实验七臭氧.紫外指导书doc

实验七实验七 臭氧 紫外光化学氧化实验臭氧 紫外光化学氧化实验 一 实验目的一 实验目的 1 通过实验了解臭氧紫外杀菌的原理及处理方法 2 掌握实验操作的方法 二 实验原理二 实验原理 1 臭氧灭菌机理 臭氧是氧的同素异性体 常温下是一种不稳定的淡紫色气体 有刺激腥味 微量时具 有一种 清新 气味 臭氧具有极强的氧化能力 在水中的氧化还原电位 2 07V 仅次于 氟电位 2 87V 居第二位 它的氧化能力高于氯 1 36V 二氧化氯 1 5V 正 因为臭氧具有强烈的氧化性 所以它对细菌 霉菌 病毒具有强烈的杀灭性 这种作用通 常是物理 化学 生物学方面的综合效果 其机理可以是以下几个方面 臭氧很容易同细菌的细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质 蛋白质发生化学反应 从 而使细菌的细胞壁和细胞受到破坏 即所谓的溶菌作用 细胞膜的通透性增加 细胞内 物质外流 使其失去活性 臭氧破坏或分解细胞壁 迅速扩散进入细胞里 氧化了细胞内酶或 RNA DNA 从而致死 菌原体 在高压强电场作用下 气体在电介质表面产生脉冲电晕放电 产生高浓度等离子 体 电子和离子被强大电场力作用加速与气体分子碰撞 在 10S 内使氧分子分解成单原子 氧 在数 10S 内原子氧和分子氧结合成臭氧 O2 e 2O 2O2 2O3 臭氧在水中是不稳定的 时刻发生还原反应 产生十分活泼的 具有强烈氧化作用的 单元子氧 O 在产生瞬时 对水中细菌 微生物有机物质进行分解作用 O3 O2 O O H2O 2HO 臭氧在水中的 半衰期 为 20min pH7 6 时 41min p H10 4 时为 0 5min 人们把 含有臭氧的水叫做臭氧水 臭氧水对各种致病微生物均有极强的灭菌作用 臭氧在水中不 稳定 发生强烈氧化还原反应 产生极活泼 具有强烈的氧化作用的单元子氧 O 羟基 OH 羟基氧化还原电位为 2 8V 相当于氟的氧化能力 2 臭氧杀菌的影响因素 臭氧杀菌的效果主要受其浓度 微生物种类 作用时间 温度 PH 值 水的理化性 质 杂质等因素影响 臭氧对各种微生物杀灭效果不同 实验表明 臭氧对人和动物的致病菌和病毒如金黄色 葡萄球菌 大肠杆菌 乙肝病毒 沙门式菌等具有很强的杀灭性 即使对化学消毒剂有着 较强耐受力的霉菌也有较强的杀灭性 温度 湿度也影响其杀菌灭毒效果 通常 温度低 湿度大杀菌效果好 实验证明 当 环境相对湿度小于 45 臭氧对空气中的悬浮物几乎没有杀灭性 在同样温度下 相对湿 度超过 60 时 杀灭效果逐渐增强 在相对湿度为 90 时 达到最佳灭菌效果 臭氧的浓度也影响其灭菌能力 浓度在 0 2mg L 以下 几乎没有杀灭作用 3 紫外线杀菌原理 波长为 240nm 280nm 的 UVC 紫外线具有很强的杀菌效能 紫外线杀菌的原理是通过紫 外线对细胞 病毒等微生物的照射 以破坏其生命中枢 DNA 去氧核糖核酸 的结构 使 构成该微生物的蛋白质无法形成 致使其立即死亡或丧失繁殖能力 一般紫外线在 1 2 秒 钟内就可达到理想的灭菌效果 本实验采用了臭氧 紫外线分别及联合消毒的方法来氧化去除水中的有机物 分别向 废水中通入臭氧及紫外线 然后每隔一定时间取水样测定色度 浓度及 COD 从而确定最 佳反应时间 向废水中通入臭氧 紫外 使二者联合进行消毒 确定最佳反应时间 并与 分别的独立消毒反应进行比较 三 实验设备及仪器三 实验设备及仪器 1 臭氧 紫外线光化学反应装置 2 比色管 50ml 及架 3 分光光度计 4 烧杯 5 移液管 6 温度计 四 实验用试剂四 实验用试剂 1 亚甲基兰标准液及使用液 2 实验废水 印染废水 五 实验操作步骤五 实验操作步骤 1 配制废水 启动电磁阀 向原水箱注水 同时打开搅拌器 向里面加入一定量的废水 2 向反应器注水 打开阀门 V1 V5 启动水泵 1 带反应柱内充满水后 不要充到活性炭中 关 闭阀门 V1 V5 停止水泵 1 3 进行反应 1 打开 V2 启动水泵 2 启动紫外线灯 使水在反应柱内不断循环 每隔一段时间 1 3 5 7 9 11min 从取样口取样 测定水中亚甲基兰含量 2 打开 V2 启动水泵 2 并打开氧气阀门 使氧气出气压力 0 1 MPa 启动臭氧机 调节臭氧含量 0 4mg L 使水在反应柱内不断循环 每隔一段时间 1 3 5 7 9 11min 从取样口取样 测定水中亚甲基兰含量 3 打开 V2 启动水泵 2 并打开氧气阀门 使氧气出气压力 0 1 MPa 启动臭氧 机调节臭氧含量 0 4mg L 启动紫外线灯 使水在反应柱内不断循环 每隔一段时间 1 3 5 7 9 11min 从取样口取样 测定水中亚甲基兰含量 4 排污 清洗 实验结束 先停止所有水泵 再关闭所有阀门 同时关闭臭氧机 打开 V1 V5 启 动水泵 1 待水箱及反应柱都充满水后 关闭阀门 V1 V5 停止水泵 1 打开阀门 V3