臭氧—过氧化氢高级氧化法处理染色废水

臭氧—过氧化氢高级氧化法处理染色废水

【摘要】目前印染废水处理技术中，混凝法、吸附法、膜分离法、光催化氧化法都存在各自的缺点，运行难度较大。本文采用臭氧-过氧化氢-羟基氧化铁高级氧化法使染色废水脱色，取得了较好的结果。

【关键词】臭氧；过氧化氢；羟基氧化铁；脱色

0 前言

目前的印染废水处理技术中，混凝法只适于除去疏水性物质，而且产生的大量的化学污泥难以处理；吸附法与膜分离法因分别用到了活性炭和生物膜，因而投资造价高，且存在着再生性差的缺点；光催化氧化虽处理效率高，但技术尚未成熟，仍未能大规模应用。因而，开发一种经济、高效的处理技术才能从根本上解决印染废水的处理问题。臭氧氧化作为一种高级氧化技术，已被广泛应用于饮用水处理[1]。

臭氧氧化法的应用十分广泛，它在杀菌、消毒、脱色、除臭、氧化难降解有机物与改善絮凝效果方面有明显的优势。由于臭氧不残留或产生二次污染物，所以在食品、制药、供水等行业得到广泛应用[2]。

1 反应机理

废水中的染料发色是由于存在着发色基团，如偶氮基—N=N—，羧基>C=O ，乙烯基>C=C<，硝酸基—NO=C ，氧化偶氮基—N=NO—等，这些基团中均含不饱和键，O3通过产生的活泼的羟基自由基与有机物反应，将不饱和键断开，使染料氧化成分子质量较小的有机酸、醛类，从而失去发色能力，达到脱色和降解有机物的目的。

1.1 臭氧与过氧化氢反应机理

链的终止反应为：

1.2 过氧化氢与羟基氧化铁反应机理

Joonseon Jeong等人通过实验，提出了过氧化氢与羟基氧化铁反应使染料脱色的机理[4]：

2 实验流程

2.1 实验条件及结果

采用活性艳红染料（K-2BP）配制成溶液（0.1g/L）模拟污水，分别用聚合

硫酸铁、三氧化二铁、硫酸亚铁、过氧化氢与臭氧搭配，按照表1实验流程进行实验，对比处理前后CODcr去除率（表1）、脱色效果（图1）、可见光谱图（图2）：

2.2 起始pH值及亚铁离子对脱色效果的影响

由实验结果可以看出：在本实验中，起始条件为近中性时催化氧化脱色效果最好，为酸性时氧化脱色时间加长，而开始时pH值为碱性时，1h都不能脱色；此外，加入亚铁离子对氧化脱色有明显的促进作用，是因为亚铁离子又与过氧化氢形成FENTON试剂，提高了氧化效果。

2.3 pH调节及除铁实验

因为本实验所选用方法的原因，经过处理后的溶液为强酸性，并且产生了大量的铁离子，故考虑用碱溶液将反应后的溶液调节成中性同时将铁离子除去。本实验研究了硫酸铝钾、氢氧化钙、氢氧化钠以及他们的混合物，并配合了高分子絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）和聚丙烯酸钠（PAAS），对pH值的调节以及对铁离子的去除。

3 结论

本实验所采用的臭氧催化氧化法对所采用的所有染料在短时间内都具有明显的脱色效果。脱色后的染料溶液呈淡黄色，呈强酸性（pH值为2-3），通过加入[NaOH+Ca（OH）2+PAM]可以调节其pH值至近中性，并能够快速地使溶液澄清，达到排放标准。

臭氧氧化法处理废水日见普及，具有处理效果好、占地面积小、自动化程度高、无二次污染等其他方法无法取代的优点[5]。但是，同时也存在臭氧产生效率低、耗能大、费用高、配套工艺及技术不够完善等问题。因此，如何进一步提高臭氧的利用效率和氧化能力，如何使生产臭氧的成本降低和广泛推广臭氧的应用技术是当前要解决的关键性问题[6]。

【参考文献】

[1]王海龙，张玲玲，王新力，刘超.臭氧氧化工艺在印染废水处理中的应用进展[J].工业水处理，2011，7，31（7）.

[2]李静，刘国荣.臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用[J].污染防治技术，2007，12，20（6）.

[3]钟理，李小莹，吕扬效.高级氧化过程降解废水及其反应机理[J].广东化工，2001（1）：24-26，29.

[4]Joonseon Jeong. Decolorization of Dye with Iron Oxide Catalyzed

Decomposition of Hydrogen Peroxide[J].Environ.Sci.Tech，32，2006，1414-1418.

[5]郑红艾.臭氧处理工业废水新进展[J].上海电力学院学报，2006，22（30）

[6]王煜，等.新型臭氧发生法处理印染废水的研究[J].环境保护，1999（6）.