臭氧氧化技术的原理（臭氧氧化技术的应用）

臭氧，化学式为O3，又称三原子氧、超氧，因其类似鱼腥味的臭味而得名，在常温下可以自行还原为氧气。比重比氧大，易溶于水，易分解。由于臭氧是由氧分子携带一个氧原子构成，决定了它只是一种暂存状态，携带的氧原子除氧化用掉外，剩余的又组合为氧气进入稳定状态，所以臭氧没有二次污染。

臭氧氧化技术的原理：

1.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化反应两种。

2.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)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。

3.间接反应

臭氧氧化技术的应用：

1.水的消毒：臭氧是一种广谱速效杀菌剂，对各种致病菌及抵抗力较强的芽孢、病毒等都有比氯更好的杀灭效果。水经过臭氧消毒后，水的浊度、色度等物理、化学性状都有明显改善。化学需氧量(COD)一般能减少50～70%。用臭氧氧化处理法还可以去除苯并芘等致癌物质。

2.去除水中酚、氰等污染物质：用臭氧法处理含酚、氰废水实际需要的臭氧量和反应速度，与水中所含硫化物等污染物的量和水的pH值有关，因此应进行必要的预处理。把水中的酚氧化成为二氧化碳和水，臭氧需要量在理论上是酚含量的7.14倍。用臭氧氧化氰化物，第一步把氰化物氧化成微毒的氰酸盐，臭氧需要量在理论上是氰含量的1.84倍；第二步把氰酸盐氧化为二氧化碳和氮，臭氧需要量在理论上是氰含量的4.61倍。

3.水的脱色：印染、染料废水可用臭氧氧化法脱色。这类废水中往往含有重氮、偶氮或带苯环的环状化合物等发色基团，臭氧氧化能使染料发色基团的双价键断裂，同时破坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物，从而使废水脱色。臭氧对亲水性染料脱色速度快、效果好，但对疏水性染料脱色速度慢、效果较差。含亲水性染料的废水，一般用臭氧20～50毫克/升，处理10～30分钟，可达到95%以上的脱色效果。

4.除去水中铁、锰等金属离子：铁、锰等金属离子，通过臭氧氧化，可成为金属氧化物而从水中离析出来。理论上臭氧耗量是铁离子含量的0.43倍，是锰离子含量的0.87倍。

5.除异味和臭味：地面水和工业循环用水中异味和臭味，是放线菌、霉菌和水藻的分解产物及醇、酚、苯等污染物产生的。臭氧可氧化分解这些污染物，消除使人厌恶的异味和臭味。同时，臭氧可用于污水处理厂和污泥、垃圾处理厂的除臭。