7臭氧氧化技術
臭氧氧化技術作為一種高級氧化技術,可用于去除染料廢水的色度和難降解有機物.臭氧與印染廢水中的有機物、無機物反應極為復雜,臭氧氧化反應的途徑:(1)臭氧通過親核或親電作用直接參入反應;(2)臭氧在堿等作用下,通過活潑的·OH 與污染物反應,使染料發色基團中的不飽和鍵斷裂,生成分子質量小、無色的有機酸、醛等,達到脫色和降解有機物的目的.
目前,國內外已有不少關于臭氧氧化法對染料廢水進行處理的研究.She 等[42]試驗表明:用臭氧氧化法降解偶氮染料,若用 UV 來強化臭氧氧化將取得更好的效果;Muthukumar 等[43]通過酸性 88 的研究發現,在鹽濃度較低、酸性或強堿性條件下,臭氧對印染廢水的脫色效率較高,COD 去除率可達 64%;孫從軍等[44]通過對某印染廠的現場試驗,研究了色度去除率與進水量、臭氧用量、進水色度的關系;高蓉菁等[45]詳細研究了在不同接觸時間、不同體系的氧化條件下用臭氧氧化處理印染廢水;Lidia Szpyrkowicz 等[46]分析了各種參數在何種條件下,臭氧對分散染料溶液的脫色效果最佳;張林生等[47]采用O3-H2O2法處理染料廢水,發現H2O2能誘發O3產生·OH,它氧化能力強而無選擇性,可能通過羥基取代反應轉化芳烴環上的發色基團,發生開環裂解使染料脫色.Koch 等[48]研究了臭氧氧化活性染料黃 84,在 pH 為 10 時,60 min 內脫色完全,COD 去除率為 48.9%,礦化率為 30%,表明臭氧對染料的色度去除效果極好,而對 COD 和 TOC 的去除能力較差;同時研究發現臭氧氧化的產物為硫酸根、硝酸根、草酸根離子等無害產物,并且在臭氧氧化過程中,伴隨著溶液 pH 下降而導電率增加的現象.Gahr 等[49]對比了幾種活性染料的臭氧氧化效果,對 10 種活性染料的混合液色度去除率大于 95%,COD 去除率低于 20%.
臭氧氧化技術不產生污泥和二次污染,且臭氧發生器簡單緊湊、占地少,容易實現自動化控制,但也存在一定問題.阻礙 O3氧化技術在印染廢水處理中推廣使用的原因在于:臭氧化學性質活潑,空氣中半衰期是16 h,在水中只有 2 h,需要現場制備;O3在水中的溶解度小、利用率低、需要過量才能取得較好的效果;臭氧發生器效率低,能耗大,操作成本高.從目前的技術水平來看,O3氧化法只適用于低濃度難降解廢水的處理.開發新型臭氧發生器、提高臭氧利用效率、降低處理成本是臭氧在染料廢水處理中推廣的前提條件.
8 結束語
高級氧化水處理技術是近 20 年來新興的水處理技術,在污染物降解中具有高效性、普適性和氧化降解徹底等優點.對于印染廢水,單一使用這類技術不能徹底去除廢水中的色度和 COD,成本還較高,與產業化應用還有一定距離.提高處理效率和降低處理成本是今后高級氧化技術處理印染廢水的發展趨勢.開發高級氧化技術與生物技術的組合工藝具有潛在的應用價值,即利用高級氧化技術的強氧化性,使印染廢水中難降解有機物氧化為易于降解物質,以利后續生物處理,既能有效提高處理效率,又能降低處理成本.
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