臭氧氧化法除地表水有机物试验研究_楼台芳

第12卷第4期1995年8月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVlo.21Aug.,No.41995臭氧氧化法除地表水有机物试验研究楼台芳吴玲陈云华李良智(武汉水利电力大学热动系430072)摘要本文阐述了夹氧化法除地衣水有机物的重要意义,实验结果表明:夹氧氧化有机物的总或每化速率受活化撞制,影响或化率的最高显芳因素是沮度,其次是pH、接触时问等;炙氧很容易乳化腐桂酸,在30℃,pHg.O~10.0,7min内,COD去除率可达60%以上。对那郸热电厂生水处理也取得良好效果,35℃,pH7.4~7.6,IOmin内,COD去除率可达67%。可望将夹氧化水处理工艺应用于电厂水处理。关锐词:夹轧氧化,COD去除率,活化撞制一、前言自来水厂、循环冷却水、工业给水等常采用地表水作水源。由于生态循环中动植物残骸的腐败分解、工矿企业废水、城镇生活污水的排放,严重地污染了水源。水源中有机污染物的主要成分是腐植酸、丹宁、木质磺酸、合成洗涤剂、有机农药等.这些有机污染物分子量在103~10`的,约占50%~60%,其余小分子有机物占40%~50%,它们分别以悬浮、胶体和溶解性离子三种形态存在于水中。采用混凝、过滤处理只能除去大部分悬浮、胶状有机物;活性炭、大孔树脂、有机清扫剂吸附去除有机物效果好,但成本高;传统的加氛氧化处理经济、方便,但用氧处理过的自来水中产生了致癌物三抓甲烷、四抓化碳、一澳抓甲烷、二抓甲烷等系列卤代有机物,给人们的健康带来严重威胁。二氧化抓氧化处理,氧化能力比氛强,适用pH范围广,不产生卤代有机物,但其生产工艺复杂、成本高,且运输使用不方便,因此国内很少采用此法。臭氧氧化法氧化能力强、反应快,就地生产就地使用,原料易得,使用方便,不产生二次污染等独特优点而广泛应用于各行业的水处理中,欧州一些主要城市的自来水厂采用奥氧氧化处理已达普及程度1[],国内70年代开始,在上海、夭津、北京、南京等地也相继开展了奥氧氧化法水处理的研究工作,取得了不少成果.本文作者针对地表水有机物污染的特殊情祝,采用臭氧化法除有机物,通过小型试验取得了良好效果。二、臭氧氧化机理分析臭氧氧化有机物机理与臭氧在水中的分解机理有关,而分解机理又与水溶液的性质、pH等因素有关,奥氧在水中可分解为原子氧和氧气,还可转变成OH、HOZ、O牙、H:O:、O牙等,可用如下步骤表示O:.一O+O:O+O:一2q0+H刀一ZHO·ZHO·一H:O:H:0,一H:O+0收稿日期:95一03一02DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.1995.04.008220水处理技术第21卷第4期在碱性介质中oa+HO-一H仇十O厂0:+H02·一HO·+20:03十O矛·一-侧O牙·+02O厂十HO.-一,DZ+OH-因此臭氧在水中的氧化途径可由臭氧直接氧化某些有机物,也可以由其分解产生的中间产物HO·氧化有机物,由表1数据可知,O。、HO·的标准还原电位均很高,HO·是常用氧化剂中最强的氧化剂.HO·的电子亲和能为569.3kJ,容易攻击高电子云密度的有机分子部位,形成易氧化的中间产物;HO·容易加成有机分子碳碳双键上,HO·能脱去有机分子上的一个氢,形成R·自由基,R·能被水中溶解氧进一步化成RC()·,RC()·也是强氧化剂,这样自由基不断产生不断氧化,大大提高了臭氧的氧化效率。农l几种级化剂的标准还原电位及相对氛化能力比较一面麟i”川.“二—一’`”一还琢反应一一-一一,而丽函不孤不不一不何下瓜配厂Zu口4哎口00`:奋`.上O自,白3650”0780ù.上.土ù.几,山O自权二氧化氛过载化氢臭氧经自由基氟a:+2e~2CI-C10:+e=a一+认H:0:+ZH++2e=ZH:0十仇0:+ZH+Ze二ZH:O+0:OH·+H++e=H:0F:+Ze=ZF-11.101。303。06三、实验方法及测定项目1.实验方法将高压钢瓶出来的氧气干燥后进入臭氧发生器,经无声放电后产生的臭氧化气从氧化器底部通入,与被处理水发生多相接触氧化反应,实验在恒温条件下进行,定时测定反应过程中水溶液的pH、COD、残余臭氧量及氧化器进出口气体中臭氧的浓度.实验过程中臭氧不应有泄漏,氧化器上部出来的尾气应接入硫代硫酸钠吸收液吸收臭氧后才能排人大气,所有接触臭氧的容器、管道均应用聚氟(或聚抓)乙烯、玻璃或含铬不锈钢材质。2.测定项目臭氧浓度(mg/L):碘量法,COD(mg/L):高锰酸钾标准法;pH:玻璃电极法;臭氧发生器型号xFz一SA:清华大学仪器设备厂制造.四、实验结果与讨论实验结果见表2、3、4,臭氧化气的浓度由实验测得为11.3mg/L,实验均在此浓度下进行,臭氧氧化地表汉中有机物的效率用coD去除率间接表示,由实验数据可知主要与地表水水质、氧化