純凈水/礦泵水工藝流程

礦泉水廠(chǎng)生產(chǎn)工藝流程圖：　

純凈水/礦泉水廠(chǎng)生產(chǎn)工藝流程（圖）： 

a) 原水泵 

     主要功能：恒定系統供水壓力，穩定供水量 

b) 機械過(guò)濾器 

     采用多次過(guò)濾層的過(guò)濾器，主要目的是去除原水中含有的錳、鐵重金屬、泥沙、鐵銹、膠體物質(zhì)、懸浮物等顆粒在20um以上的物質(zhì)，系統可以進(jìn)行反沖洗、正沖洗等一系列操作。 

主要功能：保證設備的產(chǎn)水量，延長(cháng)設備的使用壽命。

 c) 活性炭過(guò)濾器 

     采用果殼活性炭過(guò)濾器，活性炭不但可吸附電解質(zhì)離子，還可以進(jìn)行離子交換吸附。經(jīng)活性炭吸附還可使高錳酸鉀耗氧量（COD）由15mg/L（02）降至2-7mg/L(02),此外由于吸附作用使表面被吸附復制的濃度增加，因而還起到催化作用，去除水中的色素、異味、大量生化有機物、降低水的余鹵值及農藥污染物和除去水中三鹵化物（THM）以及其他的污染物。系統可以進(jìn)行反沖洗、正沖洗等一系列操作。同時(shí)，設備具有自我維護系統，運行費用很低。 

主要功能：保證設備的產(chǎn)水質(zhì)量，延長(cháng)設備的使用壽命 

d) 軟化系統 

    為防止濃水端特別是RO裝置最后一根膜組件濃水側出現CACO3，MGCO3，MGSO4，CASO4，BASO4，SRSO4，SISO4的濃度大于其平衡溶解度常數而結晶析出，損壞膜原件的應有特性，在進(jìn)入反滲透膜組件之前系統采用鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，進(jìn)行離子交換吸附，去除水中主要硬度成分，吸附飽和后，樹(shù)脂失效，可用工業(yè)用鹽進(jìn)行再生樹(shù)脂，使之恢復交換能力。 

每套軟化系統包括：軟化罐、控制器（或射流器/鹽泵）、鹽箱及鹽閥 主要功能：防止反滲透摸結垢，延長(cháng)反滲透膜的使用壽命

 e) 精密過(guò)濾器 

     精密過(guò)濾器用來(lái)截留預處理系統漏過(guò)的少量機械雜質(zhì)。過(guò)濾器筒體采用工程塑料或SUS304材質(zhì)；內裝PPF濾芯。聚丙烯濾芯是一種效率高、阻力小的深層過(guò)濾元件。適用于含懸浮雜質(zhì)較低（濁度小于2-5度）的水進(jìn)一步凈化。聚丙烯濾芯由聚丙烯纖維按一定規律纏繞在注塑聚丙烯多孔管上形成。主要功能：保證進(jìn)入反滲透膜的水顆粒度小于0.1um 

f) 反滲透系統 

     反滲透裝置是用足夠的壓力使溶液中的溶劑（一般是水）通過(guò)反滲透膜（或稱(chēng)半透膜）而分離出來(lái)，因為這個(gè)過(guò)程和自然滲透的方向相反，因此稱(chēng)為反滲透。  

反滲透法能適應各類(lèi)含鹽量的原水，尤其是在高含鹽量的水處理工程中，能獲得很好的技術(shù)經(jīng)濟效益。反滲透法的脫鹽率提高，回收率高，運行穩定，占地面積小，操作簡(jiǎn)便，反滲透設備在除鹽的同時(shí)，也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除。  h)設備工藝流程圖： 

     原水→原水增壓泵→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→離子交換器→保安過(guò)濾器→多級高壓泵→RO反滲透系統→純水箱→全自動(dòng)桶/瓶水灌裝生產(chǎn)線(xiàn)→包裝→入庫 

　　　　　　　　　　　　　一、礦泉水生產(chǎn)工藝流程圖：
給水處理中臭氧與二氧化氯的應用比較 

目前，我國給水中應用的氧化消毒劑以液氯為主。但隨著(zhù)源水污染的變化，廢水中各種有機物的含量有所增加，運用液氯消毒會(huì )產(chǎn)生氯代有機物，其中有的產(chǎn)物具有致突變作用。為滿(mǎn)足人們對水質(zhì)要求 

的不斷提高，尋求能替代氯的更安全而經(jīng)濟的新型氧化消毒劑，成為今后給水處理的一個(gè)發(fā)展方向。其中，較有前途的是二氧化氯（ClO2）和臭氧（O3）。 1.二氧化氯（ClO2） 1.1二氧化氯的應用 

    十九世紀初，美國科學(xué)家DaryH.發(fā)現了ClO2氣體。二十世紀40年代，二氧化氯開(kāi)始應用于食品加工的殺菌消毒，造紙的漂白和水的凈化處理等。由于二氧化氯不會(huì )與有機物反應而生成THMs，所以在 飲用水處理中應用越來(lái)越廣泛。1983年，美國國家環(huán)保局（EPA）提出飲用水中三氯甲烷含量必需低于0.1mg/L，并推薦使用ClO2消毒。二氧化氯消毒的安全性被世界衛生組織（WHO）列為A1級，被認定為 氯系消毒劑最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。目前，美國和歐洲已有上千家水廠(chǎng)采用ClO2消毒；我國則多用于造紙、紡織等行業(yè)，并逐步應用于自來(lái)水廠(chǎng)。 

    在給水處理中，ClO2不僅可以作為高效的消毒劑，還可考慮投加在原水、沉淀池前或濾池前，進(jìn)行預氧化或中間氧化，以控制嗅味（尤其是氯酚或藻類(lèi)副產(chǎn)物嗅味等），防止微生物滋長(cháng)，加強混凝 

過(guò)濾；也可用于去除水中的鐵、錳和色度。另外，歐洲一些國家將ClO2、O3即Cl2結合起來(lái)用于飲用水處理，取得了較好的效果。 1.2二氧化氯的物理性質(zhì) 

     二氧化氯（ClO2）常溫（20℃）下是一種黃綠色的氣體，具有與氯氣、臭氧類(lèi)似的刺激性氣味，分子量67.45，比空氣重，熔點(diǎn)-59℃，沸點(diǎn)11℃。 

    ClO2極易溶于水而不與水反應，22℃時(shí)溶解度約為氯的5倍，達2.9g/L。ClO2在水中的溶解度隨溫度升高而降低。同時(shí)二氧化氯分子的電子結構雖是不飽和狀態(tài)，在水中卻不以聚合狀態(tài)存在，這對 

ClO2在水中迅速擴散十分有利。但ClO2水溶液易揮發(fā)，在較高溫度與光照下會(huì )生成ClO2-與ClO3-，應避光低溫保存。 

    據介紹，ClO2在常溫下可壓縮成深紅色液體，極易揮發(fā)，極不穩定，光照、機械碰撞或接觸有機物都會(huì )發(fā)生爆炸；在空氣中的體積濃度超過(guò)10%或在水中濃度超過(guò)30%時(shí)也會(huì )發(fā)生爆炸。不過(guò)ClO2溶液 濃度在10g/L以下時(shí)基本沒(méi)有爆炸的危險。 

     由于ClO2對壓力、溫度和光線(xiàn)敏感，不能壓縮進(jìn)行液化儲存和運輸，只能在使用時(shí)現場(chǎng)臨時(shí)制備。 1.3二氧化氯的氧化消毒機理 

作為強氧化劑，ClO2在酸性條件下具有很強的氧化性：ClO2+4H++5e=Cl-+2H2O  在水廠(chǎng)pH≈7的中性條件下，       ClO2+e=ClO2- 

              ClO2-+2H2O+4e=Cl?-+4OH- 

              ClO2能將水中少量的S2-、SO32-、NO2-等還原性酸根氧化去除，還可去除水中的Fe2+、Mn2+及重金屬離子等。另外，對水中有機物的氧化，Cl2以親電取代為主，而ClO2以氧化還原為主 ，能將腐殖酸、富里酸等降解，且降解產(chǎn)物不以三氯甲烷形式存在。 

              ClO2是一種光譜、高效的殺菌消毒劑，實(shí)驗證實(shí)，它對細菌、芽孢、藻類(lèi)、真菌、病毒等均有良好的殺滅效果。關(guān)于ClO2的消毒機理，由多種解釋?zhuān)话阏J為ClO2對微生物細胞壁有較 好的吸附和穿透作用，能滲透到細胞內部與含巰基（-SH）的酶反應，使之迅速失活，抑制細胞內蛋白質(zhì)的合成，從而達到將微生物滅活的目的。 

              由于細菌、病毒、真菌都是單細胞的低級微生物，其酶系分布于細胞膜表面，易于受到ClO2攻擊而失活。而人和動(dòng)物細胞中，酶系位于細胞質(zhì)之中受到系統的保護，ClO2難以和酶直接

接觸，故其對人和動(dòng)物的危害較小。 

              1.4二氧化氯的氧化消毒特性 

              ClO2-時(shí)較強的氧化劑，氧化水中有機物具有選擇性。 

              （1）ClO2-氧化能力強，其氧化能力是氯的2.5倍，能迅速殺滅水中的病原菌、病毒和藻類(lèi)（包括芽孢、病毒和蠕蟲(chóng)等）。 

              （2）與氯不同，ClO2-消毒性能不受pH值影響。這主要是因為氯消毒靠次氯酸殺菌而二氧化氯則靠自身殺菌。 

              （3）ClO2不與氨或氯胺反應，在含氨高的水中也可以發(fā)揮很好的殺菌作用，而使用氯消毒則會(huì )受到很大影響。 

              （4）ClO2隨水溫升高滅活能力加大，從而彌補了因水溫升高ClO2在水中溶解度的下降。               （5）ClO2的殘余量能在管網(wǎng)中持續很長(cháng)時(shí)間，故對病毒、細菌的滅活效果比臭氧和氯更有效。 

              （6）ClO2具有較強的脫色、去味及除鐵、錳效果。 

              （7）ClO2消毒只是有選擇的與某些有機物進(jìn)行氧化反應將起降解為含氧基團為主的產(chǎn)物，不產(chǎn)生氯化有機物，所需投加量小，約為氯投加量的40%,且不受水中氨氮的影響。因此，采用 ClO2代替氯消毒，可使水中三氯甲烷生成量減少90%。               1.5二氧化氯的制備及經(jīng)濟性比較 

              ClO2-的制備方法有化學(xué)反應法、電解食鹽法、離子交換法等。其中化學(xué)法和電解法在生產(chǎn)上應用較多。 

 1.5.1化學(xué)法 

              化學(xué)反應制取ClO2的方法有：（1）鹽酸與亞氯酸鈉反應   5NaClO2+4HCl=5NaCl+4HCl+2H2O    （2）鹽酸與氯酸鈉反應 

              2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2+2H2O （3）液氣混合反應   2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2 

              根據方法（3）研制的ClO2發(fā)生器，使用時(shí)固體亞氯酸鈉至于反應器中，以空氣稀釋的氯氣通過(guò)反應器，這樣可在反應過(guò)程中一直保持過(guò)量的亞氯酸鈉，使全部氯氣都參與反應從而避免 產(chǎn)物中混入氯氣。但由于NaClO2價(jià)格昂貴，這種方法的成本與運行費用較高，難以在飲用水處理中推廣。 目前，一般談到的化學(xué)法制取ClO2指方法（1）。這種方法生產(chǎn)規模較小，設備簡(jiǎn)單，便于實(shí)現自動(dòng)化操作，適于水處理中生產(chǎn)應用；但碰到的問(wèn)題同樣是NaClO2價(jià)格昂貴，且該法ClO2 的理論產(chǎn)率只有80%。為此，有公司研制出使用NaClO3和H2SO4反應制取ClO2的二氧化氯發(fā)生器，其反應原理是： 

              2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2+Cl2+2H2O+2Na2SO4               反應中會(huì )產(chǎn)生氯氣，用戶(hù)再根據需要將氣體純化，               2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2 

              據稱(chēng)該種發(fā)生器產(chǎn)生的混合氣體中ClO2占70%，其余30%為Cl2。使用純化器后ClO2的含量可達95%。該發(fā)生器價(jià)格不到相同規格電解法發(fā)生器的1/2，比使用NaClO2的發(fā)生器價(jià)格還低。設 備可以連續運轉，也可以間歇使用，發(fā)生器可調范圍大。同時(shí)，NaClO3價(jià)格低廉，只有NaClO2價(jià)格的十分之一，運行費用較低，有一定的競爭力。              

 1.5.2電解法 

              電解NaCl溶液生產(chǎn)ClO2以食鹽為原料，采用隔膜電解工藝，在陽(yáng)極室注入飽和食鹽水，陰極室加入自來(lái)水，接通電源后使離子定向遷移，從而在陽(yáng)極室及中性電極周?chē)a(chǎn)生ClO2、O3、 H2O2、Cl2等混合氣體。生產(chǎn)中可以通過(guò)降低電解溫度，控制鹽水流量，增加陽(yáng)極室ClO3-含量等方法提高ClO2產(chǎn)率。產(chǎn)生的混合氣體ClO2僅占10%左右，除了O3、H2O2外，大部分是氯氣。這就無(wú)法避免液 氯消毒的缺點(diǎn)。同時(shí)ClO2含量也難以精確計算，設備復雜，易損壞部件價(jià)格昂貴，運行維護困難。但目前國內仍多用此法。 

              也有報道稱(chēng)電解法可生產(chǎn)一種以ClO2為主的復合消毒劑，其成分ClO2占37%，Cl2占27%，O3占15%，H2O2占10%，其它占11%。由于氧化作用速度O3> 

              ClO2>Cl2，所以O3和ClO2首先降水中的有機物氧化分解，并進(jìn)行消毒，而27%的Cl2可保證水中足夠的余氯。這對快速氧化和殺滅水中微生物及穩定水質(zhì)都有很好的效果。 

              另外，曾有液體穩定性ClO2、固體穩定性ClO2的研究報道。根據有關(guān)資料，投加10mg/L的液氯進(jìn)行消毒，藥劑成本約0.022元/噸水；利用HCl和NaClO2制取的ClO2按0.5mg/L投加，噸水 消毒成本約0.02元。而采用液體穩定性二氧化氯和固體穩定性二氧化氯消毒，藥劑成本分別為每噸水0.35元和0.12元（投加量0.5mg/L），顯然經(jīng)濟性較差。               1.6使用二氧化氯存在的問(wèn)題 

              ClO2加入水中后，會(huì )有50%～70%轉變?yōu)?/span>ClO2-與ClO3-。很多實(shí)驗表明ClO2-、ClO3-對血紅細胞有損害，對碘的吸收代謝有干擾，還會(huì )使血液中膽固醇升高。美國EPA建議二氧化氯消毒時(shí) 殘余氧化劑總量（ClO2＋ClO2-＋ClO3-）<1.0mg/L，使對正常人群健康不致有影響。而實(shí)際應用中ClO2的劑量都控制在0.5mg/L以下。 

              ClO2氧化分解有機物具有較強的選擇性。它能氧化去除水中的Fe2+、Mn2+、氰化物、酚等；能氧化硫醇、仲胺和叔胺，消除水中的不愉快氣味，卻不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有機物 ，導致去除不徹底。 

              二氧化氯性質(zhì)比較活潑，易爆炸，且其本身也有毒性。因此在使用ClO2時(shí)要十分注意安全。一般在ClO2制備系統中應嚴格控制原料稀釋濃度，防止誤操作并應建立相應安全措施。ClO2 儲存要低溫避光；ClO2車(chē)間禁用火種，設良好的通風(fēng)換氣設備。               2.臭氧（O3）               2.1臭氧的應用 

              1840年瑞士化學(xué)家Schōnbein證實(shí)了臭氧的存在。1886年法國人Meritenus發(fā)現臭氧具有殺菌作用。1893年荷蘭首先將臭氧應用于水的消毒處理。1906年法國的Nice城將臭氧用于大規模 凈水廠(chǎng)的水處理，至今已有近百年歷史。 

              臭氧氧化能力強，用于消毒殺菌殺傷力大，速度快；臭氧可氧化溶解性鐵、錳，形成高價(jià)沉淀物，使之易于去除；可將氰化物、酚等有毒有害物質(zhì)氧化為無(wú)害物質(zhì)；可氧化致嗅和致色 物質(zhì)，從而減少嗅味，降低色度；可將生物難分解的大分子有機物氧化分解為中小分子量有機物，使之易于生物降解；使用臭氧預處理，還可以起到微絮凝作用，提高出水水質(zhì)；應用臭氧，不會(huì )在處理 過(guò)程中產(chǎn)生有害的三致物質(zhì)。 

              目前，世界上有上千家水廠(chǎng)使用臭氧進(jìn)行處理、消毒。在歐洲主要城市已把臭氧作為去除水中污染的一種主要手段用于飲用水的深度凈化。20世紀70年代初以來(lái)，許多國家還對臭氧應 用于城市污水、工業(yè)廢水、循環(huán)冷卻水處理進(jìn)行了研究并有很多成功的例子。70年代中期開(kāi)始，我國也開(kāi)始了利用臭氧氧化工藝處理受污染飲用水水源的試驗研究工作?，F在國內已有數十家水廠(chǎng)應用于 實(shí)際生產(chǎn)。 

              2.2臭氧的物理性質(zhì) 

              O3是一種具有特殊的刺激性氣味的不穩定氣體，常溫下為淺藍色，液態(tài)呈深藍色。O3是常用氧化劑中氧化能力最強的，在水中的氧化還原電位為2.07V，而氯為1.36V，二氧化氯為1.50V 。另外，O3具有較強腐蝕性。 

              O3在空氣中會(huì )慢慢自行分解為O2，同時(shí)放出大量的熱量，當其濃度超過(guò)25%時(shí)，很容易爆炸。但一般臭氧化空氣中O3的濃度不超過(guò)10%，不會(huì )發(fā)生爆炸。 

              在標準壓力和溫度下，純臭氧的溶解度比氧大10倍，比空氣大25倍。0℃時(shí)，純臭氧在水中的溶解度可達1.371g/L。O3在水中不穩定，在含雜質(zhì)的水溶液中迅速分解為O2，并產(chǎn)生氧化能 力極強的單原子氧（O）和羥基（OH）等具有極強滅菌作用的物質(zhì)。其中羥基的氧化還原電位為2.80V。20℃時(shí)，O3在自來(lái)水中的半衰期約為20分鐘。             

  2.3臭氧的氧化消毒機理 

              O3溶于水后會(huì )發(fā)生兩種反應：一種是直接氧化，反應速度慢，選擇性高，易與苯酚等芳香族化合物及乙醇、胺等反應。另一種是O3分解產(chǎn)生羥基自由基從而引發(fā)的鏈反應，此反應還會(huì ) 產(chǎn)生十分活潑的、具有強氧化能力的單原子氧（O），可瞬時(shí)分解水中有機物質(zhì)、細菌和微生物。  O3→O2+（O）   （O）+H2O→2OH 

              羥基是強氧化劑、催化劑，引起的連鎖反應可使水中有機物充分降解。 

              當溶液pH值高于7時(shí)，O3自分解加劇，自由基型反應占主導地位，這種反應速度快，選擇性低。 

              由上述機理可知，O3在水處理中能氧化水中的多數有機物使之降解，并能氧化酚、氨氮、鐵、錳等無(wú)機還原物質(zhì)。此外，由于O3具有很高的氧化還原電位，能破壞或分解細菌的細胞壁 

，容易通過(guò)微生物細胞膜迅速擴散到細胞內并氧化其中的酶等有機物；或破壞其細胞膜、組織結構的蛋白質(zhì)、核糖核酸等從而導致細胞死亡。因此，O3能夠除藻殺菌，對病毒、芽孢等生命力較強的微生 物也能起到很好的滅活作用。 

              2.4臭氧的氧化消毒特性 

              （1）O3作為高效的無(wú)二次污染的氧化劑，是常用氧化劑中氧化能力最強的

（O3>ClO2>Cl2>NH2Cl），其氧化能力是氯的2倍，殺菌能力是氯的數百倍，能夠氧化分解水中的有機物，氧化 

去除無(wú)機還原物質(zhì)，能極迅速地殺滅水中的細菌、藻類(lèi)、病原體等。 

              （2）O3消毒受pH值、水溫及水中含氨量影響較小，但也有一定的選擇性，如綠霉菌、青霉菌等對O3具有抗藥性，須較長(cháng)時(shí)間才能殺死。O3用于飲用水消毒時(shí)，水的濁度、色度對消毒滅 菌效果有影響，將有相當一部分O3被用于無(wú)機物和有機物的氧化分解上。 

              （3）O3去除微生物、水草、藻類(lèi)等有機物產(chǎn)生的嗅、味，效果良好，脫色能力比Cl2和ClO2更為有效和迅速。 

              （4）投加O3能改變小粒徑顆粒表面電荷的性質(zhì)和大小，使帶電的小顆粒聚集；同時(shí)O3氧化溶解性有機物的過(guò)程中，還存在“微絮凝作用”，對提高混凝效果有一定作用。 

              （5）O3消毒效果好，劑量小，作用快，不產(chǎn)生三氯甲烷等有害物質(zhì)，同時(shí)還可使水具有較好的感官指標。O3對一些頑強病毒的滅活作用遠遠高于氯，但水中O3分解速度快，無(wú)法維持管 網(wǎng)中有一定量的剩余消毒劑水平，故通常在O3消毒后的水中投加少量的氯系消毒劑。 

              （6）O3能將水中不易降解的大分子有機物氧化分解為小分子有機物，并向水中充氧使水中溶解氧增加，為后續處理（特別是生物處理）提供了更好的條件。但從經(jīng)濟上考慮，O3投加量 不可能太高，所以氧化并不徹底，如果后續工藝處理不當，也會(huì )產(chǎn)生三鹵甲烷等有害物質(zhì)。 

              （7）在水處理過(guò)程中，應盡量不要生成新的三鹵甲烷物質(zhì)，因為三鹵甲烷一旦形成，O3也很難將其氧化去除。 

                2.5使用臭氧存在的問(wèn)題 

              O3氧化能力很強，但也并非十全十美。應用O3也存在著(zhù)一些問(wèn)題，O3化會(huì )帶來(lái)副產(chǎn)物。               微污染水源中有機物種類(lèi)繁多，O3-能與有機物反應生成一系列的中間產(chǎn)物。要對其全部進(jìn)行檢測是非常困難的。因此，世界衛生組織（WHO）采用溴酸根和甲醛作為O3副產(chǎn)物的指標。               由于經(jīng)濟方面等原因，O3投加量不可能大到將大分子有機物全部無(wú)機化；另外，即使過(guò)量投加O3，也會(huì )有其他物質(zhì)出現，也不可能使有機物全部礦化，因為O3氧化大多數有機物產(chǎn)生的 不完全氧化產(chǎn)物可能阻礙O3的進(jìn)一步分解，導致O3不可能將這些中間產(chǎn)物完全氧化，如甘油、乙醇、乙酸等。同時(shí)，O3不能有效的去除氨氮，對水中有機氯化物無(wú)氧化效果。 

              O3處理時(shí)與有機物反應生成不飽和醛類(lèi)、環(huán)氧化合物等有毒物質(zhì)，對人體健康有不良影響。如果水中含有較多的溴離子，O3會(huì )將其氧化為次溴酸。次溴酸與鹵化消毒副產(chǎn)物的前體物反 應，會(huì )產(chǎn)生溴仿和其它溴化消毒副產(chǎn)物。溴離子還能被進(jìn)一步氧化為溴酸鹽離子，從而導致出水呈致突變陽(yáng)性。臭氧化后水中可同化有機碳（AOC）上升，可能會(huì )造成水中細菌的再度繁殖。為了維持管網(wǎng) 中有足量的剩余消毒劑，在臭氧處理后再加氯或氯胺處理會(huì )分別生成三氯硝基甲烷和氯化氰，成為新的消毒副產(chǎn)物，其毒性現尚不清楚。對某些農藥，O3氧化后的產(chǎn)物可能更有害。                 

 2.6臭氧的制備及經(jīng)濟性分析 

              生產(chǎn)O3的方法有無(wú)聲放電法、放射法、紫外線(xiàn)法、電解法等。在實(shí)際凈水廠(chǎng)應用中都采用無(wú)聲放電法。 

              使氧氣（O2-）轉變O3，首先需要有很大的能量將O—O鍵裂解為氧原子。無(wú)聲放電就是利用高速電子來(lái)轟擊氧氣，使其分解成氧原子：  O2＝2O  離解后的氧原子有些合成臭氧：     3O＝O3 

有些重新合成為氧氣，有些則和氧氣合成為O3：               O+O2＝O3 

              上述反應都是可逆的，生成的O3也會(huì )分解成為氧原子活氧氣。所以，通過(guò)放電區域的氧氣中只有一部分能夠變成O3，因此生產(chǎn)出來(lái)的O3通常指含一定濃度O3的空氣，稱(chēng)為臭氧化空氣， 并非純臭氧氣。 

              每生產(chǎn)1千克O3理論上需要耗能0.836kW·h；而用空氣生產(chǎn)O3時(shí)，只有4～6%的電能作了有效功，實(shí)際每千克O3耗電15～20kW·h。用純氧氣生產(chǎn)O3的電耗大約可降低一半左右。               根據目前的技術(shù)水平，O3的生產(chǎn)原料分為空氣、純氧氣、液氧三種。 

              采用液氧一般適用于中小規模（臭氧量<50kg/h）。采用變壓吸附法或負壓吸附法現場(chǎng)制取純氧，適用于臭氧量>50kg/h的規模。利用干燥空氣制取O3，獲得的臭氧濃度一般在1～3%；而 利用純氧或液氧生產(chǎn)的臭氧濃度可達10%左右，而且空氣制取O3的電耗約為另外兩種方法的2倍。               據有關(guān)報道，利用干燥空氣、現場(chǎng)制純氧、購買(mǎi)液氧三種方法制取O3，每千克O3的生產(chǎn)成本分別約為16.0元、12.0元和17.3元?？梢?jiàn)現場(chǎng)制取純氧的辦法成本最低。若按投加量5mg/L計 ，每噸水采用O3的處理成本為0.06元。 

              實(shí)際工程中，O3多不單獨使用，常與顆?；钚蕴柯?lián)用對飲用水進(jìn)行深度處理，即臭氧——活性炭水處理工藝，效果良好。對其生產(chǎn)成本進(jìn)行分析，水廠(chǎng)規模在5～40萬(wàn)噸/天時(shí)，因采用 

臭氧——活性炭工藝而增加的制水成本在0.10～0.15元/噸之間。根據我國各自來(lái)水廠(chǎng)的供水狀況，從提高水質(zhì)和人們的生活水平考慮，這種工藝是完全可以接受的。                

              總體上說(shuō)，雖然應用O3時(shí)有副產(chǎn)物生成，但一般情況下濃度不高，毒性問(wèn)題也不嚴重。根據目前的研究，無(wú)論在副產(chǎn)物的生成量和毒性，還是在出水的致突變活性方面，O3都比Cl2和 ClO2理想。 

              結論 

              1.ClO2和O3都是高效的氧化消毒劑,其氧化消毒能力受pH值及水中氨氮的影響均較小，消毒都不會(huì )產(chǎn)生三氯甲烷，，是液氯消毒的理想替代產(chǎn)品，。 

              2.ClO2比O3具有更高的穩定性，同時(shí)又比氯具有更強的消毒能力；但氧化能力比O3差。但用臭氧消毒時(shí)，為了維持管網(wǎng)中的持續消毒能力，需要采用氯、氯胺、二氧化氯等作為輔助消 毒劑。 

              3.為避免生成三鹵甲烷難以去除，在原水腐殖質(zhì)、藻類(lèi)、酚含量高的水廠(chǎng)，建議使用ClO2或O3進(jìn)行預處理。 

              4.水處理中采用O3要比采用ClO2成本略高，但從水質(zhì)來(lái)講，采用臭氧——活性炭工藝要比采用ClO2好。就經(jīng)濟水平而言，這兩種改進(jìn)水質(zhì)的方法都是可以接受的，各水廠(chǎng)可以根據具體 情況采用相應的的措施。 

              5.由于ClO2和O3氧化能力都很強，并都具有毒性和腐蝕性，在使用中宜注意安全防護措施。

各種水處理臭氧投放量的計算

臭氧投放量的大小，需要根據客戶(hù)每小時(shí)處理水量來(lái)配置（多少立方）

所以在跟客戶(hù)溝通前需要了解客戶(hù)的情況（1、處理什么水； 2、每小時(shí)的處理水量是多少）

配置計算方法： 水量（立方每小時(shí)）* 臭氧產(chǎn)量 = 臭氧產(chǎn)量

純凈水 ：按5 G臭氧量（國家嚴格標準為氧氣源），也可用空氣源

礦泉水 ：按3-5G臭氧量（國家嚴格標準為氧氣源），也可用空氣源

純凈水/礦泉水臭氧投加方式：

1.純凈水的常規生產(chǎn)流程為：水源-增壓泵-多介質(zhì)過(guò)濾器-活性炭過(guò)濾器-離子交換器-精密過(guò)濾器-高壓泵-一級反滲透-二級反滲透-臭氧消毒-儲水罐-灌裝機-包裝車(chē)間

2.礦泉水的常規生產(chǎn)流程為：水源-增壓泵-石英砂過(guò)濾器-活性炭過(guò)濾器-精密過(guò)濾器-超濾主機-臭氧消毒-儲水罐-灌裝機-包裝車(chē)間

純凈水/礦泉水臭氧消毒建議選擇使用氧氣氣源，臭氧一般是在常規過(guò)濾之后投加，并配有臭氧反應罐，為保證消毒殺菌效果，水中臭氧的濃度應高于0.4mg/l并接觸4分鐘以上。投加方式有以下3種：

一：傳統的曝氣法---曝氣頭、曝氣盤(pán)

1.運行方式---曝氣法是把臭氧發(fā)生器所產(chǎn)生的臭氧氣體通過(guò)管道通入到臭氧反應罐的底部，經(jīng)曝氣頭、曝氣盤(pán)散發(fā)出微氣泡，氣泡在上升的過(guò)程中把臭氧溶解于水。采用曝氣法混合臭氧的效率一般為20-30%：

a反應罐一般采用不銹鋼材質(zhì)。

b反應罐帶有防倒流裝置，以防水回流到臭氧發(fā)生器。

c反應罐底部布氣，且曝氣濾孔徑要小，以便產(chǎn)生微氣泡。

d反應罐上端側部進(jìn)水，下端側部出水，與臭氧氣泡形成逆流，提高混合效率。

e中上部應裝有液位顯示，便于觀(guān)察氧化塔內的水位。

2.優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：方便、能耗較低。

缺點(diǎn)：噴頭易堵塞，氣液混合率低，水中臭氧濃度很難達到0.4mg/l。

二：文丘里射流混合法

1. 運行方式---射流法是在射流器內的氣腔在高速水流作用下形成負壓，吸進(jìn)臭氧氣體，高速水流再把臭氧氣體粉碎，形成微氣泡而與水充分接觸混合。采用射流法混合臭氧的效率一般為25-40%。

2. 如下圖：

    

2.注意事項：

a安裝止回閥并確保臭氧輸送管最高處高于反應罐頂50CM以上，以防回水。

b射流器最好的應用方式是和反應罐連用，增壓泵從反應罐下部一側進(jìn)水供給射流器，射流器的出水從反應罐的下側的切面方向再進(jìn)入反應灌，循環(huán)投加臭氧，且水流帶有臭氧氣泡在反應罐內螺旋式上升，增加了混合效率。

c送水管道應采用PVC、不銹鋼等耐氧化的材質(zhì)，增壓泵應選用不銹鋼材質(zhì)。

優(yōu)點(diǎn)：投資少，混合好，接觸時(shí)間短，混合率為曝氣法的數倍，是主流的混合方法。

三：氣液混合泵

1.混合泵：一般為渦流式，在泵內形成負壓，吸氣口吸入氣體（或液體），并通過(guò)多個(gè)葉輪的攪拌可以進(jìn)行氣-液、液-液混合。采用混合泵溶解臭氧的效率較高，一般在40-70%。

2.安裝方法：將氣液混合泵連接到水路管道上面，再接入比例的臭氧氣體，打到容器里面直接測臭氧水的濃度，如果需要更高濃度的可以直接打循環(huán)，重復投加臭氧進(jìn)入水中，從而提高水中的臭氧濃度。

3.優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：使用方便，更美觀(guān)，混合效率比以上的裝置更高一些。

缺點(diǎn)：氣液比規定范圍太苛刻,導至小泵不能作用大氣量的臭氧發(fā)生器,導至使用成本順氣體的流量的增加而增加.

4.注意事項：

a氣-液比例在1：9時(shí)，混合泵的混合效率最佳。

b混合泵的實(shí)際出水量為額定出水量與吸氣量之差，當增加混合泵的吸氣量時(shí)，泵的出水量相應減少。

c混合泵安裝時(shí)進(jìn)水與出水段要加調節閥和壓力表，以便調節出最佳吸氣量。

d混合泵出水后需加排氣罐或反應罐，以便排出溶于水的微氣泡。

e混合泵不宜接在主路中，這樣混合泵承擔供水和混合兩種責任，難以同時(shí)保證兩種效果。

四：臭氧混合塔

1.臭氧是通過(guò)管道進(jìn)入混合塔底部，經(jīng)過(guò)曝氣器，經(jīng)微孔鼓泡器散發(fā)另微氣泡，氣泡在上升的過(guò)程中把臭氧充分溶解于水。水是由臭氧塔的頂部散落下來(lái)，在從臭氧塔的頂部自然流走。保證了臭氧與水混合的充分時(shí)間。使殺菌效果更測底，頂部又配有尾氣排放和溢流口，保證多余的臭氧不會(huì )滯留在室內。影響工作人員生產(chǎn)。溢流口保證混合塔內部水滿(mǎn)后，水不會(huì )倒流回到臭氧發(fā)生器，損壞臭氧發(fā)生器。

2優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：混合率高比射流器投加方式更高，臭氧塔實(shí)質(zhì)為一次性投資。免去了使用射流器增加增壓泵與使用氣液混合泵浪費電的費用，整體形像較美觀(guān)大方

缺點(diǎn)：一次性投資成本高，隨便著(zhù)水底的壓強越大，那臭氧的進(jìn)氣壓力驅動(dòng)水底曝氣氣壓就要越強，一般大型的制水工程都用得很少，或者是取一部分水來(lái)混合后再進(jìn)一步投加入主管道水，不過(guò)臭氧混合塔在一定接觸時(shí)間內的混合率還是較低，除非給足有效接觸時(shí)間。