臭氧发生器在水厂水处理中的实践应用

一、引言

随着社会经济的蓬勃发展以及人们生活品质的持续提升，对饮用水水质的要求愈发严格。饮用水安全直接关系到公众的身体健康，水厂作为保障饮用水安全的核心环节，其水处理工艺的优化与升级至关重要。传统的水处理方法在应对日益复杂的水源污染问题时，逐渐暴露出一些局限性，如消毒过程中可能产生消毒副产物，对水质和人体健康造成潜在威胁；对某些新型污染物的去除效果不够理想等。

臭氧发生器作为一种先进的水处理设备，凭借其独特的强氧化性和高效杀菌能力，在水处理领域受到了广泛关注。臭氧具有强氧化性，能够迅速氧化分解水中的多种有机物、无机物，破坏微生物的细胞结构，从而达到净化水质的目的。与传统的水处理方法相比，臭氧发生器具有诸多优势，如杀菌速度快、杀菌谱广、无二次污染等。因此，研究臭氧发生器在水厂水处理中的实践应用具有重要的现实意义。本报告旨在深入探讨臭氧发生器在水厂水处理各环节的具体应用情况，并全面分析其应用效果，为水厂水处理工艺的改进和优化提供参考依据。

二、臭氧发生器在水厂水处理工艺中的应用

（一）预处理环节应用

在水厂水处理的预处理环节，臭氧发生器发挥着重要作用。原水中往往含有各种有机物、藻类、铁锰等杂质，这些杂质不仅会影响后续处理工艺的效果，还可能对水质造成不良影响。臭氧具有强氧化性，能够氧化分解水中的有机物，破坏藻类的细胞结构，使其失去活性，从而有效去除水中的藻类。同时，臭氧还能将水中的二价铁、二价锰氧化为高价态，形成沉淀物，便于后续的过滤去除。例如，在一些水源受藻类污染严重的水厂，引入臭氧发生器进行预处理后，藻类的去除率显著提高，大大减轻了后续处理工艺的负担，提高了整个水处理系统的稳定性和可靠性。此外，臭氧预处理还能改善水的感官性状，去除水中的异味和色度，为后续处理提供更好的水质条件。

（二）主处理环节应用

在主处理环节，臭氧发生器常与其他水处理工艺结合使用，以进一步提高水质。臭氧可以与生物活性炭工艺相结合，形成臭氧 - 生物活性炭联用工艺。臭氧氧化分解水中的有机物，将其转化为小分子有机物，这些小分子有机物更容易被生物活性炭上的微生物降解，从而提高了有机物的去除效率。同时，臭氧还能起到杀菌消毒的作用，减少生物活性炭上的微生物数量，防止生物活性炭的生物污染。此外，臭氧还能改善水的溶解性，提高水的活性，有利于后续的深度处理。在一些对水质要求较高的水厂，采用臭氧 - 生物活性炭联用工艺后，水中的有机物、氨氮等污染物指标得到了显著降低，水质得到了明显提升。

（三）消毒环节应用

消毒是水厂水处理的最后一道工序，其目的是杀灭水中的病原微生物，保证饮用水的卫生安全。传统的消毒方法如氯消毒，虽然具有一定的杀菌效果，但会产生消毒副产物，如三卤甲烷等，这些副产物对人体健康有一定的潜在危害。臭氧作为一种高效的消毒剂，具有杀菌速度快、杀菌谱广、无二次污染等优点。臭氧能够在短时间内杀灭水中的细菌、病毒和寄生虫等病原微生物，而且不会产生消毒副产物。在实际应用中，臭氧消毒通常与其他消毒方法联合使用，如臭氧 - 氯消毒联用工艺。臭氧先对水进行初步消毒，去除大部分病原微生物，然后再加入少量的氯进行后续消毒，以维持水中的余氯，保证水在输送过程中的卫生安全。这种联用工艺既能充分发挥臭氧的消毒优势，又能减少氯的用量，降低消毒副产物的产生风险。

三、臭氧发生器在水厂水处理中的实践效果分析

（一）水质改善效果

臭氧发生器在水厂水处理中的应用显著改善了水质。在有机物去除方面，臭氧能够氧化分解水中的多种有机物，如腐殖酸、富里酸等，降低水中的化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）。研究表明，采用臭氧处理后，水中的COD 和 BOD 去除率可达到 30%-50% ，有效减少了水中的有机污染负荷。在藻类去除方面，臭氧对藻类具有强烈的杀灭和去除作用，能够显著降低水中的藻类数量，改善水的透明度和口感。同时，臭氧还能去除水中的异味和色度，使水的感官性状得到明显改善。例如，某水厂在引入臭氧发生器后，水的色度从原来的 15 度降低到了 5 度以下，异味明显减轻，得到了用户的好评。此外，臭氧处理还能提高水的溶解氧含量，改善水的生态环境，有利于水生生物的生长和繁殖。

（二）运行成本与经济效益分析

虽然臭氧发生器的设备投资相对较高，但从长期运行来看，其具有一定的经济效益。首先，臭氧发生器能够提高水处理效率，减少后续处理工艺的负担，从而降低整个水处理系统的能耗和药剂消耗。例如，在预处理环节使用臭氧后，后续的混凝、沉淀和过滤工艺的处理效果得到提高，药剂投加量可以相应减少，降低了运行成本。其次，臭氧消毒不会产生消毒副产物，减少了因处理消毒副产物而产生的额外费用。此外，臭氧处理后的水质提高，能够减少因水质问题导致的用户投诉和赔偿费用，提高水厂的社会声誉和经济效益。然而，臭氧发生器的运行也需要消耗一定的电能和氧气，同时设备的维护和管理也需要一定的费用。因此，在实际应用中，需要综合考虑设备投资、运行成本和水质改善效果等因素，进行经济性评估，以确定臭氧发生器的最佳应用方案。

（三）环境效益分析

臭氧发生器在水厂水处理中的应用具有显著的环境效益。一方面，臭氧消毒不会产生氯消毒所产生的消毒副产物，减少了对水环境和人体健康的潜在危害。另一方面，臭氧氧化分解有机物的过程中，能够将有机物转化为二氧化碳和水等无害物质，减少了有机物对水体的污染。此外，臭氧处理还能提高水的溶解氧含量，改善水体的生态环境，有利于水生生物的生存和发展。与传统的水处理方法相比，臭氧发生器的应用更加符合可持续发展的理念，有助于保护水资源和生态环境。

四、结语

臭氧发生器在水厂水处理中的实践应用取得了显著的效果。在预处理环节，臭氧能够有效去除水中的藻类、有机物和铁锰等杂质，为后续处理提供良好的水质条件；在主处理环节，臭氧与其他工艺结合使用，进一步提高了水质，降低了污染物指标；在消毒环节，臭氧作为一种高效的消毒剂，具有杀菌速度快、无二次污染等优点，保障了饮用水的卫生安全。从实践效果来看，臭氧发生器的应用显著改善了水质，同时具有一定的经济效益和环境效益。然而，臭氧发生器的应用也面临着一些问题，如设备投资较高、运行管理要求较严格等。因此，在实际应用中，需要根据水厂的具体情况，综合考虑水质要求、经济成本和环境效益等因素，合理选择和应用臭氧发生器，以实现水厂水处理的高效、安全和可持续发展。未来，随着臭氧发生器技术的不断发展和完善，其在水厂水处理中的应用前景将更加广阔。

参考文献：

[1]  杭州水处理用新“膜”法让山区喝上放心水 . 洪晚晚 . 水处理技术 ,2024(08)

[2] 自来水厂水处理工艺的发展与应用. 陈凯. 四川建材,2021(09)

[3] 环境工程水处理中超滤膜技术的应用探讨. 陈继辉; 李晓妹. 绿色环保建材 ,2020(06)

作者简介：龙上海，男，1996 年 1 月 19 日，安徽安庆人，硕士研究生，目前职称：工程师，研究方向：电厂化学专业设计工作