臭氧技術(shù)在中國的發(fā)展與應用
時(shí)間:2020-11-25 10:37 閱讀:2184
臭氧,一個(gè)陌生又熟悉的詞匯。許多人知道臭氧是源自20世紀90年代興起的“南極上存在臭氧空洞”的環(huán)保話(huà)題,并借此了解到臭氧層在保護地球生態(tài)圈上發(fā)揮著(zhù)重要作用。而在日常生活中,人們常能接觸臭氧的渠道,來(lái)源于諸如餐具消毒柜等小家電。在醫療、水處理、化工等諸多領(lǐng)域,正確利用臭氧有許多益處。但不可否認的是,錯誤的使用方式、劑量同樣會(huì )危害人體健康。
合理使用臭氧,需要在理論和實(shí)際應用上做大量研究和實(shí)踐。我國在這一領(lǐng)域開(kāi)展相關(guān)工作的時(shí)間較晚,為滿(mǎn)足市場(chǎng)不斷更新的需求,多年來(lái)許多專(zhuān)家學(xué)者、產(chǎn)業(yè)工人都在各自的領(lǐng)域貢獻力量,為我國臭氧理論和應用發(fā)展做出了巨大貢獻。
新中國建立后,為生產(chǎn)需求的推動(dòng)下,一批院校和科研單位開(kāi)始著(zhù)手臭氧領(lǐng)域的研究,告別了舊中國時(shí)代僅僅采購舶來(lái)品滿(mǎn)足生產(chǎn)的局限。六十年代中后期,遼寧本溪輕化工研究所開(kāi)始對臭氧發(fā)生技術(shù)和應用于腐植酸生產(chǎn)的研究。同一時(shí)期,上海輕工研究設計院對臭氧發(fā)生器及應用于洋茉莉醛生產(chǎn),取代重鉻酸鉀氧化劑,降低環(huán)境的污染,并在上海香料二廠(chǎng)投產(chǎn)。這些都開(kāi)創(chuàng )了我國對臭氧發(fā)生技術(shù)和設備制造技術(shù)研究的先河。
時(shí)間進(jìn)入70年代,上海華東化工學(xué)院為解決將興建的上海石油化工總廠(chǎng)的廢水處理問(wèn)題,在上海市環(huán)保辦、科委的支持下成立上海市臭氧協(xié)作組,開(kāi)展臭氧發(fā)生技術(shù)與應用的研究并積累了大量經(jīng)驗。到1974年,在二機部二院、石油部煉油設計院合作研制下,成功研發(fā)出變壓吸附無(wú)熱再生干燥器,實(shí)現了設備制造國產(chǎn)化。隨后,北京環(huán)保所研發(fā)的臭氧生成設備在北京玉淵潭環(huán)保廠(chǎng)投產(chǎn)并應用于包頭自來(lái)水廠(chǎng)飲用水處理等。
以上三單位對臭氧發(fā)生技術(shù)和設備制造技術(shù)的開(kāi)拓性研究,堪稱(chēng)中國臭氧技術(shù)發(fā)展的基石,取得的技術(shù)成果相繼在一些生產(chǎn)企業(yè)采用。在其后的二十多年中,國內化工、香料、飲用水處理及廢水處理所需求的國產(chǎn)大產(chǎn)量臭氧發(fā)生器,為中國臭氧行業(yè)的發(fā)展作出了較大的貢獻。
改革開(kāi)放后,臭氧在生產(chǎn)領(lǐng)域的應用已經(jīng)相當廣泛,涵蓋了水處理、醫療、食品保鮮等行業(yè)。80年代初,臭氧發(fā)生器被應用于廣州白云賓館、南京煉油廠(chǎng)、上海周家渡自來(lái)水廠(chǎng),是國內很早的應用臭氧處理飲用水案例。同一時(shí)期,臭氧應用于醫院手術(shù)室消毒滅菌也全面鋪開(kāi),新華醫院、上海和平保健院、福建永發(fā)鐵路醫院、南昌傳染病醫院、福州中醫二院福州婦幼保健院等全國幾十家醫院率先實(shí)現了臭氧殺菌處理。
臭氧應用除了日常生產(chǎn),在一些特殊時(shí)期,也通過(guò)科研人員的努力,也扮演了重要的角色。2003“非典”肆虐期間,北京工業(yè)大學(xué)在“BSL-3實(shí)驗室”利用臭氧進(jìn)行了滅活SARS病毒實(shí)驗,對綠猴腎細胞接種的SARS病毒綜合滅活率為99.22%,成為世界首例利用臭氧滅活SARS病毒的實(shí)驗并取得成功。隨后,國家環(huán)??偩殖雠_了《SARS病毒污染的污水應急處理技術(shù)方案》,臭氧是其推薦的消毒劑之一,為抗擊“非典”做出了重要貢獻。
現階段,隨著(zhù)國內臭氧相關(guān)領(lǐng)域的理論研究日趨成熟,一些配套生產(chǎn)應用技術(shù)也在不斷發(fā)展。然而隨著(zhù)環(huán)保壓力日趨嚴峻,在應對空氣治理、水處理等與自然環(huán)境保護息息相關(guān)的產(chǎn)業(yè)上,對臭氧工藝的應用提出了許多新的需求。開(kāi)發(fā)更多新技術(shù)并降低使用成本,成功將實(shí)驗室成果引入工業(yè)生產(chǎn),成為擺放在臭氧相關(guān)科研、生產(chǎn)團隊前的迫切需要。
以飲用水處理為例,國內現行遵循的是2006年頒布的《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)屬強制性國家標準。新標準中的飲用水水質(zhì)指標由原標準的35項增到106項。大量上了年紀的老水廠(chǎng)處理工藝均參照建設年代的水質(zhì)標準設計,已難以達到新的水質(zhì)標準,急需升級改造。要完全去除水中的污染物,除強化常規處理外,還需增加臭氧預處理工藝和臭氧活性炭深度處理工藝。目前,臭氧活性炭工藝在我國新建的市政給水廠(chǎng)獲得廣泛應用,是已被證明的符合新生活飲用水標準的主流工藝。
目前飲用水處理中采用的消毒技術(shù)主要有液氯、二氧化氯、紫外線(xiàn)和臭氧,臭氧殺菌消毒效果很好且沒(méi)有二次污染。氯消毒技術(shù)采用很廣泛,但氯消毒會(huì )產(chǎn)生“三致”物質(zhì),并且難以殺滅抗氯性的“兩蟲(chóng)”,單純的氯消毒已不能達到處理效果,需尋找氯消毒的替代技術(shù)。臭氧與紫外線(xiàn)設備投資費用高,并且不能維持管網(wǎng)持續的消毒能力。
在還沒(méi)有發(fā)現既有氯的持續消毒能力又有臭氧的強消毒能力的藥劑前,氯與臭氧的組合應用成為一種很好的選擇。在水集中處理段采用臭氧降解有機物和消毒,提高殺菌消毒能力的同時(shí)又沒(méi)有二次污染,在供水線(xiàn)路上采用添加少量氯,減少氯使用量,降低副作用的同時(shí)保持了持續消毒能力。如何在“zui后一公里”即供水管網(wǎng)進(jìn)入居民區、水箱、樓房管道后還能保證符合飲用水品質(zhì)標準,除了定期清潔管路,目前還期盼能依靠臭氧高線(xiàn)無(wú)毒的特性,實(shí)現低成本、便捷的凈化應用。
同樣的,在醫療、化工、食品保鮮等學(xué)科應用上,新的市場(chǎng)需求,也呼喚臭氧應用的再升級。近期國內多名專(zhuān)家學(xué)者通過(guò)訪(fǎng)談錄制、演播室對話(huà)、撰文刊發(fā)等方式,對臭氧進(jìn)行科普,勢必將公眾視線(xiàn)再一次聚集到臭氧領(lǐng)域,群策群力為我國相關(guān)環(huán)保事業(yè)繼續貢獻新力。
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