臭氧(O3),氧气(O2)的同素异性体,因其强氧化及还原产物为O2的特点,普遍用于循环水养殖中。在养殖水体中,O3能够与有机物、亚硝酸盐和氨态氮等还原性物质反应,降低其在水体中的浓度,达到进化水的作用。O3与这些还原性物质反应,会优先与有机物反应,其次是亚硝酸盐,之后是氨态氮。
O3可以将亚硝酸盐氧化成硝酸盐,反应较为迅速,臭氧机反应路径如下所示:
NO2-+O3→- OOONO2→NO3-+O2
O3可以把氨氧化成硝酸盐,但O3与氨直接反应较慢,O3在催化剂或高pH条件下易产生羟基自由基( ·OH),而·OH与氨反应较快,反应路径如式(1)——(4)所示:
O3+ NH3 →H2NOH、H2N2O2、NO2-等含氮氧化物→NO3-(慢) (1)
O3+ HO2-→OH + O2-+ O2 (3)
OH+ NH3 →NH2-→NO3-(快) (4)
在养殖水体中,O3能降低亚硝酸盐的浓度,而对氨的降低没有太大的效果。O3在水体中的浓度过高,会对鱼虾产生危害,在O3>0.5mg/L,鱼会出现身体僵硬,呼吸困难,鳃充血肿胀等不适现象,O3在水中的最适浓度为0.05-0.3mg/L。因此,臭氧机应安装在生物滤池和UV之前,不能安装在鱼池的前面。相关阅读:臭氧机净化水质其功效和使用方法
O3与有机物的反应,具有选择性,它会降低UV254和水色。UV254反映的是水中存在腐殖质类大分子有机物以及C=C和C=O芳香族化合物的多少,它的降低可以提高水体的可生化性。水色主要是由于一些腐殖酸等发色基团导致,而发色基团也一般含有C=C和C=O,因此,O3也能降低水色。水色的降低,相应地,浊度也会随之降低,这样可以增加紫外线(UV)的效果。