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技術(shù)文章
臭氧技術(shù)在海水消毒凈化中的應(yīng)用
閱讀：1530 發(fā)布時(shí)間：2013-11-3
臭氧消毒技術(shù)在海水消毒凈化中的應(yīng)用
一.背景和意義
陸地淡水資源緊缺已成為世界性的危機(jī)。本世紀(jì)以來(lái)，世界農(nóng)業(yè)用水增長(zhǎng)了37倍、城市生活用水增長(zhǎng)了12倍、工業(yè)用水增長(zhǎng)了20倍；現(xiàn)在每年還以4～5%的速度增長(zhǎng)。目前已有100多個(gè)國(guó)家受到水源缺少的困擾，嚴(yán)重影響人民健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。尤其我國(guó)是淡水資源奇缺的國(guó)家之一，人均淡水占有量?jī)H2400m3/年。是世界人均占有量的1/4，特別是十四個(gè)沿海開放城市中，就有天津、青島、大連等九個(gè)城市缺水，人均淡水占有量?jī)H為400m3/年。據(jù)測(cè)算我國(guó)每年因缺水而損失工業(yè)產(chǎn)值達(dá)2400億元，因此沿海城鎮(zhèn)豐富的海水資源的利用，當(dāng)是解決淡水源不足的重要出路。
海水綜合利用主要指的是海水淡化、海水直接利用、海水資源提取等技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其中海水直接利用系指工業(yè)用冷卻水、洗滌用水和生活中的海水沖廁。而城市中工業(yè)用水占總用水量的80%，冷卻水占工業(yè)用水的80%。尤其是沿海城鎮(zhèn)中進(jìn)行海產(chǎn)品加工、冷凍、冷藏的廠家很多，洗滌用水量很大；眾多的腸衣廠洗滌用水量更是可觀：占本行業(yè)用水量的90%以上，本項(xiàng)目在這方面極有推廣價(jià)值，對(duì)緩解沿海城鎮(zhèn)用水作用非同小可。
1992年2月山東省食品進(jìn)出口公司青島冷藏廠擬定在擴(kuò)建廠房的同時(shí)，對(duì)原來(lái)采用加氯進(jìn)行海水消毒的方法進(jìn)行改革，以提高水產(chǎn)品加工中所用洗滌海水的水質(zhì)。并于1992年11月委托**海洋研究所實(shí)施。課題組經(jīng)過(guò)認(rèn)真論證、設(shè)計(jì)，1994年5月開工興建，10月建成一座處理量為200m3/h、細(xì)菌學(xué)指標(biāo)和感官指標(biāo)都優(yōu)于國(guó)家飲水標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化海水處理站。同年12月4日通過(guò)甲方組織的應(yīng)用驗(yàn)收。
二.主要技術(shù)內(nèi)容
臭氧發(fā)生器的性質(zhì)和消毒凈化機(jī)理
臭氧是氧的不穩(wěn)定的同素異構(gòu)體，具有不同于其它消毒劑的特性：
1．不穩(wěn)定性。易分解成氧，不會(huì)造成二次污染。
2．強(qiáng)氧化性。它的這一特性，決定它具有*的消毒效果。
3．易溶于水。這就大大提高了它在水中的消毒效果。
4．它是氣體，呈游離狀態(tài)。
理想的消毒設(shè)備不僅能殺死所有的致病細(xì)菌（病原體）和病毒，還能去除某些洗滌劑、農(nóng)藥中致色、致味、致臭等耐生物降解的物質(zhì)。合理利用臭氧化消毒技術(shù)，控制臭氧的投加量，可同時(shí)完成以上工作，不用另外添加其它藥物。
臭氧殺滅細(xì)菌和病毒的作用，通常是物理的、化學(xué)的及生物的等幾個(gè)方面的綜合作用。其作用機(jī)制為：
1．作用于細(xì)胞膜導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外流，使細(xì)胞失去活力。
2．使細(xì)胞活動(dòng)必須的酶失去活性，這些酶是合成細(xì)胞的重要成分。
3．破壞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)，直接破壞其RNA（核糖核酸）和DNA（脫脂核糖核酸）物質(zhì)，導(dǎo)致新陳代謝障礙，直至死亡，這一過(guò)程是不可逆的反應(yīng)，是極為迅速的。
人工產(chǎn)生臭氧的方法較多，有電化學(xué)法、光化學(xué)法、高壓電暈放電法等等，其中以高壓電暈放電法產(chǎn)量zui高、、*，所以目前世界各國(guó)的臭氧發(fā)生裝置多采用此法。其原理是原自自然界電閃雷擊產(chǎn)生臭氧的原理。
臭氧消亡的途徑，可以說(shuō)有兩個(gè)，一是自然消亡，臭氧在250nm-320nm的紫外線照射下自然分解為02；二是化合消亡，臭氧是強(qiáng)氧化劑，它可與任何物質(zhì)反應(yīng)，化合消亡。由此使臭氧變成了不穩(wěn)定，可迅速分解的物質(zhì)。
臭氧化消毒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：
1．臭氧發(fā)生器消毒作用是*的，殺菌力強(qiáng)，菌譜寬，不管是細(xì)菌病毒，還是未萌動(dòng)的飽子都具有殺滅作用。
2．殺滅速度快，約為氯的百倍以上。
3．臭氧消毒過(guò)程中產(chǎn)生的氧化物是無(wú)毒、無(wú)味、能生物降解的物質(zhì)。
4．臭氧能很快分解成為氧，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，被人們稱之為“潔凈的消毒劑”。所以，過(guò)分使用不會(huì)產(chǎn)生危害。
5．臭氧的消毒作用受pH和溫度影響較小。
6．臭氧是氣體游離狀態(tài)，消毒中不會(huì)產(chǎn)生死角。
7．臭氧在消毒過(guò)程中，通過(guò)其氧化絮凝作用起到一定的凈化作用。
8．臭氧消毒技術(shù)可用于飲用水、海水、污水處理，也可用于環(huán)境物體等的消毒，應(yīng)用范圍廣，被稱之為“消毒劑”。
9．臭氧在應(yīng)用中，只能就地產(chǎn)生。所以，簡(jiǎn)便、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。
工藝流程的制定
在總結(jié)了我們以往對(duì)臭氧化消毒實(shí)驗(yàn)、研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了資料文獻(xiàn)的匯集，同時(shí)參觀和考察了臭氧化飲用水處理廠，并在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了較長(zhǎng)時(shí)間的海水消毒模擬實(shí)驗(yàn)，取得了一定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而提出了可行性報(bào)告、工藝流程方案、設(shè)備型號(hào)選擇方案。
一.背景和意義
陸地淡水資源緊缺已成為世界性的危機(jī)。本世紀(jì)以來(lái)，世界農(nóng)業(yè)用水增長(zhǎng)了37倍、城市生活用水增長(zhǎng)了12倍、工業(yè)用水增長(zhǎng)了20倍；現(xiàn)在每年還以4～5%的速度增長(zhǎng)。目前已有100多個(gè)國(guó)家受到水源缺少的困擾，嚴(yán)重影響人民健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。尤其我國(guó)是淡水資源奇缺的國(guó)家之一，人均淡水占有量?jī)H2400m3/年。是世界人均占有量的1/4，特別是十四個(gè)沿海開放城市中，就有天津、青島、大連等九個(gè)城市缺水，人均淡水占有量?jī)H為400m3/年。據(jù)測(cè)算我國(guó)每年因缺水而損失工業(yè)產(chǎn)值達(dá)2400億元，因此沿海城鎮(zhèn)豐富的海水資源的利用，當(dāng)是解決淡水源不足的重要出路。
海水綜合利用主要指的是海水淡化、海水直接利用、海水資源提取等技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其中海水直接利用系指工業(yè)用冷卻水、洗滌用水和生活中的海水沖廁。而城市中工業(yè)用水占總用水量的80%，冷卻水占工業(yè)用水的80%。尤其是沿海城鎮(zhèn)中進(jìn)行海產(chǎn)品加工、冷凍、冷藏的廠家很多，洗滌用水量很大；眾多的腸衣廠洗滌用水量更是可觀：占本行業(yè)用水量的90%以上，本項(xiàng)目在這方面極有推廣價(jià)值，對(duì)緩解沿海城鎮(zhèn)用水作用非同小可。
1992年2月山東省食品進(jìn)出口公司青島冷藏廠擬定在擴(kuò)建廠房的同時(shí)，對(duì)原來(lái)采用加氯進(jìn)行海水消毒的方法進(jìn)行改革，以提高水產(chǎn)品加工中所用洗滌海水的水質(zhì)。并于1992年11月委托**海洋研究所實(shí)施。課題組經(jīng)過(guò)認(rèn)真論證、設(shè)計(jì)，1994年5月開工興建，10月建成一座處理量為200m3/h、細(xì)菌學(xué)指標(biāo)和感官指標(biāo)都優(yōu)于國(guó)家飲水標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化海水處理站。同年12月4日通過(guò)甲方組織的應(yīng)用驗(yàn)收。
二.主要技術(shù)內(nèi)容
臭氧發(fā)生器的性質(zhì)和消毒凈化機(jī)理
臭氧是氧的不穩(wěn)定的同素異構(gòu)體，具有不同于其它消毒劑的特性：
1．不穩(wěn)定性。易分解成氧，不會(huì)造成二次污染。
2．強(qiáng)氧化性。它的這一特性，決定它具有*的消毒效果。
3．易溶于水。這就大大提高了它在水中的消毒效果。
4．它是氣體，呈游離狀態(tài)。
理想的消毒設(shè)備不僅能殺死所有的致病細(xì)菌（病原體）和病毒，還能去除某些洗滌劑、農(nóng)藥中致色、致味、致臭等耐生物降解的物質(zhì)。合理利用臭氧化消毒技術(shù)，控制臭氧的投加量，可同時(shí)完成以上工作，不用另外添加其它藥物。
臭氧殺滅細(xì)菌和病毒的作用，通常是物理的、化學(xué)的及生物的等幾個(gè)方面的綜合作用。其作用機(jī)制為：
1．作用于細(xì)胞膜導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外流，使細(xì)胞失去活力。
2．使細(xì)胞活動(dòng)必須的酶失去活性，這些酶是合成細(xì)胞的重要成分。
3．破壞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)，直接破壞其RNA（核糖核酸）和DNA（脫脂核糖核酸）物質(zhì)，導(dǎo)致新陳代謝障礙，直至死亡，這一過(guò)程是不可逆的反應(yīng)，是極為迅速的。
人工產(chǎn)生臭氧的方法較多，有電化學(xué)法、光化學(xué)法、高壓電暈放電法等等，其中以高壓電暈放電法產(chǎn)量zui高、、*，所以目前世界各國(guó)的臭氧發(fā)生裝置多采用此法。其原理是原自自然界電閃雷擊產(chǎn)生臭氧的原理。
臭氧消亡的途徑，可以說(shuō)有兩個(gè)，一是自然消亡，臭氧在250nm-320nm的紫外線照射下自然分解為02；二是化合消亡，臭氧是強(qiáng)氧化劑，它可與任何物質(zhì)反應(yīng)，化合消亡。由此使臭氧變成了不穩(wěn)定，可迅速分解的物質(zhì)。
臭氧化消毒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：
1．臭氧發(fā)生器消毒作用是*的，殺菌力強(qiáng)，菌譜寬，不管是細(xì)菌病毒，還是未萌動(dòng)的飽子都具有殺滅作用。
2．殺滅速度快，約為氯的百倍以上。
3．臭氧消毒過(guò)程中產(chǎn)生的氧化物是無(wú)毒、無(wú)味、能生物降解的物質(zhì)。
4．臭氧能很快分解成為氧，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，被人們稱之為“潔凈的消毒劑”。所以，過(guò)分使用不會(huì)產(chǎn)生危害。
5．臭氧的消毒作用受pH和溫度影響較小。
6．臭氧是氣體游離狀態(tài)，消毒中不會(huì)產(chǎn)生死角。
7．臭氧在消毒過(guò)程中，通過(guò)其氧化絮凝作用起到一定的凈化作用。
8．臭氧消毒技術(shù)可用于飲用水、海水、污水處理，也可用于環(huán)境物體等的消毒，應(yīng)用范圍廣，被稱之為“消毒劑”。
9．臭氧在應(yīng)用中，只能就地產(chǎn)生。所以，簡(jiǎn)便、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。
工藝流程的制定
在總結(jié)了我們以往對(duì)臭氧化消毒實(shí)驗(yàn)、研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了資料文獻(xiàn)的匯集，同時(shí)參觀和考察了臭氧化飲用水處理廠，并在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了較長(zhǎng)時(shí)間的海水消毒模擬實(shí)驗(yàn)，取得了一定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而提出了可行性報(bào)告、工藝流程方案、設(shè)備型號(hào)選擇方案。