臭氧氧化法技术在废水处理中的运用

臭氧氧化法技术在废水处理中的运用摘要：本文重点阐述了臭氧氧化法技术在处理城市废水中的运用，并分析臭氧氧化法技术的工作原理及其现状与发展趋势。

关键词：臭氧；氧化法技术；废水处理；运用
一、臭氧氧化法技术
臭氧氧化法技术，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．紫外催化臭氧法
用03/uv水处理法始于70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。

03/uv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03/uv氧化机理有很多研究，一般认为03/uv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。

在不同ph值条件下，用03/uv、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t0c的去除率随dh值升高而升高。

研究表明，自来水中苯、甲苯、乙苯在用0duv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。

2．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0h·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0h·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。

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：臭氧很短时问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。

关于活性炭对臭氧氧化的影响机理，葡萄牙研究人员研究表明：处理ci acid blue一113．c1
reactive red一241和cl basic red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去除率不是很理想用活性炭和臭氧联合处理时不但能提高色度去除，而且也增加了t0c的去除率。

由此可以得出活性炭与臭氧具有协同效应，活性炭在这里既是吸附剂也是臭氧反应的催化剂同时研究人员比较了处理过的酸性活性炭与碱性活性炭，研究显示碱性活性炭对toc的去除更加有效。

3．超声／臭氧法
超声波能有效地降解废水中的难降解有机污染物，将超声波与臭氧进行联合使用，可以提高降解有机物的效率，降低运行成本。

早在1976年，dahi就已经发现超声波能够强化03处理废水过程，他利用20 khz超声波强化03氧化处理生物污水处理厂的出水时发现，这种技术可减少50％的03投加量。

使用03超声波联合处理含酚废水，研究表明，超声辐射在臭氧氧化过程起加速反应作用。

效果明显好于超声或臭氧单独使用时的效果，而且随着超声功率的增大．，加速反应的能力增强，随着臭氧通入量的增大，酚去除率不断增大。

另外，超声／臭氧处理酚废水的降解规律符合假一级反应。

4．臭氧催化金属氧化法
金属催化臭氧化技术是近年发展起来的一种新型的在常温常压下将那些难以用臭氧单独氧化或降解的有机物氧化的方法。

金属氧
化法是以固状的金属(金属盐及其氧化物)为催化剂，加强臭氧氧化反应，是近几年来新起的技术。

该技术的目的就是促进03的分解．以产生自由基等活性中间体来强化臭氧化。

其关键是高效的金属催化剂的制作与筛选，目前已研究和筛选出的有铜锰锌钙类的催化剂。

催化臭氧氧化去除水中的酚氯乙酸的研究，结果表明l00mg／l的含酚废水，在臭氧氧化空气流量0．05 m3／h．03浓度3．46—8mg ／l。

ph为6．5～8时30min去除率即达99％，比单纯臭氧氧化法脱酚率提高30％，100mg／l的氯乙酸废水在臭氧氧化空气流量为0．05m3／h，03浓度为6．62mg／l时ph=3．8，30minc0d去除率即达75％以上。

二、在工业废水处理中的应用
由于工业废水的成分复杂和处理困难，所以近年来。

臭氧联合技术在工业废水的处理中应用广泛。

对于可生化性较差的化工废水、高度变污医疗废水等，采用臭氧预氧化处理，能够较好地改善废水的可生化性．为后续生物处理创造条件。

1．对医药废水的处理。

大多医药废水cod较高、可生化性差，单纯靠物理化学方法处理成本高不经济．普通的生化处理又根本行不通．所以可以先用臭氧预处理，主要是为了提高废水的可生化性，为后续生物处理降低难度，同时降低c0d。

某医药化工厂排放的医药废水通过臭氧／uasb／接触氧化联合作用，废水原水质：cod为14000～l 5000mg／l，bod5检测不到，经过min臭氧氧化，
c0d去除率达40%左右。

经预处理后废水的p(bod5)／p(cod)≥0．3，可生化性得到明显改善。

2．对印染废水的处理。

印染废水对环境的污染很严重，其水量大、水质波动大、污染物成分复杂且含量高，色度、化学需氧量(cod)和生化需氧量(bod5)均较高，是国内外难处理的工业废水之一。

研究表明03在紫外线(uv)作用下，转化为oh．等强氧化性物质，与有机物反应，使染料的发色基团中的不饱和链断裂，生成相对分子质量小、无色的有机酸、醛等．达到脱色和降解有机物的目的。

利用03／uv氧化与常规生化组合，先利用生化法将可生化有机物大部分去除，剩余不可生化污染物用03／uv氧化，以降低臭氧的消耗及处理成本．提高出水水质。

通过该处理的出水可达到《gb4287—1992纺织染整工业水污染物排放标准》的一级排放要求。

3．对含酚废水的处理。

含酚废水是比较普遍且危害性很严重的工业废水之一，酚是一种公认的致癌、致畸、致变的“三致”物质．处理工业含酚废水已是工业废水方面急待解决的问题之一。

研究表明，对于含酚量为227mg／l，ph值为7．13～7．16．水温为13-40℃的焦化厂废水．经过臭氧氧化处理后，水中的含酚量降低了98%。

4．对垃圾渗滤液的处理。

垃圾渗滤液是一种污染性极强的高污染物含量有机废水．其中有机污染物高达77种，其中促癌物、辅致癌物5种，被列入我国环境优先控制污染物“黑名单”并且垃圾渗滤液对周边环境、填埋场土层及地下水都会造成极大的污染。

采
用生物一臭氧氧化技术对垃圾渗滤液进行处理研究，实验表明，经臭氧氧化后，可以有效降低垃圾渗滤液生物处理出水的cod值：垃圾渗滤液生物处理出水臭氧氧化后．其生物降解性随氧化时间的增加存在极值，p(bod5)/p(cod)在0-128上下波动，为可降解废水：结合处理的经济性可以采用生物一臭氧一生物的联合技术处理垃圾渗滤液
三、臭氧技术的发展现状及趋势
1．随着臭氧技术在水处理方面的广泛应用，人们认识到，臭氧技术的关键在于它与水中污染物的反应机理，这方面目前尚未有明确的定论，仍在进一步研究当中。

2．臭氧的产生效率与电源的频率呈正向增长关系，提高臭氧发生电源频率一直是研究的重要方向。

目前国际标准型臭氧发生器产品，电源频率最高为20khz左右。

3．臭氧发生器电介体材料一直使用玻璃，由于耐电压、介电常数s与介质损耗系数等性能限制，臭氧产率、含量提高不大。

近年来由于精密陶瓷、搪瓷等材料的发展，以及金属管外喷涂等特殊工艺的发展，已全面提高了臭氧放电的技术指标，使单机产量超过100kg成为事实。

4．由于臭氧的强氧化性、强腐蚀性及有毒性，所以处理工艺元件的材料必须用高耐腐蚀抗氧化材料．使得臭氧处理成本增高．不利于臭氧技术的广泛推广．因此如何降低臭氧处理技术的成本成为
目前臭氧技术研究的主要工作之一。

5．目前臭氧发生器的发展趋势是体积越来越小，能耗越来越低．电能转化率和产率越来越高，其控制的自动化程度也越来越高，臭氧应用越来越广，加快了产业的发展。

参考文献：
[1]贾瑞平陈烨璞，臭氧联合氧化技术在污水处理方面的新进展[j]工业水处理，2007，05
[2]刘素娥，活性炭催化臭氧氧化技术及其在水处理中的应用[j]广东化工，2010，05。