[羟基自由基活性氧用于中水处理实践分析]羟基自由基
时间：2019-05-17 03:24:32 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：羟基自由基在水中进行的灭菌实验受到了很明显的效果，虽说只在水中加入0.14kg/t的药剂，对于被测试的大肠杆菌几乎是全部消灭，另外在整个实验过称中只需用到水、空气、电解质溶液三种化学用品，更值得一提的是对于温度和压力也并无特殊要求，皆在常态下即可完成，实验自始至终无任何有毒物质排出，不会对环境造成任何污染，所以其具有很高的安全稳定性。自从可以得出结论，羟基自由基是一种很好的类似于氯气的消毒制品。本文对羟基自由基活性氧用于中水处理实践进行详细分析。
关键词：羟基自由基；中水处理；环境友好
Abstract: the hydroxyl radicals in the water sterilization by the experimental obvious effect, though only in water with 0.14 kg/t potions, for the test e. coli is almost all destroyed, another in the whole experiment in says only use water, air, electrolyte solution three kinds of chemicals, more to the point for temperature and pressure also and no special requirements, all in normal can complete, the experiment from beginning to end without any toxic substances eduction, won"t cause any pollution to the environment, so it has a high security stability. Since may safely draw the conclusion that, hydroxyl radicals is a kind of very good similar to chlorine disinfection products. In this paper, the hydroxyl radicals for water treatment practice active oxygen makes a detailed analysis.
Keywords: hydroxyl radicals; Water treatment; Environment friendly
中图分类号： TK223.5 文献标识码：A 文章编号：
羟基自由基是一种具有强氧性的活性氧，在自然界中仅次于氟。其在液相中氧化电位为2.8V。通过对微生物通透性的屏障以及病原微生物中有效的蛋白成分、各种酶类、核酸的损坏，从而使病原其无法存活。而中水是将具有污染因素在内的水经过一定的处理成为可以用于一般的次等需要用水，故可以称为再生水比如灌溉、如厕洁净、日常道路维护清洗、城市绿化，其水质标准式略低于一级水质，处于上水和下水之间所以又被成为中水。再生水能够有效的利用水资源，减少水污染，在经济效益上也有一定的帮助。
一、中水处理方法发展现状
目前对于中水的处理方法有很多，按照时间上分，前期的处理方法主要是通过含氯的氧
化制剂来进行简单的初级的处理，而新时期比较兴起的是一些相对高级的处理方式。
但无论哪个时期氯气依旧是使用最广泛的方法。氯气在水中能够分解成次氯酸钠，通过次氯酸钠的强灭菌性进行杀毒。但是其最大的不利之处是在消灭污水处理厂产出的中水里106-107数量的大肠杆菌时要排放一些有害物质其中以三氯甲烷为主要成分。所以在投放时要进行详细的计算来适度的使用和权益的处理中水量。
另外臭氧是能够避免有毒物质排放的一种方法，能够通过其强氧化性来分解将生物降解的有机成分。但是臭氧的化学性质活泼在操作过程中很容易带来诸多的问题，不够稳定安全，容易泄露分解与其他物质发生反应，并且与臭氧配合的设备比较繁复，如此就自然增加了其中水处理的成本，无谓的浪费很多化学用剂。
随着这两种试剂出现问题颇多，二氧化氯又称为人们处理中水的新宠，被称为广谱杀菌剂。同样在使用过程中依然会有不需要的物质产生，排放到环境中会产生负面作用。根据发生的不同性质的化学反应可以将其释放物分为两类，其中最主要的成为是亚氯酸根和氯酸根，这两种物质对人类的伤害性极大。
由于单纯的使用化学制剂不会令人得到很满意的效果，不同的制剂都存在着不同的问题，所以人们的研究方向不断地向着物理的方法转移，并且加入更高级别的技术作为依托。从表面山看热处理法很客观，但是其高额的运行费用成为其使用的限制性因素，所以多数情况下都运用过于一些处理标准近乎上水的处理，或是对于一些处理时用普通的处理方式会出现危险发生的废水。
羟基自由基具有很高的氧化电势（见表1）在低浓度下对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母、藻类等均有显著的灭杀效果。它能够避免使用含氯的化学物质在灭菌过程中对于氯副产物的存留，在处理过程结束后只有氧气和水生成，不会由于任何毒害物质而担心污染环境。
二、试验部分
1、羟基自由基的制备
本试验所用羟基自由基由离子膜电催化反应器制备，能够实现就地生产。羟基自由基离子膜电催化反应器的电极反应原理如下：
阳极：2OH-→H2O+1/2O2+2e （1）
阴极：H2O+O2+2e→HO2-+OH- （2）
高效电催化膜电极，能够在温和条件下，集反应与分离为一体偶对合成羟基自由基活性氧。
2、试验任务
在加入药剂8h后采样，此后每24h采样，测定大肠杆菌数。
3、实验方法
依据中水生产工艺选择不同投药点和采样点，实验分为两阶段。采用多管发酵和平板计数法测定大肠杆菌数。第一阶段投药点和采样点见图1，药剂质量浓度为30~35 g/L，流量为15~20 L/h，在滤池前加入消毒剂。
第二阶段投药点和采样点见图2。药剂质量浓度为30~35 g/L，流量为20 L/h，在反应沉淀池中加入消毒剂。
三、实验结果
1、第一阶段实验结果
考察不同投药量对大肠杆菌的灭杀效果。投药量为384 g/d， 药剂质量浓度为38.22 g/L， 连续3 d投药对大肠杆菌的灭杀情况见表2。连续运行稳定后药剂对大肠杆菌的灭杀情况见表3。
表2、表3 表明：在过滤前加入杀菌剂，在砂滤前后分别取水检测，从试验结果分析可以得知，砂滤后大肠杆菌最初几天数量较多，原因是砂子中含有较多的大肠杆菌，随着药剂连续的加入，过滤池中的大肠杆菌逐渐变少，砂滤池前后的大肠杆菌数基本都能控制在1×102 L-1 以下。从杀菌效果看，活性氧杀菌剂对大肠杆菌的杀菌率能够达到99.9%以上。投药量为384 g/d，药剂质量浓度降低为30.0g/L 后，药剂对大肠杆菌的灭杀效果见表4。
由表4 可知，随着杀菌剂浓度的降低，杀菌效果有所降低，大肠杆菌总数比药剂质量浓度38.22g/L 时增多，但杀菌率仍能达到99％以上。
2、第二阶段实验结果
第二阶段实验是在反应沉淀池内加入消毒剂。由于中水水源的断续原因，需考察加入羟基自由基消毒剂，是否对水体中固形物的絮凝效果产生影响，因此将药剂投加点改在反应沉淀池中再次进行杀菌试验，杀菌率仍保持在97%~99%，见表5。
四、总结
在实验中对于水中的细菌处理成功率高，第一阶段的效果更好与第二阶段，应用于水重点杀菌剂能够更进一步起到杀菌的作用，虽然在中水会有钾离子的残留，但不必因为担心其含量会出现负影响，经过羟基自由基处理的中水如果运用到植被的灌溉和绿化时，钾离子的存留反而成为一种很好的养料，滋润植物。所以无论从哪个角度分析羟基自由基，都是今后中水处理中不可或缺的一种形式，成为能够代替氯制品的新型环保低耗的良品，希望更多污水处理厂能够了解到其杀菌的优势，积极推广使用，降低其他杀菌剂排物的对于环境的污染，同时也要不断的更新辅助设备，使其技术更为成熟，为更多的中水处理造福。
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