3.5臭氧預(yù)氧化的助凝作用助凝的可能機(jī)理是：增加水中含氧官能團(tuán)有機(jī)物(如羧MartinRJekel提出臭氧預(yù)氧化酸等)，使其與金屬鹽水解產(chǎn)物、鈣鹽等形成聚合體，降低無機(jī)顆粒表面NOM的靜電作用，引起溶解有機(jī)物的聚合作用，形成具有吸附架橋能力的聚合電解質(zhì)，使高穩(wěn)定性物質(zhì)脫穩(wěn)、產(chǎn)生共沉淀等。影響臭氧預(yù)氧化助凝效果的主要因素有：原水TOC、硬度、預(yù)臭氧化及絮凝條件、藻類種屬及數(shù)量、濁度等。不同原水的臭氧預(yù)氧化助凝效果差別較大。實(shí)驗研究表明：臭氧在低投加量(4mg/L)時，可以起到良好的助凝效果。3.5臭氧預(yù)氧化的助凝作用助凝的可能機(jī)理是：增加水中含氧3.6臭氧預(yù)氧化除藻藻類的控制問題，目前受到全世界的關(guān)注。水處理過程中藻類含量高時會影響絮凝和沉淀，增加絮凝劑的用量；堵塞濾池，縮短濾池過濾周期；致臭并產(chǎn)生藻毒素；與氯作用形成氯化消毒副產(chǎn)物，降低飲用水安全。臭氧作為一種很強(qiáng)的氧化劑，能起到很好的殺藻作用，死亡的藻細(xì)胞易于在后續(xù)的工藝中去除。研究表明，臭氧能有效殺滅藻類，破壞藻體。左金龍等研究認(rèn)為臭氧可以有效降解水中藻毒素，其有效劑量與水中DOC有關(guān)。3.6臭氧預(yù)氧化除藻藻類的控制問題，目前受到全世界的關(guān)注。3.7臭氧預(yù)氧化控制氯化消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷是主要的氯化消毒副產(chǎn)物，富里酸和腐殖酸是主要的前驅(qū)物質(zhì)。臭氧預(yù)氧化是通過將腐殖質(zhì)分解為低分子量化合物，達(dá)到降低三鹵甲烷生成勢(THMFP)的作用。預(yù)臭氧化去除氯化消毒副產(chǎn)物(DBPs)前驅(qū)物質(zhì)的效果取決于原水水質(zhì)及預(yù)臭氧化條件，主要是TOC及Br含量、有機(jī)物性質(zhì)、臭氧投量及時間、水溫、pH等。3.7臭氧預(yù)氧化控制氯化消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷是主要的氯化消毒副四預(yù)氯化技術(shù)氯作為一種氧化劑，作用于水處理