实验七臭氧.紫外指导书doc_实验指导书实验七
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实验七臭氧、紫外光化学氧化实验
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：
⑴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。
⑵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 → 2O
3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。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。
⑴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；
⑵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；
⑶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
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
臭氧、紫外线光化学反应装置； 比色管（50ml）及架； 分光光度计； 烧杯； 移液管； 温度计；
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
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
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
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、V4，使水箱及反应柱的废水排出。
六、实验数据及结果整理
通过数据（列表）分析比较，选择出你认为适合的方法。
七、思考题
如何通过实验确定最佳反应时间及最佳臭氧反应浓度？请设计出实验方案。
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