(線繞濾芯)臭氧是如何氧化水中的有機(jī)物質(zhì)的?臭氧是極強(qiáng)的氧化劑,具有很強(qiáng)的氧化能力,它的氧化還原電位:
034-2H++2e^=^02 + H20 (酸性條件下)£° = 2. 37V 03 + H20+2e^=^02 + 20H-(堿性條件下)£°=1.24V
由于臭氧不穩(wěn)定,在水中能迅速分解,其分解速度隨著溫度、pH值的增高而增強(qiáng),在 純水中臭氧分解的半衰期為15〜30min,溶解在水中的臭氧受到羥基離子的催化作用也能很 快被還原。
臭氧氧化分解水中有機(jī)物,對烯烴類化合物的雙鍵氧化能力最強(qiáng),其次是胺類和碳?xì)潆p 鍵,再其次是炔烴類三鍵化合物、碳環(huán)、雜環(huán)化合物、硫化物、磷化物等,臭氧對醇、醛、 醚及碳?xì)浠衔锏膯捂I氧化能力最弱。
臭氧與水中有機(jī)物反應(yīng)機(jī)理是比較復(fù)雜的,各種解釋不一,根據(jù)Hoigne和Bader提出 的臭氧在水中的反應(yīng)理論認(rèn)為:臭氧與水中有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng),通過兩條途徑進(jìn)行,其一臭氧 與有機(jī)物直接反應(yīng),亦稱D反應(yīng);其二臭氧與有機(jī)物間接反應(yīng),即臭氧分解產(chǎn)生羥根自由 基(0H*)的間接反應(yīng),亦稱R反應(yīng)。二者比較,以D反應(yīng)速度比較緩慢,有選擇性,是 去除水中有機(jī)物的主反應(yīng)。R反應(yīng)是羥根自由基(〇H •)和水中有機(jī)物、微生物、CO_一、 HC03—反應(yīng)。雖然反應(yīng)能力強(qiáng),反應(yīng)速度快,但是選擇性差,線繞濾芯既能與有機(jī)物反應(yīng)加速臭 氧分解速度,又能與水中碳酸根和碳酸氫根反應(yīng),生成次自由基co3_ •和hco3 •,次自由基也能和有機(jī)物反應(yīng),但反應(yīng)速度非常緩慢。下圖為臭氧在水中反應(yīng)途徑。
奐、D反應(yīng)(直接氧化有機(jī)物、微生物等,可產(chǎn)生直接氧 ,化產(chǎn)物,反應(yīng)速度慢,有選擇性 '通過OH •可氧化有機(jī)物、微生物等,反應(yīng) 速度快,無選擇性,通過OH •將HC(V 氧化成hco3 •,反應(yīng)速度中等,通過 IOH .將COT氧化成co3_ •,反應(yīng)速度快臭氧去除水中有機(jī)物的效果一般認(rèn)為是D反應(yīng)和R反應(yīng)的疊加作用,上述兩種反應(yīng)進(jìn) 行的程度取決于不同的反應(yīng)條件。當(dāng)水中pH值小于8時(shí),OH •自由基會大大減少,或者 水中添加大量HCOr時(shí),也可捕集OH«自由基,同樣可以緩解OH*自由基的反應(yīng)強(qiáng)度, 這樣就減弱了臭氧分解速度。因此在低pH值或高堿度情況下,則可強(qiáng)化臭氧直接反應(yīng),有 利臭氧充分利用,增強(qiáng)其脫色殺菌效果和去除有機(jī)物能力,反之處理高pH值或低堿度水質(zhì) 情況下,臭氧分子分解迅速強(qiáng)化了羥基自由基的氧化作用。
臭氧用于給水廠水質(zhì)處理,以天然水體或受污染的天然水體作自來水源水時(shí),pH值一 般在6.0〜8.5之間,水體中并存在相當(dāng)數(shù)量的碳酸根離子和碳酸氫根離子,臭氧投加后仍 然以D反應(yīng)為主、R反應(yīng)為輔的途徑去除水中污染有機(jī)物。
信息來源: big-data-cloud.com
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