臭氧氧化降解废水的研究与应用

第２４卷第１期　２０１１年１月　镇　江　高　专　学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｖｏ１．２４　Ｎｏ．１　Ｊａｎ．，２０１１　

臭氧降解显影废水中显影剂及其氧化物总量的研究　

徐吉成　，储金宇　，徐兵　，李玉蓉　

（１．江苏大学环境学院，江苏镇江２１２０１３；２．镇江高等专科学校化工系，江苏镇江２１２００３）　

摘要：利用高压等离子体产生臭氧，处理感光行业中的显影废水，建立以臭氧氧化处理显影剂及其氧化物总量的　

一种有效方法。实验中分别考察了反应时间、反应温度、初始浓度、ｐＨ值、臭氧通入量等因素对显影剂及其氧化物　总量降解的影响，通过正交实验及经济性分析得出本方法的优化条件。该条件下，显影剂及其氧化物总量降解率　为９６．９％。　关键词：臭氧；显影废水；显影剂；氧化物总量　中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ａ　文章编号：１ｏｏ８－８１４８（２０１　１）０１４３０８３４９４　

０　引　言　

随着经济发展，人民生活水平的提高，各国洗印行业数量激增，但由于布局分散、废液不易收集，使集中　

治污成为世界性环保难题。国内有很多彩色冲扩设备，每年有大量高浓度污染物排入地下或江河湖海，而且　

医疗系统冲印ｘ光片、ＣＴ片和出版系统的印刷排版也产生类似的废液。感光废水是一种典型的高浓度，难　

降解，在环境中停留时间长，具有生物毒性的废水，主要包括显影液废水和定影液废水，所含物质因具有极强　的环境负面效应而被列人《国家危险废物名录》…。目前只有美国等极少数发达国家花费巨资，采取集中收　

集、固化深埋等办法来解决。感光废液的污染引起了越来越多地方政府和科研工作者的重视。研究该种废　

水的冶理技术并付诸应用十分必要。　

显影废水成份特别复杂，包括米吐尔（对甲胺基苯酚硫酸盐）、对苯二酚、对苯二胺衍生物等多种有机有　

毒物质　。目前，关于此类废水处理方法的研究，主要有膜生物反应器处理　Ｊ、三段接触氧化一水解酸　

化　、催化湿式氧化法　、酸化一Ｆｅｎｔ０ｎ一混凝工艺　一　、电絮凝一活性炭吸附法　、絮凝剂一离子交换树　

化工论文范文

化工产业是国家经济的重要支柱。随着经济社会的发展,国内外环境污染突发事件时有发生,造成当地经济较大程度的损失,同时也严重影响了人类健康和社会的和谐稳定。下面是店铺为大家推荐的化工论文，供大家参考。

化工论文范文一：邮寄废水处理中臭氧氧化技术的运用

摘要：臭氧氧化作为一种有效的有机废水处理技术,对难生物降解的有机废水具有良好的降解效果。臭氧一般不能氧化彻底有机物，由此衍生了一系列的臭氧组合工艺，本文介绍了臭氧的性质及氧化机理,分析了臭氧氧化和衍生技术在处理农药废水、焦化废水、垃圾渗滤液、纺织印染废水等难降解有机废水中的应用,并指出了臭氧氧化技术存在的问题。

关键词：臭氧氧化技术;有机废水;废水处理

世界人口的疯长及日益发展的工业是越来越多的水体遭受污染。而臭氧具有较高的氧化还原点位和很强的氧化性，可以氧化多种化合物，对于生物难降解的有机物具有反应速度快，处理效果好，不产生污泥等特点。随着工业技术的革新，人们发现臭氧消毒的效率要远优于氯消毒，不会在消毒过程中产生对人体有害的三氯甲烷(THMS)，并且还可以有效去除水中的色、臭、味、和铁、锰等无机物质，并能降低UV吸收值、TOC、COD及氨氮。因此，臭氧氧化技术被广泛地应用于产业废水处理中[1]。

1臭氧的特性

臭氧，一种浅蓝色具有刺激性气味的气体，氧原子以sp2杂化的方式形成π键，臭氧分子形状为V形。臭氧的ORP比水处理中常用消毒剂氯气高0.7V，其氧化能力也远远高于氯气高。在水中的溶解度比氧气约高13倍[1]。经臭氧处理后的水中通常含有较多的杂质，成分比较复杂，还含有许多有机污染物，所以臭氧在水中很不稳定，会迅速分解成氧气分子[2]。

2臭氧氧化及其衍生工艺 臭氧氧化有机物的过程分为两种反应：直接反应和间接反应。直接反应即是通过亲核反应、环加成、亲电反应的方式。间接反应则是通过臭氧与水的自由基诱发反应生成HO?。HO?通过抽氢反应、电子转移及加成反应与大部分有机物进行复杂化学反应，从而将部分有机物矿化为CO2和H2O。通过以上反应，可将废水中大分子有机物氧化为以生物降解的小分子化合物，污水的COD可得到一定的去除而且色度也可大大降低。虽然臭氧对很多的有机物就有氧化性，但它对氧化物的选择具有特定性，而且有机物的降解产物一般是羧酸类化合物比如一元醛、二元醛等小分子，不能直接生成二氧化碳和水，所以对COD的去除率不高。臭氧和其他工艺的结合可以更好得提高氧化速率。联用来降解废水。目前与臭氧联用的技术主要有：臭氧/UV、臭氧+活性炭、臭氧+超声波降解、臭氧与膜联用、臭氧和生物污泥等[3]。

臭氧氧化技术及其在水处理领域的发展

摘要：臭氧氧化技术因具有成本低廉、反应速率快、副产物无毒等优势，使得其在水处理领域得到广泛应用和大力推广。在实际应用中，废水种类繁多且成分复杂，各种臭氧氧化技术都有局限性，因此，需要针对性地开发合适的催化剂，探究其反应机理，并设计配套的工艺。此外，还需降低臭氧生产成本以及提高臭氧氧化过程反应活性，以降低臭氧氧化废水处理工艺的成本。随着臭氧氧化技术的持续发展以及成本的逐渐降低，选择合适的催化体系并与多种工艺优化联合使用，将使得臭氧氧化技术在水处理方面发挥巨大的作用。

关键词：臭氧、氧化技术、水处理领域、发展

1臭氧的性质

臭氧在水中进行溶解之后会逐步转变成长链状的有机物，并且这种有机物是不饱和的状态。臭氧是属于氧的同素异形体，属于一种含有三个氧原子的大分子，并且这三个氧原子呈现三角形的排列方式。其中处于中间的一个原子与其他的两个原子距离长度是相等的。臭氧在正常的温度下呈现的是一种淡蓝色的气体，并有一种刺鼻的鱼腥味，溶于水之后使水变成了深蓝色，而臭氧在固体的状态时是紫黑色的。臭氧的分子结构界定其具有不稳定的特点，一般情况下，在空气中臭氧只需要20～50min就可以完全挥发掉，所以臭氧在空气中有一部分会变成氧气，并且温度越高越容易分解，分解的速度也就越快。研究表明，臭氧在水中的分解速度要比在空气中慢一些，正常情况下为35min，并且其溶解速度受到水温的影响，因此要具体情况具体分析。将臭氧、氯、过氧化氢这三种化学分子的电极电位进行比较，发现臭氧的氧化性能最优，氯和过氧化氢分别为1.36和1.78.所以，臭氧氧化性最强，仅次于氟，而氟不易溶于水的特征决定了在进行水处理时，应当首选臭氧。臭氧有着高强度的氧化性能，显而易见其缺点就是自身的强腐蚀性。除了一些比较贵重的金属，例如金、铂以外，臭氧对其他类型的金属都具有高强度的腐蚀和破坏的作用，此外，臭氧还对一些非金属的物体同样具有腐蚀性，即便是一些抗腐蚀性极强并且含有聚氯乙烯的塑料制品。在操作臭氧技术时所使用的设备也会因和臭氧的接触而产生氧化的现象，设备经常会出现疏松和开裂的问题。臭氧有着难闻的气味，并且并不是无毒的气体，所以工业对臭氧的生产量要有所控制，不能进行大量的生产，否则对人的身体也会带来一定的危害。研究结果显示，臭氧的浓度超标时会对周围的动物产生伤害。当人身处臭氧浓度为（0.5～1）×10-6环境下，并待1.5h后，人的身体会感到不适，进而出现口干、咳嗽的现象。人一旦长时间处于这样的环境中，严重者可能导致其呼吸道感染，研究报道表明，臭氧还有致癌的危害。

污水处理高级氧化技术

近年来，由于工业化发展的速度较快，致使工业企业的污水排放量剧增，

造成的环境污染问题越来越严重。在工业生产排放的废水中，有机废水的浓度

较高、成分繁杂，且具有难降解、含毒性物质等特征。因此，传统的污水处理

技术已无法满足当今的污水处理要求，所以，有效处理此类工业废水已成为当

务之急。目前，先进的高级氧化法处理效果好、反应速度快、二次污染概率小

且适用范围广。因此，该技术已逐步应用于各种工业废水处理工艺中 。

该技术按反应原理划分可分为臭氧氧化、光化学氧化、催化湿式氧化、电

化学氧化、芬顿氧化等。

1、高级氧化法处理废水的研究进展

1.1 臭氧氧化

（1）臭氧氧化

按照对污染物和臭氧的化学反应方式的不同，可分成二类。一类是用臭氧

直接和有机化合物反应，一般称为臭氧直接反应；另一类是臭氧先经过分解形

成羟基自由基，再通过羟基自由基和有机产物进行直接化学反应，一般称为臭

氧发生器间接化学反应。

在实际应用中，与臭氧的直接反应通常是通过打破有机物的双键结合，将

大分子有机质转变为小分子，但总体氧化程度并不高，而破碎成小分子的有机

物具备了较大的可生化性。臭氧直接氧化是由于其选择能力较强、化学反应速

度慢、以及对污染物的全面净化难度较大等特点，但可以对工业废水进行预处

理，以此提高废水的B/C比。

而臭氧的间接处理化学反应基本原理为：臭氧在水体内先溶解形成羟基自

由基（OH），然后羟基自由基再去氧化有机物。该方法一般不具备化学选择性，

但由于反应速度快、氧化程度高、污水处理效率好等优点，在工业废水处理中

取得了较普遍的运用。在臭氧处理间接化学反应中，臭氧在水体形成羟基自由

基主要采用两种路径：

①在碱性条件下，臭氧迅速溶解形成羟基自由基，且在紫外线光的影响下，

臭氧形成羟基自由基； ②在各种金属催化的影响下，臭氧形成羟基自由基。

国内学者对催化剂展开研究，以负载式二氧化钛为催化剂，对臭氧化合物

在强催化作用下氧化对水溶性元素腐殖酸的影响开展了深入研究，结果显示，