组合臭氧氧化技术在染料废水处理中的应用

第30卷第5期2010年10月山西化工SHANⅪCHEMICALINDUSTRYV01．30NO．5Oct．2010。t：-^·■·‘-‘．·：·．·、：·．·：t．一：r：·≯燕{：鞲述与瓷糍：j囊i-～’^‘．。．。⋯‘}{‘_‘．‘’-’J’-’．’．‘-。引言组合臭氧氧化技术在染料废水处理中的应用刘芳芝，渠会丽，顾朝晖(河南心连心化肥有限公司，河南新乡453731)摘要：综述了近年来迅速发展的各种组合臭氧氧化技术，包括臭氧／紫外光、臭氧／双氧水、臭氧／超声波、臭氧／电化学、臭影活性炭、臭彩曝气生物滤池、臭彩旋转填料床等。介绍了各种组合氧化技术的基本原理及其在染料废水处理中的应用，对各种方法进行了评述和分析，指出这些方法的优缺点，并对组合臭氧氧化技术在染料废水处理中的应用前景进行了展望。关键词：臭氧；染料废水；羟基自由基；废水处理中图分类号：X788文献标识码：A文章编号：1004-7050(2010)05-0017-04随着染料工业的飞速发展，染料废水已成为主要的水体污染源之一。据统计，合成染料在生产和处理过程中，有12％是以废水形式排出的，全世界每年随废水排放到环境中的染料约6万t，造成严重的环境污染。我国是染料生产大国，染料产量占世界总产量的60％左右，产量和贸易量都居世界第1位【1．2J。GB9878—1996中染料废水的一级排放标准是：色度50倍，COD质量浓度达到100me／L。由于染料废水具有成分复杂、有机物浓度高、色度高、难降解物质多、可生化性差、酸碱性强、含盐量高、脱色困难等特点p’51，用常规方法很难将其处理到理想的效果，因此成为工业废水的治理难点之一。在众多的染料废水处理技术中，臭氧氧化技术具有高效、无二次污染等优点。但是，臭氧在水中的溶解度较低，造成臭氧利用率低、能耗大、成本较高，且单独的臭氧氧化存在选择性低、氧化效率不高的问题。基于此，众多的科研工作者致力于组合臭氧法的研究，旨在提高臭氧的氧化效率与利用率。本收稿日期：2010-07．14作者简介：刘芳芝，女，1979年出生，2005年毕业于河南工业大学，助理工程师，从事水处理工程的建设、安装及研究工作。文对近年来的各种组合臭氧氧化技术在处理染料废水中的应用进行了介绍，并对其在染料废水中的应用前景作出展望。1组合臭氧氧化技术0，对废水的氧化主要是通过直接氧化与问接氧化来进行的。直接氧化是指0，直接与有机物分子进行反应，反应具有很强的选择性。间接氧化是O，产生氧化性更强的·OH，使许多结构稳定甚至很难被微生物分解的有机分子转化为无毒无害的可生物降解的低分子物质，反应不具选择性，终点产物大部分为二氧化碳、水和无机离子等。组合臭氧氧化技术重在强化0，的间接反应，产生更多的·OH。1．1臭氧／紫外光(0，／UV)组合技术Peyton和Glaze【o’对O，／UV的氧化机理进行了研究。指出，溶解在水中的臭氧首先光解，可以直接产生H：0：，H：0：在紫外光的照射下光解引发自由基反应或与臭氧反应引发自由基反应，产生·OH，然后发生反应。施银桃等⋯对紫外光催化臭氧化处理活性艳红K-2BP染料废水进行了研究。结果表明，O，氧化及O，／UV联合作用均可使活性染料废水脱色率达到96％以上，且0。／UV法的TOC去除率由单独03氧化的27．73％提高到5l％，说明紫外光催化臭氧万方数据·18·山西化工2010年lO月化可加速有机物的矿化。赵伟荣等哺1研究了O，／UV氧化处理阳离子红X．GRL染料废水。实验结果表明，因O。／UV体系中较易产生矿化效果强于O，的·OH，O，／UV氧化10min后，染料基本全部降解；氧化120rain后，TOC的去除率由单独臭氧氧化时的34．9％提高到77．1％。HsingHJ等【91采用O，／UV法酸性橙6模拟染料废水，在O，／UV的协同作用下，反应40rain后，脱色率为100％；50min后，TOC去除率可达65％以上。Chen等¨钊的研究表明，O。／UV处理2一萘磺酸染料溶液可显著提高TOC去除率，使废水中的有机物完全矿化，120min内TOC去除率100％。O，／UV组合技术虽可以加快废水中有机物的矿化速度，提高氧化效率，但当染料废水浓度较高时，由于废水的色度太大，会吸收大部分的紫外光，因此达不到经济有效的处理效果。1．2臭氧／双氧水(03／H：02)组合技术O，／H：O：组合技术是一种有效降解废水中污染物的高级氧化过程，不产生二次污染，可直接将污染物氧化为CO：和H20【11|。H：O：是·OH产生的引发剂和促进剂，可以促使臭氧分解，产生更多的氧化性更强的·OH。胡俊生u21采用O，／H：02氧化处理酸性红B染料废水，色度去除很快，COD也可在较短时间内被明显地去除，处理30rain时，色度去除率达99．5％，COD的去除率达37