食品機(jī)械設(shè)備網(wǎng)
技術(shù)文章
臭氧發(fā)生器在漂染廢水中的應(yīng)用
閱讀：291 發(fā)布時(shí)間：2011-1-14
在科技人員多次研究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，決定在生化處理前，*行臭氧強(qiáng)氧化新技術(shù)預(yù)處理，再進(jìn)行生化降解和臭氧氧化脫色的深度處理，使剩余有機(jī)物及色度污染物進(jìn)一步去除，舍去了以前價(jià)格昂貴的脫色劑和混凝劑，使用此方法，既大大降低處理成本，又實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和節(jié)能減排的要求。在此基礎(chǔ)上，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為實(shí)現(xiàn)中水循環(huán)回用實(shí)現(xiàn)*奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)廢水資源化，創(chuàng)造更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
臭氧氧化漂染廢水難降解有機(jī)物的分解及脫色機(jī)理：
臭氧是目前*的綠色強(qiáng)氧化劑，具有多種功能，尤其是能提高難降解有機(jī)物的生物降解度。其機(jī)理在于通過臭氧氧化原子能組進(jìn)所處理的物質(zhì)中，改變?cè)形镔|(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和性能，從而提高其生物降解度。漂染廢水中含有多種難降解的有機(jī)物，用臭氧氧化技術(shù)進(jìn)行生物前處理印染高濃度有機(jī)廢水，從理論分析，是*可行的，諸如其它行業(yè)（如農(nóng)藥廠、化工廠、制藥廠、焦化廠等）也有類似用途，目前的研究應(yīng)用也在進(jìn)行中。染料顯色是由其發(fā)色基團(tuán)引起的，如乙烯基,偶氮基,氧化偶氧基,羥基,硫酮,亞硝基,亞乙烯基等.，這些發(fā)色基團(tuán)都有不飽和鍵，臭氧能使染料中所含的這些基團(tuán)氧化分解，生成分子量較小的有機(jī)酸和醛類，使其失去發(fā)色能力。所以，臭氧既是氧化劑又是良好的脫色劑。從根本上講，臭氧的脫色原理就是臭氧及其產(chǎn)生的活潑自由基（·OH）使染料發(fā)色基團(tuán)中的不飽和鍵斷裂，從而改變了原有分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，達(dá)到了脫色和降解有機(jī)物的目的。臭氧對(duì)各種染料的作用結(jié)果有所不同，對(duì)親水性染料脫色快、效果好；對(duì)疏水性染料脫色速度慢、效果差。漂染廢水經(jīng)臭氧技術(shù)預(yù)處理后，提高了難降解有機(jī)物的生物降解度，并去除了絕大部分色度，使后續(xù)的生化處理達(dá)到*效果。在生物難降解處理的廢水中，在廢水中各種成分相對(duì)穩(wěn)定的情況下，COD與BOD之間存在著一定的比例關(guān)系，通常CODcr＞BOD20＞BOD5。其中比值可作為廢水是否適宜生化法處理的一個(gè)重要衡量指標(biāo)，比值越大越容易被生
臭氧發(fā)生器化處理。研究證明：紡織廢水中的有色（聚）芳香族化合物（常含有大量Cu、Ni、Zn、Cr等金屬離子混合在一起），表面活性劑以及氯基*類、苯磺酸類等幾十種難降解置換芳香族化合物，經(jīng)臭氧氧化后，生物降解度得到提高，因此，廢水中的難降解有機(jī)物經(jīng)臭氧氧化后，成為低分子且分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，去除了阻礙生化的因素，使生物降解度得到了改善，大大的提高了可生化性，可作為廢水生物處理的預(yù)處理工藝。臭氧在水處理中主要作用以下方面：1.氧化無機(jī)物
臭氧能將水中的二價(jià)鐵、錳氧化成三價(jià)鐵及高價(jià)鐵，使溶解性的鐵、錳變成固態(tài)物質(zhì)，以便通過沉淀和過濾除去。其反應(yīng)式如下：
2Fe2++O3+3H2O→2Fe（OH）3
3Mn2++203→3MnO2
3Mn2++4CN3→3MnO4
常規(guī)的水處理對(duì)氰化物的去除效果不大，而臭氧則能很容易地將氰化物氧化成毒性小100倍的氰酸鹽。其反應(yīng)式如下：
CN-+O3→CNO-+O3
3CN-+O3→3CNO-
氰酸跟在堿性或酸性條件下，都能進(jìn)行水解，而轉(zhuǎn)化成氮化物，其反應(yīng)式如下：
CNO-+OH-+H2O→CO32-+NH3
NH3+3O3→2NO3+3H2O
在酸性條件下
CNO-+2H++H2O→CO2↑+NH4+
3NH4++5O3→3NO3-+6H20
臭氧是強(qiáng)氧化劑能將氨氧化成硝酸鹽，臭氧還能將水中的硫化氫氧化成硫酸，從而減輕了水中的臭味。
2.氧化有機(jī)物
臭氧能夠氧化許多有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)胺、鏈型不飽和化合物、芳香族、木質(zhì)素、腐蝕質(zhì)等，目前水處理中，采用CODC和BOD5作為測(cè)定這些有機(jī)物的指標(biāo)，臭氧在氧化這些有機(jī)物的過程中，將生成一系列中間產(chǎn)物，在氧化的同時(shí)產(chǎn)物會(huì)更高，為了很好降解必須投加足夠的臭氧產(chǎn)量，以使有機(jī)物氧化*，才能轉(zhuǎn)化為無機(jī)物。尤其水中含有酚類化合物時(shí)，臭氧處理可以去除酚所產(chǎn)生的惡臭。其次，如表面活性劑（ABS等），微生物使其分解，而臭氧卻很容易氧化分解這些物質(zhì)。
3.消毒
臭氧是非常有效的殺菌劑。各種常用消毒的效果按以下：
O3＞CLO2＞HOCL＞OCL＞NHCL2＞NH2CL
研究顯示，臭氧殺菌效果好、速度快，而且對(duì)消滅病毒也很有效。影響臭氧氧化的主要因素有水溫、PH值、懸浮物濃度、臭氧濃度、臭氧投放量、接觸時(shí)間和剩余臭氧等。
目前國內(nèi)染色廢水大都采用生化加混凝沉淀的處理工藝，在采用這種工藝處理后，廢水的COD和色度去除率不太理想，因?yàn)閺U水中含有難以生物降解的高分子助劑和合成染料，“臭氧氧化技術(shù)”作為一種氧化技術(shù)，可以用于去除漂染廢水的色度和難降解有機(jī)物等。
臭氧氧化漂染廢水難降解有機(jī)物的分解及脫色機(jī)理：
臭氧是目前*的綠色強(qiáng)氧化劑，具有多種功能，尤其是能提高難降解有機(jī)物的生物降解度。其機(jī)理在于通過臭氧氧化原子能組進(jìn)所處理的物質(zhì)中，改變?cè)形镔|(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和性能，從而提高其生物降解度。漂染廢水中含有多種難降解的有機(jī)物，用臭氧氧化技術(shù)進(jìn)行生物前處理印染高濃度有機(jī)廢水，從理論分析，是*可行的，諸如其它行業(yè)（如農(nóng)藥廠、化工廠、制藥廠、焦化廠等）也有類似用途，目前的研究應(yīng)用也在進(jìn)行中。染料顯色是由其發(fā)色基團(tuán)引起的，如乙烯基,偶氮基,氧化偶氧基,羥基,硫酮,亞硝基,亞乙烯基等.，這些發(fā)色基團(tuán)都有不飽和鍵，臭氧能使染料中所含的這些基團(tuán)氧化分解，生成分子量較小的有機(jī)酸和醛類，使其失去發(fā)色能力。所以，臭氧既是氧化劑又是良好的脫色劑。從根本上講，臭氧的脫色原理就是臭氧及其產(chǎn)生的活潑自由基（·OH）使染料發(fā)色基團(tuán)中的不飽和鍵斷裂，從而改變了原有分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，達(dá)到了脫色和降解有機(jī)物的目的。臭氧對(duì)各種染料的作用結(jié)果有所不同，對(duì)親水性染料脫色快、效果好；對(duì)疏水性染料脫色速度慢、效果差。漂染廢水經(jīng)臭氧技術(shù)預(yù)處理后，提高了難降解有機(jī)物的生物降解度，并去除了絕大部分色度，使后續(xù)的生化處理達(dá)到*效果。在生物難降解處理的廢水中，在廢水中各種成分相對(duì)穩(wěn)定的情況下，COD與BOD之間存在著一定的比例關(guān)系，通常CODcr＞BOD20＞BOD5。其中比值可作為廢水是否適宜生化法處理的一個(gè)重要衡量指標(biāo)，比值越大越容易被生
臭氧發(fā)生器化處理。研究證明：紡織廢水中的有色（聚）芳香族化合物（常含有大量Cu、Ni、Zn、Cr等金屬離子混合在一起），表面活性劑以及氯基*類、苯磺酸類等幾十種難降解置換芳香族化合物，經(jīng)臭氧氧化后，生物降解度得到提高，因此，廢水中的難降解有機(jī)物經(jīng)臭氧氧化后，成為低分子且分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，去除了阻礙生化的因素，使生物降解度得到了改善，大大的提高了可生化性，可作為廢水生物處理的預(yù)處理工藝。臭氧在水處理中主要作用以下方面：1.氧化無機(jī)物
臭氧能將水中的二價(jià)鐵、錳氧化成三價(jià)鐵及高價(jià)鐵，使溶解性的鐵、錳變成固態(tài)物質(zhì)，以便通過沉淀和過濾除去。其反應(yīng)式如下：
2Fe2++O3+3H2O→2Fe（OH）3
3Mn2++203→3MnO2
3Mn2++4CN3→3MnO4
常規(guī)的水處理對(duì)氰化物的去除效果不大，而臭氧則能很容易地將氰化物氧化成毒性小100倍的氰酸鹽。其反應(yīng)式如下：
CN-+O3→CNO-+O3
3CN-+O3→3CNO-
氰酸跟在堿性或酸性條件下，都能進(jìn)行水解，而轉(zhuǎn)化成氮化物，其反應(yīng)式如下：
CNO-+OH-+H2O→CO32-+NH3
NH3+3O3→2NO3+3H2O
在酸性條件下
CNO-+2H++H2O→CO2↑+NH4+
3NH4++5O3→3NO3-+6H20
臭氧是強(qiáng)氧化劑能將氨氧化成硝酸鹽，臭氧還能將水中的硫化氫氧化成硫酸，從而減輕了水中的臭味。
2.氧化有機(jī)物
臭氧能夠氧化許多有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)胺、鏈型不飽和化合物、芳香族、木質(zhì)素、腐蝕質(zhì)等，目前水處理中，采用CODC和BOD5作為測(cè)定這些有機(jī)物的指標(biāo)，臭氧在氧化這些有機(jī)物的過程中，將生成一系列中間產(chǎn)物，在氧化的同時(shí)產(chǎn)物會(huì)更高，為了很好降解必須投加足夠的臭氧產(chǎn)量，以使有機(jī)物氧化*，才能轉(zhuǎn)化為無機(jī)物。尤其水中含有酚類化合物時(shí)，臭氧處理可以去除酚所產(chǎn)生的惡臭。其次，如表面活性劑（ABS等），微生物使其分解，而臭氧卻很容易氧化分解這些物質(zhì)。
3.消毒
臭氧是非常有效的殺菌劑。各種常用消毒的效果按以下：
O3＞CLO2＞HOCL＞OCL＞NHCL2＞NH2CL
研究顯示，臭氧殺菌效果好、速度快，而且對(duì)消滅病毒也很有效。影響臭氧氧化的主要因素有水溫、PH值、懸浮物濃度、臭氧濃度、臭氧投放量、接觸時(shí)間和剩余臭氧等。
目前國內(nèi)染色廢水大都采用生化加混凝沉淀的處理工藝，在采用這種工藝處理后，廢水的COD和色度去除率不太理想，因?yàn)閺U水中含有難以生物降解的高分子助劑和合成染料，“臭氧氧化技術(shù)”作為一種氧化技術(shù)，可以用于去除漂染廢水的色度和難降解有機(jī)物等。