1785年荷蘭科學家馬丁努斯?馬倫發現了臭氧,又于1840年,德國科學家Schorbein將其命名臭氧,其帶有異味,常溫常壓下,濃度較低時為無色,當濃度達到15%時,變成淺藍色。臭氧是水處理中最強的氧化劑,其化學性質活潑,反應性極高,具有較強的氧化性和分解力,消毒、殺菌力特強,可脫色除臭去異味,分解氨氣、硫化氫、一氧化碳等無機物和甲烷、甲醛等有機廢氣。與次氯酸鈉等傳統消毒劑相比,其消毒過程產生的二次污染較小。臭氧的產生生一般分為高壓放電、紫外線輻射和電解三種方式。
作為強氧化劑,臭氧以多種形式存在,可攻擊原子核或電子,或親核或親電,主要通過兩種機制降解有機污染物:①臭氧直接親電攻擊;②臭氧分解過程中產生的OH?自由基非選擇性間接攻擊。其與污染物發生四類反應:①氧化還原反應,主要通過電子轉移過程進行;②臭氧作為親電劑可以攻擊有機物的親核位置;③臭氧通過環加成反應,形成五元環臭氧結構;④由于臭氧的親核性,會與含有羰基、雙氮碳鍵或三氮碳鍵的化合物發生親核反應。
臭氧在廢水和廢氣處理領域較受歡迎,也有過不少相關研究,處理廢水時,一般產生羥基自由基(?OH)、超氧自由基(O2-)和過氧化羥基自由基(HO2?),在水中會發生如下反應:
相關研究表明:1)采用強電場電離放電制取高濃度的O3,濃度高達240mg/L,用于處理深度處理后的污水,反應3min后,將COD降至28.2mg/L,去除率達到79%,滿足回用水質量標準。2)通過實驗分別評價了臭氧、紫外線單獨和兩者結合分別對DEP(鄰苯二甲酸酯)的處理效果及相應的雌激素活性的降低,結果發現,臭氧結合紫外線的工藝對DEP的去除率最高,降低雌激素活性最有效,且能使DEP完全礦化,在臭氧存在下,中間形成的?OH是去除反應物的關鍵,比無臭氧存在情況下更能降低DEP的雌激素活性。3)使用鼓泡吸收法和臭氧結合處理在工業油漆涂裝和干燥過程中所釋放的揮發性有機化合物,通過將蒸餾水和工業水進行對比實驗,以COD(化學需氧量)為處理效果參數,研究了臭氧投加量對處理效果的影響,結果表明,通氣15min,VOCs在水中吸收