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臭氧氧化技术基本原理

许多企业对于污水处理工程中的水处理环保设备并不是十分了解，作为工业废水领域里行业老兵，在水处理技术的工程应用方面有着自己独到的见解，所以下面就环保水处理中的基本知识给大家做一下简单的普及，本文以技术部的经验着重介绍一下什么是臭氧氧化技术基本原理

许多企业对于污水处理工程中的水处理环保设备并不是

十分了解，作为工业废水领域里行业老兵，在水处理技术的工程应用方面有着自己独到的见解，所以下面就环保水处理中的基本知识给大家做一下简单的普及，本文以技术部的经验着重介绍一下什么是臭氧氧化技术基本原理?

强

氧

化

性

臭氧在化学性质上主要呈现强氧化性，氧化能力仅次于氟、·OH和O(原子氧)，其氧化能力是单质氯的1.52 倍。在水溶液中，臭氧与抗生素分子的反应机理主要有臭氧直接氧化和自由基间接氧

臭氧在化学性质上主要呈现强氧化性，氧化能力

仅次于氟、·OH和O(原子氧)，其氧化能力是单

质氯的1.52 倍。在水溶液中，臭氧与抗生素分子

的反应机理主要有臭氧直接氧化和自由基间接氧

化反应两种。

直

接

反

应

臭氧与水中有机污染物之间的直接氧化反应,可以分两种方式:(1)

臭氧与水中有机污染物之间的直接氧化反应

,可以

分两种方式:

(1)亲电取代反应。亲电取代反应主要发生在分子

结构中电子云密度较大的位置。在带有

—OH、—

CH3、—NH2等取代苯基结构的抗生素中，苯环

中邻、对位上碳原子的电子云密度较大，这些位

置上的碳原子易与臭氧发生亲电取代反应。

(2)偶极加成反应。由于臭氧分子具有偶极结构

( 偶极距约为0.55D)，所以臭氧分子与含不饱和

键的抗生素分子相互作用时，可进行偶极加成反

应。一般而言，臭氧的直接氧化反应速率较慢，

而且反应具有选择性，所以其降解有机污染物的

效率较低。

间

接

反

反

应

(1)自由基间接氧化降解按反应过程可以粗略分为两个阶段：第一阶段为臭氧的自身分解产生自由基。当溶液中存在引发剂如OH－等时可以明显加快臭氧分解产生自由基的速度。在第二阶段

(1)自由基间接氧化降解按反应过程可以粗略分为

两个阶段：第一阶段为臭氧的自身分解产生自由

基。当溶液中存在引发剂如

OH－等时可以明显

加快臭氧分解产生自由基的速度。在第二阶段

中，·OH与抗生素分子中的活泼结构单元

(如苯

环、-OH、-NH2 等)发生反应，并引发自由基链

反应。

随着反应的进行，抗生素分子结构被氧化破裂，

分解转化为小分子有机物，如甲酸、乙酸等，或

进一步将这些有机小分子完全矿化 (以总有机碳

(TOC)为测试指标) 为CO2和H2O，从而达到降低出水中COD(化学需氧量)和提高处理后废水的可生物降解性的目的。 ·OH间接氧化反应有以下两个主要特点:反应速率非常快，与一般抗生素分

子反应的速率常数 k；

(2)·OH

(2)·OH自由基的反应选择性很小，当水中存在多

种污染物质时，不会出现一种物质得到降解而另

一种物质浓度基本不变的情况。

臭氧与水中抗生素的反应较为复杂，在一个反应

体系中，往往既出现臭氧直接氧化反应，又出现

自由基间接氧化反应。溶液的

pH 值对O3氧化

反应选择何种机理起决定作用，在强酸性介质中

以直接氧化反应为主，而在碱性介质中则以自由

基间接氧化反应为主。