臭氧对印染废水处理的应用

在化学飞速发展应用的年代 因此造成的污染也是相当严重 所以国家制定标准要求 工厂生产后产生的废水 污物 等都必须经过处理才能排放或回收 所以许多企业都建起 来自己的污水处理站 众所周知 污水处理的一个非常繁锁的行业 中途会有许多程序 有的 COD BOD 脱色 毒素 细菌 病毒 水中杂质等需要经过许多道程序才能完成水质 处理 故而在应用当中不能缺少氧化剂 臭氧发生器 展坤刘梅提示以下是臭氧对印染废 水处理的应用 纺织印染废水是一种水量大 色度高 组份复杂的废水 水质变动范围大 废水中含 有染料 浆料 助剂 酸 碱 纤维 杂质及无机盐等 染料结构中胺基化合物及铜 铬 锌 砷等重金属元素具有较大的毒性 目前染色加工过程中的 10 200 0 的染料排入废水 中 严重污染环境 随着染料工业的发展和印染加工技术的进步 染料结构的稳定性大为 提高 给脱色处理增加了难度 目前印染废水的脱色问题已成为国内外废水处理中急需解 决的一大难题 选择一种简单经济有效的处理方法成为印染废水脱色的研究重点 多数印 染厂采用化学处理与生化处理相结合的方法 但普遍存在于印染废中的偶氮染料稳定性高 水溶性大 是一种难降解的有机物 传统的化学氧化法和生物法难以取得令人满意的效果 臭氧的氧化性极强 在自然界中其氧化还原电位仅次于氟 常用于工业废水的杀菌消毒 除臭 脱色等 其作为一种高级氧化技术近年来被用来去除染料和印染废水的色度和难降 解有机物 臭氧发生器产生臭氧的氧化对染料品种适应性广 脱色效率高 并降低其 COD BOD 值 同时 03 在废水中的还原产物以及过剩 03 能迅速在溶液和空气中分解为 02 不会对 环境造成二次污染 因此 0 3 脱色技术具有一定的工业化应用前景 目前臭氧氧化的主要 缺点是运行费用相对偏高 因此 采用臭氧氧化法脱色可作为生物处理的预处理 结合生 物处理可降低运行费用 1 废水的臭氧氧化处理机理 臭氧是良好的氧化剂 在处理印染废水时 臭氧与简单或复杂的有机物反应后得到一 些相同的产物 这些产物很容易生化降解 而且没有明显的毒性 臭氧不仅能氧化水中的 无机物 如 CN 一 NH 等 而且能氧化难以生物降解的有机物 如芳烃化合物等 臭氧 化反应的途径有两条 一是臭氧通过亲核或亲电作用直接参与反应 二是臭氧在碱等因素 作用下 通过活泼的自由基 主要有一 0H 与污染物反应 臭氧能与许多有机物或官能团发 生反应 C C C 三 C 芳香化合物 杂环化合物 碳环化合物 N N S C 三 N C N C Si 一 0H 一 sH 一 NH 一 CHO 一 N N 一等 臭氧破坏和去除废水中污染物 的作用已被广泛研究 对有机物臭氧化的产物也进行了一些研究 研究表明 臭氧化产物 主要是一元醛 二元醛 醛酸 一元羧酸 二元羧酸类有机小分子 氧化反应 1 1 夺取氢原子 并链羰基化 生成醛 酮 醇或酸 芳香化合物先被氧化为酚 再 氧化为酸 1 2 打开双键 发生加成反应 1 3 氧原子进入芳香环发生取代反应 臭氧也是良好的脱色氧化剂 对于含水溶性染 料废水如活性 直接 阳离子和酸性等染料 其脱色率很高 对分散染料也有较好脱色效 果 但对其他以悬浮状态存在于废水中的还原 硫化和涂料 脱色效果较差 Matsui 等的 研究结果表明偶氮染料更易于被臭氧氧化脱色 臭氧用量与偶氮基团数量有关 如对于 0 1mol 1 的直接红 2S 直接黑 2S 其需臭氧量分别为 80 130mol 1 臭氧氧化也可 以与其它处理技术结合应用 2 影响因素 臭氧一经溶解在水里 会出现下列两种反应 一一种是直接氧化 它是较缓慢的且有 明显选择性的反应 另一种则是在水中羧基 过氧化氢 有机物 腐殖质和高浓度的氢氧 根诱发下自行分解成羧基自由基 间接地氧化有机物 微生物或氨等 后一种反应相当快 且没有选择性 另外还能将重碳酸根氧化成重碳酸和碳酸 这两种反应后一种反应更强烈 氧化能力更强 由于氢氧根和有机物能诱发臭氧自行分解成羧基自由基 所以低 pH 值条 件下有利于臭氧直接氧化反应 而高 pH 值和有机物含量高的条件下则有利于羧基自由基 的间接氧化反应 臭氧的自行分解率在很大程度上取决于 pH 值 温度 UV 值 臭氧浓度 以及水中存在的其它可去除物 臭氧的浓度 温度和接触时间 一般来说 臭氧对直接染 料 酸性染料 碱性染料 活性染料等亲水性染料的脱色速度较快 效果较好因此 为达 到对某种染料期望的去除效果 必须增加臭氧的投加量 臭氧的氧化能力还取决于废水的 臭氧化速度 温度越高 氧化速度越快 所用时间缩短 在常温下 用 30rain 的氧化接触 时间足以将水中 3 4mmol L 的染料去除 50 3 混凝处理 Lin S H 研究表明 对含低浓度染料的印染废水 臭氧化可以有效地去除水中的色度 和浑浊度 但对含中等和高浓度染料的印染废水 应用臭氧化 n PAC 絮凝处理 则可以强 化臭氧处理效果 臭氧与絮凝过程连用可以将去除率提高到 70 降低化学除色药剂费用 30 德国 Ochtrup 水处理厂中 印染废水经臭氧化处理 12min 后 染料 COD 值降低 60 一 80 AOX 降低 60 聚乙烯醇的浓度降低 50 从而使此前不能通过生物降解的物 质得以部分氧化 利于下一步的生物处理 4 活性炭吸附 活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质 是最常用的一种吸附剂 活性炭吸附 法适用于被臭氧氧化脱色后废水的深度处理 但是 由于活性炭再生系统操作难度大 装 置运行费用高 应用受到限制 臭氧生物活性炭对有机物的去除包括三个过程 臭氧氧化 活性炭吸附和生物降解 即在对有机物的去除上 先发挥臭氧的强氧化能力 将有机物氧 化成可被生物降解的小分子有机物 接着利用活性炭良好的吸附性能将其吸附 再由吸附 在活性炭上的生物对吸附的有机物进行生物降解 而臭氧分解后产生的氧 提高水中的溶 解氧 使水中溶解氧常呈饱和状态或接近饱和状态 又为活性炭处理中的生物降解提供必 要条件 这一臭氧与颗粒活性炭滤池相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺 5 废水臭氧化的发展前景 臭氧处理技术的发展可从两方面来看 一是臭氧作为预处理或后处理 与其他处理方 法的联合使用 如絮凝 气浮 生化等 二是臭氧处理单元自身的发展 如光催化 金属 催化氧化等 臭氧与其它处理方法联合的工艺流程有很多形式 如 O 生化 活性污泥 生物活性碳法 O 絮凝 膜处理 O 膜处理 O 气浮 吹脱 O 活性碳吸附 O 絮凝 O 臭氧处理单元自身有以下几种形式 O O H O O H O UV 0 UV O 固体催化剂 固体 f 二剂如活性炭 金属及其氧化物 用先进的臭氧 超 声强化 生化处理工艺 去除偶氮染料脱色效果好 有机物去除率高 能有效地处理高浓度 PVA 褪浆污水 6 结论 6 1 臭氧是一种强氧化剂 能与废水中大多数有机物 微生物迅速反应 可去除废水中 难以生物降解的有机物 如芳烃化合物等污染物 并降低其 COD BOD 值 同时还可起到 脱色 除臭 杀菌的作用 6 2 在碱性条件下 臭氧对废水的脱色效果好 随初始 pH 值的升