オゾン特性:
オゾン(O 3)は酸素(O 2)の同素異形体であり、強い酸化剤と消毒剤である。オゾンは3つの酸素原子が二等辺三角形になって構成され、密度は2.144 kg/m 3で、水中での溶解度は酸素の10倍以上である。オゾンの酸化能力は強く、その酸化還元電位は2.08 Vで、水場でよく使われる消毒剤液体塩素(酸化還元電位は1.36 V)よりはるかに高い。
動作原理
オゾンを水に投入した後、有機物との反応は直接反応と間接反応に分けられる。
直接反応:オゾン直接酸化水中の有機物、それは選択性があり、その反応速度は比較的に遅い、
間接反応:オゾンは水中で形成される・OHラジカル酸化有機物であり、選択性がなく、反応速度が速い。
給水浄化プロセスにおけるオゾンの主な役割は、前(前)酸化と後酸化である。
前(前)酸化プロセス:
前(予)酸化プロセスにおいて、オゾンの作用は主に:臭いと味、色度、鉄、マンガン及び重金属と藻類を除去し、水中コロイド微粒子を脱安定させ、凝集効果を改善し、凝集剤の投入量を減少し、THMなどの三誘起物質の母体を除去し、水中の三誘起物質の含有量を減少させ、高分子有機物を小分子有機物に酸化し、シアン化物、炭化物、硝化物などの無機物質を酸化することができる。
前(予)オゾン接触酸化のオゾン投与量は少なく、一般的には0.5 ~ 1.5 mg/Lである。また、反応時間が短く、一般的には2 ~ 4 minであり、反応速度が速く、水中のオゾン残量は一般的にゼロまたは少ない。
前(予)オゾン接触酸化システムの被処理水は一般的に原水であり、水には一定量の不純物が含まれているため、その拡散装置は原水中の不純物による閉塞を防止することができ、一般的に静止混合器または噴流拡散器が用いられる。静的ミキサは0.5 ~ 1 mの水頭を消費する必要があるので、原水の水頭に余裕がある場合に適しています。噴流ディフューザは原水ヘッドを消費しないが、一部の動力設備を増やし、少量の原水(1.2 ~ 1.6 m 3/kgO 3)とオゾンを混合し、オゾンの移動効率を高める必要がある。
前(予)オゾン接触酸化システムは一般的に各フローラインの先端に1つの投入点を設け、有効水深は一般的に6 mである。
後酸化プロセス:
後酸化プロセスにおいて、オゾンは一般的に活性炭と併用され、その作用は主に:細菌とウイルスを殺す、殺虫剤、洗浄剤、フェノールなどの酸化有機物、CODを除去する、EDTAやNTAなどの酸化分解キレート。
後オゾン接触酸化の反応速度は遅く、反応時間は一般的に10 min以上である。オゾン投与量は一般的に1.5 ~ 2.5 mg/Lであり、水中の余剰オゾンは0.2 ~ 0.4 mg/Lである。有効水深も6 m。
後オゾン接触酸化システムの被処理水は一般的に砂ろ過後の水であり、水質は比較的清らかで、不純物を含まないため、その拡散装置は一般的に微孔布ガスキャップ(ディスク)を採用している。微孔布エアキャップ(ディスク)は動力を消費せず、価格が安く、オゾン移動効率が高い。
ポストオゾン接触酸化システムは一般的に、フローラインごとに2 ~ 3つの投入点を設置する。
2点投与を採用する場合、各点のオゾン投与割合は順水流方向に総投与量の80%~ 50%、20%~ 50%である、2つの投入点オゾン接触時間はそれぞれ総時間の50%であった。
3点投与を採用する場合、各点のオゾン投与割合は順水流方向に総投与量の80%~ 40%、10%~ 30%、10%~ 30%の順である、3つの投与点オゾン接触時間は、順水流方向が全時間の30%、30%、40%の順であった。