臭氧高级氧化技术及其在工业废水处理中的应用

臭氧高级氧化技术及其在工业废水处理中的应用陈武强(莆田市涵江区环保局环境监测站福建莆田351111)摘要综述臭氧高级氧化技术及其在处理城市工业废水中的应用，并概述臭氧氧化技术的发展现状及趋势。关键词臭氧高级氧化废水处理中I~t：fl类号：X703．1文献标识码：A文章编号：1672-9064(2010)03—0066-03臭氧是一种氧化性很强的强氧化剂．长期以来就被认为是一种有效的氧化剂和消毒剂．早在2O世纪初就被用作了饮用水的消毒处理臭氧的氧化还原电位是2．07V，仅次于F，(2．87V)．其在废水处理中的应用主要是利用这一特性。臭氧是在水中已知的氧化剂中最活泼的氧化剂．很容易将各种类型的有机物氧化但是臭氧的化学性质极不稳定．在空气和水中都会慢慢分解成氧气．尤其是在非纯水中，分解速度以分钟计算lJJ因此．这就促使人们寻找其它的降解技术与其结合使用．以提高OH·生成量和生成速度。1臭氧高级氧化技术臭氧高级氧化技术．就是通过臭氧氧化与各种水处理技术组合，形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基的氧化技术它可以产生非常活跃的羟基自由基OH·，并诱发链式反应：由于具有很高的氧化还原电位。羟基自由基无选择性地与水中有机污染物作用．将其矿化：它可与大多数有机物反应：反应条件要求不高，一般在常温常压下即可进行。在以提高OH．生成量和生成速度为主要研究内容的方法的基础上．臭氧高级氧化技术得到了长足的发展．如紫外催化臭氧化、碱催化臭氧化和多相催化臭氧化等。1．1紫外催化臭氧法用OJUV水处理法始于7O年代，主要针对有毒有害且无法生物降解的有机污染物的处理。80年代以来，研究范围扩大到饮用水的深度处理。oyuv法的氧化能力和反应速度都远远超过单独使用UV或臭氧所能达到的效果。目前对。川v氧化机理有很多研究，一般认为oduv中的氧化反应为自由基型反应即液相臭氧在紫外光辐射下会分解产生oH·自由基Guml等_2_在不同pH值条件下，用oduv、o3、UV分别氧化酚类化合物。结果表明：在酸性条件下，臭氧是主要的氧化剂．中性及碱性时氧化是按自sh基反应模式进行，酚及TOC的去除率随DH值升高而升高。吕锡武的研究表明，自来水中苯、甲苯、乙苯在用OdUV氧化lh后浓度均降至检测限以下．三氯甲烷、四氯化碳经2h处理后去除率达90％以上，自来水中169种有机物经2h处理后去除率达65％以上，致突作者简介：陈武强(1983～)，福建莆田人，助工，~yL_r-程硕士。2O10．No．3变实验证明水质由强阳性转为偏阴性虽然OCUV水处理法的建设投资大、运行费用高，但其在饮用水深度处理和难降解有机废水的处理中具有良好的应用前景1．2GoJo3OH20：水处理法是将臭氧和H20同时用于水处理的方法。其作用机理如下：H202---+HO2-+H；03+H02—}0H·+02一+02；O3+02——O3-+02；O3一+H，0—0H·+H0¨+02许多研究结果表明这一水处理法是高级氧化过程当中对于饮用水的处理最为有效的一种方法。日本从2O世纪70年代后期开始研究利用0H，O水处理法来处理高浓度有机废水．美国则是在20世纪80年代将该法用于处理城市污水中的挥发性有机化合物．都取得了～定成绩川。马军等吲用此工艺处理水中的二苯甲酮．结果表明．过氧化氢能在一定程度上促进臭氧对二苯甲酮的氧化．而且氧化的最终产物多是一些有机梭酸类物质，毒性已大大降低。吴耀国等6l利用0√H02工艺处理废水TNT，结果发现，添加H，0，可明显提高0降解TNT的能力，并且2者共同作用可彻底降解TNT，避免中间产物产生。另外，废水的pH值对03／H20，氧化效率的促进有副作用，温度对降解TNT功效的影响较小。1．3活性炭／臭氧臭氧／活性炭协同降解有机污染物处理技术近年得到了长足的发展活性炭在反应中．可如同碱性溶液中的OH一作用一样．能引发臭氧链反应．加上臭氧分解生成OH·等自由基作为催化剂．活性炭与臭氧共同作用降解微量有机污染物的反应同其他涉及臭氧生成的OH·反应一样．属于高级技术。此外，活性炭具有巨大表面积及方便实用的特点，是一种很有实际应用潜力的催化剂。危想平等_7_采用臭氧，活性炭，活性炭一臭氧法对染色残液进行脱色试验，研究了温度和DH等因素对脱色效果的影响。结果发现：臭氧很短时间即可使弱酸性染料染色残液脱色率达100％：活性炭一臭氧方法有助于提高COD去除率．可达92％．对色度的去除率也接近100％：此外，活性炭一臭氧还可以提高臭氧的利用率。关于活齄lv环一一性炭对臭氧氧化的影响机理．葡萄牙研究人员研究表明_8l：处理CIAcidBlue一113．C1ReactiveRed一241和C1BasicRed一14这3种不同的染料．用活性炭处理不能有效的去除色度．而用臭氧处理能快速去除色度，但是TOC去