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臭氧化消毒技术在海水消毒净化中的应用

2019/3/9 8:51:30

一. 背景和意义
      陆地淡水资源紧缺已成为世界性的危机。本世纪以来，世界农业用水增长了37倍、城市生活用水增长了12倍、工业用水增长了20倍；现在每年还以4～5%的速度增长。目前已有100多个国家受到水源缺少的困扰，严重影响人民健康和社会经济发展。尤其我国是淡水资源奇缺的国家之一，人均淡水占有量仅2400m3/年。是世界人均占有量的1/4，特别是十四个沿海开放城市中，就有天津、青岛、大连等九个城市缺水，人均淡水占有量仅为400 m3/年。据测算我国每年因缺水而损失工业产值达2400亿元，因此沿海城镇丰富的海水资源的利用，当是解决淡水源不足的重要出路。
      海水综合利用主要指的是海水淡化、海水直接利用、海水资源提取等技术产业，其中海水直接利用系指工业用冷却水、洗涤用水和生活中的海水冲厕。而城市中工业用水占总用水量的80%，冷却水占工业用水的80%。尤其是沿海城镇中进行海产品加工、冷冻、冷藏的厂家很多，洗涤用水量很大；众多的肠衣厂洗涤用水量更是可观：占本行业用水量的90%以上，本项目在这方面极有推广价值，对缓解沿海城镇用水作用非同小可。
      1992年2月山东省食品进出口公司青岛冷藏厂拟定在扩建厂房的同时，对原来采用加氯进行海水消毒的方法进行改革，以提高水产品加工中所用洗涤海水的水质。并于1992年11月委托国家海洋局第一海洋研究所实施。课题组经过认真论证、设计，1994年5月开工兴建，10月建成一座处理量为200m3/h、细菌学指标和感官指标都优于国家饮水标准的现代化海水处理站。同年12月4日通过甲方组织的应用验收。

二. 主要技术内容
     臭氧的性质和消毒净化机理
     臭氧是氧的不稳定的同素异构体，具有不同于其它消毒剂的特性：
     1．不稳定性。易分解成氧，不会造成二次污染。
     2．强氧化性。它的这一特性，决定它具有极强的消毒效果。
   3．易溶于水。这就大大提高了它在水中的消毒效果。
     4．它是气体，呈游离状态。
     理想的消毒设备不仅能杀死所有的致病细菌（病原体）和病毒，还能去除某些洗涤剂、农药中致色、致味、致臭等耐生物降解的物质。合理利用臭氧化消毒技术，控制臭氧的投加量，可同时完成以上工作，不用另外添加其它药物。
臭氧杀灭细菌和病毒的作用，通常是物理的、化学的及生物的等几个方面的综合。其作用机制为：
     1．作用于细胞膜导致细胞膜的通透性增加，细胞内物质外流，使细胞失去活力。
     2．使细胞活动必须的酶失去活性，这些酶是合成细胞的重要成分。
     3．破坏细胞质内的遗传物质，直接破坏其RNA（核糖核酸）和DNA（脱脂核糖核酸）物质，导致新陈代谢障碍，直至死亡，这一过程是不可逆的反应，是极为迅速的。
     人工产生臭氧的方法较多，有电化学法、光化学法、高压电晕放电法等等，其中以高压电晕放电法产量最高、最经济、最实用，所以目前世界各国的臭氧发生装置多采用此法。其原理是原自自然界电闪雷击产生臭氧的原理。
     臭氧消亡的途径，可以说有两个，一是自然消亡，臭氧在250nm-320nm的紫外线照射下自然分解为02 ；二是化合消亡，臭氧是强氧化剂，它可与任何物质反应，化合消亡。由此使臭氧变成了不稳定，可迅速分解的物质。
     臭氧化消毒技术的优点：
    1．臭氧消毒作用是极强的，杀菌力强，菌谱宽，不管是细菌病毒，还是未萌动的饱子都具有杀灭作用。
     2．杀灭速度快，约为氯的百倍以上。
     3．臭氧消毒过程中产生的氧化物是无毒、无味、能生物降解的物质。
     4．臭氧能很快分解成为氧，不会产生二次污染，被人们称之为“洁净的消毒剂”。所以，过分使用不会产生危害。
     5．臭氧的消毒作用受pH和温度影响较小。
     6．臭氧是气体游离状态，消毒中不会产生死角。
     7．臭氧在消毒过程中，通过其氧化絮凝作用起到一定的净化作用。
     8．臭氧消毒技术可用于饮用水、海水、污水处理，也可用于环境物体等的消毒，应用范围广，被称之为“万能消毒剂”。
     9．臭氧在应用中，只能就地产生。所以，简便、安全、可靠、经济。

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