7臭氧氧化技术
臭氧氧化技术作为一种高级氧化技术,可用于去除染料废水的色度和难降解有机物.臭氧与印染废水中的有机物、无机物反应极为复杂,臭氧氧化反应的途径:(1)臭氧通过亲核或亲电作用直接参入反应;(2)臭氧在碱等作用下,通过活泼的·OH 与污染物反应,使染料发色基团中的不饱和键断裂,生成分子质量小、无色的有机酸、醛等,达到脱色和降解有机物的目的.
目前,国内外已有不少关于臭氧氧化法对染料废水进行处理的研究.She 等[42]试验表明:用臭氧氧化法降解偶氮染料,若用 UV 来强化臭氧氧化将取得更好的效果;Muthukumar 等[43]通过酸性 88 的研究发现,在盐浓度较低、酸性或强碱性条件下,臭氧对印染废水的脱色效率较高,COD 去除率可达 64%;孙从军等[44]通过对某印染厂的现场试验,研究了色度去除率与进水量、臭氧用量、进水色度的关系;高蓉菁等[45]详细研究了在不同接触时间、不同体系的氧化条件下用臭氧氧化处理印染废水;Lidia Szpyrkowicz 等[46]分析了各种参数在何种条件下,臭氧对分散染料溶液的脱色效果最佳;张林生等[47]采用O3-H2O2法处理染料废水,发现H2O2能诱发O3产生·OH,它氧化能力强而无选择性,可能通过羟基取代反应转化芳烃环上的发色基团,发生开环裂解使染料脱色.Koch 等[48]研究了臭氧氧化活性染料黄 84,在 pH 为 10 时,60 min 内脱色完全,COD 去除率为 48.9%,矿化率为 30%,表明臭氧对染料的色度去除效果极好,而对 COD 和 TOC 的去除能力较差;同时研究发现臭氧氧化的产物为硫酸根、硝酸根、草酸根离子等无害产物,并且在臭氧氧化过程中,伴随着溶液 pH 下降而导电率增加的现象.Gahr 等[49]对比了几种活性染料的臭氧氧化效果,对 10 种活性染料的混合液色度去除率大于 95%,COD 去除率低于 20%.
臭氧氧化技术不产生污泥和二次污染,且臭氧发生器简单紧凑、占地少,容易实现自动化控制,但也存在一定问题.阻碍 O3氧化技术在印染废水处理中推广使用的原因在于:臭氧化学性质活泼,空气中半衰期是16 h,在水中只有 2 h,需要现场制备;O3在水中的溶解度小、利用率低、需要过量才能取得较好的效果;臭氧发生器效率低,能耗大,操作成本高.从目前的技术水平来看,O3氧化法只适用于低浓度难降解废水的处理.开发新型臭氧发生器、提高臭氧利用效率、降低处理成本是臭氧在染料废水处理中推广的前提条件.
8 结束语
高级氧化水处理技术是近 20 年来新兴的水处理技术,在污染物降解中具有高效性、普适性和氧化降解彻底等优点.对于印染废水,单一使用这类技术不能彻底去除废水中的色度和 COD,成本还较高,与产业化应用还有一定距离.提高处理效率和降低处理成本是今后高级氧化技术处理印染废水的发展趋势.开发高级氧化技术与生物技术的组合工艺具有潜在的应用价值,即利用高级氧化技术的强氧化性,使印染废水中难降解有机物氧化为易于降解物质,以利后续生物处理,既能有效提高处理效率,又能降低处理成本.
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