臭氧氧化法深度处理印染废水生化处理出水

臭氧氧化法的特征及在废水处理中的应用有哪些?
臭氧对有机物有一定的氧化能力，用臭氧处理二级处理水，在有机物去除方面有以下特征。

（1）能够被臭氧氧化的有机物有∶蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸、链式不饱和化合物和氰化物等。

（2）臭氧对有机物的氧化只能进行部分氧化，形成中间产物，难以达到形成 CO2和H2O的完全无机化阶段。

（3）臭氧对有机物的氧化形成的中间产物主要有∶甲醛、丙酮酸、丙酮醛、乙酸。

但如果臭氧足够，还会继续发生氧化，除乙酸外其他物质都可能被臭氧分解。

（4）污水用臭氧进行处理，可提高污水的可生化性。

（5）用臭氧处理二级处理水时，COD去除率与 pH值有关。

pH值升高可以使COD去除率显著提高。

臭氧氧化法在废水处理中主要是污染物氧化分解，主要有以下应用;
（1）印染废水处理臭氧氧化法处理印染废水主要是用于脱色，染料颜色主要是染料中的不饱和基团引起，臭氧能将这些不饱和键打开，生成小分子物质，使其失去颜色，但臭氧对硫化、还原、涂料等不溶于水的分散染料的脱色效果较差。

（2）处理含氰废水利用臭氧的强氧化性将氰离子还原为毒性相对很小的离子，处理过程中不加入其他化学物质，处理后水质较好，
操作简单。

（3）处理含酚废水利用臭氧的强氧化性经过多步反应将酚还原为邻苯醌。

臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用随着工业的发展以及城市化的进程，废水处理成为一个日益重要的问题。

废水中的有机污染物、酸性物质和重金属等物质对环境和人体健康都具有极大的危害。

因此，开发出一种高效、节能、环保的处理技术是很有必要的。

臭氧催化氧化技术便是其中一种较为理想的选择。

一、臭氧催化氧化技术的定义及原理臭氧催化氧化技术，简称催化氧化，是利用高效臭氧发生装置将氧气转化为臭氧，再将臭氧与废水中的污染物接触发生氧化反应的一种废水处理技术。

催化氧化技术主要基于臭氧具有较强氧化作用的特点，将臭氧作为一种氧化剂，与废水中的有机物、难降解物质发生氧化反应，可以高效地降解废水中的有机物、难降解物质和部分微污染物，降低废水中有害物质的含量，达到净化废水的目的。

同时，臭氧还有消毒和去除异味的作用。

二、催化氧化技术的优点1. 高效净化废水催化氧化技术对废水中的有机物、难降解物质和部分微污染物都具有很高的降解率，特别是对一些需要高浓度催化氧化的难降解有机物，如苯酚、草酸等废水处理效果优于其他技术。

同时，催化氧化技术可以去除废水中的异味，达到水体资源的保护和循环利用。

2. 药剂消耗量低相比其他处理技术，催化氧化技术的药剂消耗量较低，只需适量的臭氧气体和少量的辅助药剂，可以降低废水处理成本，减轻环境污染。

3. 自动化程度高催化氧化技术的操作过程相对较简单，可以实现智能化控制，自动控制设备参数，减少作业人员的劳动强度，提高工作效率。

三、催化氧化技术的应用场景1. 废水深度处理催化氧化技术具有高效处理废水的能力，可以在市政污水处理厂、工业废水处理厂中得到应用，特别是一些难降解有机废水的处理效果显著，同时也适用于化工、制药、食品、印染、纸浆造纸等行业的废水处理。

2. 水环境净化催化氧化技术可以降低水环境中有害物质的含量，减少对水环境的污染，例如城市排水沟、河流、湖泊等水域的水质净化。

3. 其他应用催化氧化技术还可用于食品工业中的废水处理和鼎力环保科技有限公司豆腐清污废水处理，以及污染物氧化降解、精细有机物合成、臭氧消毒等领域。

广 东 化 工 2021年 第2期· 86 · 第48卷 总第436期臭氧-混凝沉淀工艺深度处理印染废水的中试实验李猛，伊学农，樊祖辉(上海理工大学 环境与建筑学院，上海 200093)[摘 要]以江苏某印染厂提标改造为基础，采用臭氧氧化-混凝沉淀耦合工艺对印染厂二沉池出水进行深度处理，通过优化系统运行参数。

考察了该组合工艺对印染废水的降解效果。

结果表明：在反应时间为30 min 、臭氧浓度为45 mg/L 的条件下，臭氧氧化效能达到最高，COD 去除率为24.5 %；通过与混凝沉淀组合，COD 和TP 的去除率为50.1 %和78.4 %，均达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)排放标准。

中试设备电耗和药剂成本为1.072元/t ，具有较好的经济效益。

[关键词]臭氧氧化；混凝沉淀；印染废水；中试试验[中图分类号]TU992 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)02-0086-02Pilot Experiment of Advanced Treatment of Printing and Dyeing Wastewater byOzone-coagulation Precipitation ProcessLi Meng, Yi Xuenong, Fan Zuhui(School of Environment and Architecture, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)Abstract: Based on the upgrading and transformation of a printing and dyeing plant in Jiangsu, the combined process of ozone oxidation and coagulation sedimentation was used to perform advanced treatment of the effluent from the secondary sedimentation tank of the printing and dyeing plant. By optimizing the operating parameters of the system, the degradation effect of the combined process on the printing and dyeing wastewater was investigated. The results showed that: under the conditions of 30 min reaction time and 45 mg/L ozone concentration, the ozone oxidation efficiency reached the highest, and the COD removal rate was 24.5 %; combined with coagulation precipitation, the removal rate of COD and TP was 50.1 % And 78.4 %, both meet the emission standard of "Water Pollutant Discharge Standard for Textile Dyeing and Finishing Industry" (GB4287-2012). The power consumption of the pilot plant and the cost of medicament are 1.072 yuan/t, which has good economic benefits.Keywords: ozone oxidation ；coagulation ；dyeing wastewater ；pilot test在现代生活中，随着经济的高速发展，物质需求越来越丰富，印染行业作为与大家日常密切相关的行业，所用染料日益复杂，最常用的染料有亚甲基蓝、甲基橙、罗丹明B 、耐酸大红等[1]，这些染料的分子结构中一般带有苯环、共轭结构等难分解的致癌物质[2]。

四种印染废水处理方法纺织工业进展重要拦阻之一是环保节能问题,环保的重要问题是废水处理,而约80%纺织废水来自于印染行业。

作为工业废水重要来源之一的纺织印染废水，其处理难度较大，不易处理，本文简要介绍四种印染废水处理方法，详见下文。

一、物理法（1）栅栏法：用于去除废水中纱头、布块等漂物和悬浮物。

重要有格栅和格网、筛网等。

（2）调整池：由于纺织印染废水水质水量变化大，必需设调整池，一般当废水量5000ffd时，调整池停留时间为4h；废水量2000t/d时，调整池停留时间为5h～6h；废水量小于1000ffd时，调整池停留时间为7h～8h。

（3）沉淀池：印染废水的悬浮粒小，故不经其它（如化学）预处理时，不宜直接进行沉淀处理，沉淀池又分平流式、竖流式和辐流式，其中前者应用多。

（4）过滤法：在印染废水中接受的过滤多是快滤池，即在重力作用下，水以6m/h12m/h的速度通过滤池完成过滤过程。

二、化学处理法（1）中和法：在印染废水中，该法只能调整废水pH值，不能去除废水中污染物，在用生物处理法时，应把握其进入生物处理设备前pH值在6—9之间。

（2）混凝法：用化学药剂使废水中大量染料、洗涤剂等微粒子结合成大粒子去除，印染废水处理中需用的混凝剂有碱式氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸铝、明矾、三氯化铁等。

（3）气浮法：印染废水中含大量有机胶体微粒、呈乳状的各种油脂等，这些杂质经混凝形成的絮体颗粒小、重量轻、沉淀性能差，可接受气浮法将其分别；目前在印染废水整治中，气浮法有取代沉淀法的趋势，是印染废水的一种重要处理方法。

在印染废水中气浮处理重要接受加压溶气气浮法。

（4）电解法：该法脱色效果好，对直接染料、媒体染料、硫化染料、分散染料等印染废水，脱色率在90%以上，对酸性染料废水，脱色率在70%以上。

该法缺点：电耗及电材料耗量大，需直流电源，适宜于小量废水处理。

（5）吸附法：吸附法对印染废水的COD、BOB色去除特别有效，由于活性炭吸附投资较大，一般不优先考虑，近年来有泥煤、硅藻土、高岭土等活性多孔材料代替活性炭进行吸附的，对印染废水宜选用过滤孔发达的活性吸附材料。

臭氧催化氧化-曝气生物滤池工艺对印染废水的深度处理研究黎兆中;汪晓军;梁仲海
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2014(41)9
【摘要】采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池工艺对印染废水进行深度处理.在室温条件下,试验水样体积为2000 mL,分别使用负载催化剂的陶粒和普通陶粒进行臭氧氧化实验.在通O3时间为15 min,臭氧的投加量达90 mg/L时,废水COD由125 mg/L下降到62 mg/L,去除率达到51％.废水水样中含较多难生物降解的有机物,经过臭氧催化氧化预处理之后,废水的可生化性得到改善.催化陶粒相对于普通陶粒表现出了更加良好的催化效果.采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池工艺深度处理印染废水,COD的去除率达到66％,处理效果良好.
【总页数】3页(P139-140,122)
【作者】黎兆中;汪晓军;梁仲海
【作者单位】华南理工大学环境与能源学院,广东广州510006;华南理工大学环境与能源学院,广东广州510006;佛山市南海西樵鑫龙水处理有限公司,广东佛山528200
【正文语种】中文
【中图分类】X
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1.曝气生物滤池(BAF)工艺原理及印染废水深度处理中应用 [J], 梅巍;许峰
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3.曝气生物滤池-臭氧氧化-曝气生物滤池组合工艺对印染废水的深度处理 [J], 李达宁;汪晓军
4.臭氧催化氧化——曝气生物滤池工艺深度处理食品添加剂废水 [J], 陈志伟;汪晓军;许金花
5.臭氧催化氧化——内循环曝气生物滤池在污水深度处理中的实践 [J], 卢晓艳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

对臭氧在污水深度处理工艺中的应用分析发布时间：2022-03-22T06:50:52.368Z 来源：《福光技术》2022年4期作者：丁辉[导读] 臭氧实际上是氧气的同素异形体，主要由三个氧原子构成。

臭氧在常温常压状态下，颜色呈淡蓝色，具有一定刺激性气味，属于不稳定性气体，容易分解成为氧气。

南京工大开元环保科技有限公司摘要：本文主要分析了臭氧在污水深度处理工艺中的应用相关内容，然后阐述了臭氧的基本内涵、性质，以及臭氧的重要作用，最后对臭氧在生活污水处理中的应用、在印染废水处理中的应用、在医药废水水处理中的应用等进行总结，主要目的是确保臭氧能够在污水处理中达到更好效果。

关键词：臭氧；污水；深度处理工艺1、臭氧内涵分析1.1基本概述臭氧实际上是氧气的同素异形体，主要由三个氧原子构成。

臭氧在常温常压状态下，颜色呈淡蓝色，具有一定刺激性气味，属于不稳定性气体，容易分解成为氧气。

臭氧自身具备较强氧化性特点，反应速度较快，在较低浓度下能够实现瞬时反应，臭氧的杀菌能力相较于氯而言，能够提升数百倍。

在臭氧具体应用中，不会产生酚臭味与污泥，不存在二次污染问题。

将臭氧应用在污水深度处理工艺中具有众多优势，比如，能够实现对污水的脱色与除臭，将其中的细菌、藻类等杀死，并将其中的有毒物质，例如，二氧化氮、二氧化硫等去除，减少COD含量。

如今臭氧的重要作用受到人们更多关注，在污水深度处理中发挥着重要作用。

1.2基本性质对于臭氧的基本性质，本文主要从以下几点进行阐述：（1）臭氧的相对浓度要高于氧，是氧的1.5倍，因此，相较于氧而言，臭氧在水中的溶解度较强。

臭氧在水当中的溶解度，与亨利定律之间相符合，并且随着温度的提升，其溶解度会随之降低。

（2）臭氧自身稳定性相对较差，在常温状态下，很容易自动分解成为氧气。

如果臭氧浓度在1%左右，在常温常压状态下，分解半衰期大约为16h。

臭氧在水中的分解速度相较于在空气中的分解速度更快。

在水中如果臭氧浓度是3mg.L-1时，那么半衰期是在五分钟到半小时之间。

臭氧氧化法连续处理焦化废水生化出水孟冠华;邱菲;方玲;司晨浩【摘要】采用连续通入废水和臭氧的方式,利用臭氧氧化法深度处理焦化废水生化出水(COD为151～183 mg/L、pH约为8),并通过添加羟基自由基抑制剂叔丁醇探究了臭氧氧化的机理.在不调节废水pH、臭氧投加量12.15mg/L、废水流量2 mL/min的最佳条件下,COD去除率达54.5％,出水COD达到GB 16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》.稳定运行时,降解1 kg COD需投加臭氧741.1 mg.臭氧氧化过程中,臭氧自身氧化和羟基自由基氧化同时存在,且以羟基自由基氧化为主.反应过程符合准一级动力学模型,反应速率常数为0.01 min-1.%The biochemical effluent from coking wastewater with 151-183 mg/L of COD and about 8 ofpH was treated by ozone oxidization process with continuous inflow of wastewater and ozone.And the mechanism of ozone oxidation was explored by adding tert-butanol as hydroxyl radical inhibitor.Under the optimum conditions of ozone amount 12.15mg/L,wastewater flow 2 mL/min and without wastewater pH adjustment,the COD removal rate reached 54.5％ and the effluent COD met the national wastewater discharge standard GB 16171-2012.When the system was stable,741.1 mg ozone was needed to degrade 1 kgCOD.During the ozone oxidation process,both ozone self-oxidation and free hydroxyl radical oxidation were existed,in which the latter one was the primary oxidation reaction.The reaction process accorded with pseudo first order kinetics model with 0.01 min-1 of reaction rate constant.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2017(037)003【总页数】5页(P315-319)【关键词】臭氧氧化;焦化废水;深度处理;反应动力学【作者】孟冠华;邱菲;方玲;司晨浩【作者单位】安徽工业大学能源与环境学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学能源与环境学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学能源与环境学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学能源与环境学院,安徽马鞍山243032【正文语种】中文【中图分类】X703焦化废水是一种典型的难降解有机废水，通常含有多环芳烃、氨氮、硫化物、氰化物和硫氰化物等生物难降解的有机物和无机物［1-2］。

臭氧氧化法深度处理印染废水生化处理出水臭氧氧化法深度处理印染废水生化处理出水1. 引言印染工业是一种典型的水污染行业，其废水含有大量有机物和颜料。

传统的生物处理方法往往不能完全去除废水中的有机物污染物，而且会产生较高浓度的污泥。

因此，发展一种高效、低能耗的废水处理方法是迫切需要的。

臭氧氧化法是一种被广泛研究的废水处理技术，可以高效降解有机物，但一般难以达到出水要求。

本文将介绍臭氧氧化法在印染废水处理中的应用以及深度处理后的生化处理出水效果。

2. 臭氧氧化法原理臭氧氧化法是利用臭氧（O3）氧化有机物，将其降解为二氧化碳和水的过程。

臭氧氧化法具有较高的反应速率和选择性，可降解多种有机物，如颜料、染料和有机溶剂等。

该方法通过氧化和断裂有机物的分子键使其转化为无机物质，并在高浓度臭氧气体存在下快速进行。

因此，臭氧氧化法被广泛应用于印染废水处理。

3. 印染废水处理中的臭氧氧化法应用在印染废水处理中，臭氧氧化法通常作为预处理方法，用于去除废水中的有机物污染物。

臭氧氧化法可以对废水中的颜料、染料和有机溶剂等进行高效降解，提高废水的可生化性。

同时，臭氧氧化法还能够去除废水中的异味和色度，进一步改善废水的水质。

4. 深度处理后的生化处理出水效果经过臭氧氧化法的预处理后，印染废水被送入生化处理系统中进行进一步处理。

在深度处理过程中，生化处理系统通常采用活性污泥法。

与传统生物处理方法相比，深度处理后的生化处理出水具有以下优势：4.1 更高的去除率臭氧氧化法降解了废水中的大部分有机物污染物，使其转化为无机物质。

这使得生化处理系统在去除废水中的有机物时更加高效。

4.2 降低污泥产量传统的生物处理方法往往会产生较高浓度的污泥，需要进一步处理。

而深度处理后的生化处理系统由于废水中的有机物减少，降低了污泥的产量，减少了后续处理的成本。

4.3 提高水质深度处理后的生化处理出水符合环境保护要求，可以直接排放或作为再利用途径。

经过臭氧氧化法和生化处理的印染废水出水水质优于传统生物处理方法。

印染废水深度处理方法有哪些（16个最实用的印染废水案例详解）印染废水是印染工业中产生的废水，其中含有大量的有机污染物和色素。

为了减少对环境的污染，需要对印染废水进行深度处理。

以下是16个最实用的印染废水深度处理方法的详解。

1.生物处理法生物处理法是通过利用微生物对废水中的有机污染物进行降解。

常见的生物处理方法有传统活性污泥法、生物膜法和生物颗粒法等。

这些方法具有处理效果好、工艺简单等特点。

2.活性炭吸附法活性炭吸附法是将废水通过活性炭吸附，以去除其中的有机物质。

活性炭具有大孔、高比表面积和极强的吸附能力，能有效去除废水中的有机污染物。

3.氧化还原法氧化还原法是通过氧化剂和还原剂的作用，将有机污染物转变成无害物质。

常用的氧化剂有高锰酸钾、次氯酸钠等，常用的还原剂有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等。

4.离子交换法离子交换法是通过交换树脂将废水中的有害离子与树脂上的离子交换，达到去除有害物质的目的。

离子交换法常用于去除废水中的重金属离子和硫酸盐等。

5.高效膜分离法高效膜分离法是通过不同类型的膜将废水中的有机污染物、颜料和重金属分离，使其达到深度处理的效果。

常用的膜分离法有超滤、反渗透和纳滤等。

6.高级氧化法高级氧化法是通过光催化、臭氧氧化和电化学氧化等方法，将废水中的有机污染物进行氧化降解。

这些方法具有处理效果好、产生次生污染少的特点。

7.超临界流体萃取法超临界流体萃取法是利用超临界流体的高溶解性和适中的粘度，将废水中的有机污染物溶解出来，从而实现深度处理。

这种方法对于处理高浓度、难降解的印染废水有效。

8.磁性颗粒吸附法磁性颗粒吸附法是利用磁性颗粒对废水中的有机污染物进行吸附。

通过外加磁场，可实现磁性颗粒的快速分离和回收。

9.臭氧/紫外光法臭氧/紫外光法是将废水暴露在紫外光和臭氧气氛下，通过成分的氧化来去除有机污染物和微生物。

这种方法对废水中的微量有机污染物有较好的处理效果。

10.电化学处理法电化学处理法是利用电解过程中的电流和电压对废水中的有机污染物进行氧化还原反应。

第41卷第3期2019年3月染整技术Textile Dyeing and Finishing Journal Vol.41No.3Mar.2019近几年，为促进地区经济与环境协调发展，国家对印染废水污染物的排放控制要求越来越严。

物化、生化处理工艺被广泛应用到印染废水处理中，然而，传统工艺有其处理极限，渐渐满足不了日趋严格的排放标准[1]。

为此，对印染废水深度处理的研究不断增多，以高级氧化技术为主，但由于处理成本较高，多处于实验室或小试阶段，实际工程应用不多。

高级氧化技术是在处理过程中产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH ），使许多结构稳定甚至很难被微生物分解的有机分子转化为无毒无害的可生物降解的低分子物质，反应最终产物大部分为二氧化碳、水和无机离子等，并且无剩余污泥和浓缩物产生，主要包括光催化氧化法、Fenton 氧化法、臭氧氧化以及超声-臭氧联合法[2]。

为了紧跟国家环保工作的步伐，广东某印染工业园废水处理厂自行投资建成日处理量约3000m 3的臭氧氧化处理设施，对该厂经过A2O+MBR 生化臭氧深度处理印染废水工程实例陈广华（广东新大禹环境科技股份有限公司，广东广州510660）摘要广东某印染工业园废水处理厂进行臭氧氧化深度处理印染废水中试，中试表明：臭氧对低质量浓度COD 的去除效果不稳定，平均去除率为19%；对色度的去除效果较好，可将进水40左右的色度控制在出水22以下；对苯胺的去除效果稳定，平均去除率为74%，可将苯胺质量浓度控制在0.73mg/L 以下。

该中试采用液氧为臭氧源，液氧成本为660元/t，电费为0.76元/kWh，臭氧投加量控制在42.86mg/L 时，吨水运行成本约为0.69元。

关键词臭氧氧化；印染废水；深度处理中图分类号:X791文献标识号:B文章编号：1005-9350（2019）03-0059-03收稿日期：2019-01-24作者简介：陈广华（1986-），男，广东佛山人，工程师，硕士，主要从事印染、电镀、PCB 等废水处理研发、工程安装、调试工作。

铁基催化剂强化臭氧氧化深度处理印染废水的中试研究樊金红;阳钰玮;马鲁铭【期刊名称】《能源环境保护》【年(卷),期】2024(38)1【摘要】针对广西玉林某工业园区污水处理厂二级工艺处理后的印染废水,利用铁刨花原位改性制备的铁基催化剂进行催化臭氧氧化中试,考察催化臭氧氧化技术对印染废水COD和色度的处理效果。

实验结果表明:在本研究所使用的催化臭氧氧化反应器和反应条件下,进水COD在40~60 mg·L^(-1)范围,色度在80~120度范围,pH在6~9的印染废水,经过该工艺的处理可使出水水质稳定达到《纺织染整行业回用水水质》(FZ/T 01107—2011)标准。

当进水COD维持在40 mg·L^(-1)以下时,出水COD可降至30 mg·L^(-1)甚至20 mg·L^(-1)以下,出水水质满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类水标准。

水力停留时间对处理效果的影响呈正态分布,建议值为60 min。

铁基催化剂的活性组分和“微通道”结构,有利于臭氧与催化组分的结合以及羟基自由基的释放与作用,从而提高了臭氧利用率,使O_(3)/ΔCOD的值基本控制在2以下。

【总页数】6页(P128-133)【作者】樊金红;阳钰玮;马鲁铭【作者单位】同济大学环境科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.污泥基催化剂强化臭氧深度处理煤制气废水中试性能2.Mn-Cu-Ce复合催化剂高效催化臭氧氧化深度处理印染废水3.催化臭氧氧化深度处理印染废水中试研究4.MnO_2-MgO/AC催化剂对印染废水的臭氧催化氧化深度处理因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

臭氧催化氧化技术深度处理印染废水的研究李桂菊;李弘涛;夏欣;杨浩伟;岳悦【摘要】为了提高臭氧催化氧化技术在印染废水深度处理中的去除效率,提高催化剂的使用寿命,本研究利用混合法自制非均相催化剂,并考察了其在深度降解印染废水中橙黄G的应用.对废水初始pH、催化剂的投加量和臭氧投放速率3个过程参数进行了优化.研究结果表明,臭氧催化氧化降解橙黄G废水的最佳工艺参数是废水初始pH 6～7、反应时间60 min,催化剂的投加量为300 g/L、臭氧投放速率为1.60 mg/(L·min).利用该工艺参数对某印染厂二沉池出水进行深度处理,60 min后出水COD为58.7 mg/L,COD去除率为67.4％,出水COD已经达到国家排放标准(GB 18918—2002)的一级B标准.臭氧催化氧化降解橙黄G的过程符合一级反应动力学模型,反应速率常数随废水pH、臭氧投放速率及催化剂投加量的变化规律与单因素实验结果相吻合.【期刊名称】《天津科技大学学报》【年(卷),期】2019(034)002【总页数】6页(P55-59,80)【关键词】橙黄G;臭氧催化氧化;印染废水【作者】李桂菊;李弘涛;夏欣;杨浩伟;岳悦【作者单位】天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457;天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457;天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457;天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457;天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457【正文语种】中文【中图分类】X791染料废水排放量巨大，而且染料废水中难生物降解有机物种类多，具有致畸、致癌和致突变的作用，可生化性差．新的环保法规对印染废水的排放有更严格的要求，因此印染废水的深度处理面临更高的挑战[1-2]．当今印染废水的深度处理方法主要有吸附法、电化学法、Fenton氧化法以及臭氧氧化法[3-5]．吸附法中吸附剂再生后性能变差，所以需要不断更换，费用较高；电化学法耗电较大、电极消耗较多，产业化还有一定距离；Fenton氧化法药剂成本高，会产生铁泥；而臭氧氧化技术既可以实现有机物的有效降解，又可以很好地脱色，非常适合印染废水的深度处理．但是，单纯的臭氧氧化技术氧化效率不高，当加入催化剂构成催化氧化体系后，可以对有机物实现良好的降解，然而在实际应用过程中，均相催化剂组分存在无法回收的不足[6]．本课题组采用混合法制备非均相催化剂，一方面保证了催化剂的机械强度和硬度，易固液分离，有利于催化剂重复利用；另一方面提高了载体与活性组分之间的结合力，降低活性组分的溶出，提高催化剂稳定性[7-9]．本研究拟利用自制的催化剂臭氧催化氧化对印染废水进行深度处理，为产业化应用提供理论支持．1 材料与方法1.1 废水来源臭氧催化氧化工艺参数确定时，采用偶氮染料橙黄G(天津市百世化工有限公司)配制的模拟废水，实验所用模拟废水质量浓度为 250mg/L．真实印染废水来自四川绵阳某染料厂的二沉池出水，该废水仅为COD和色度不达标，其他水质参数均达到 GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级 B标准．本实验主要利用臭氧催化氧化技术进行深度处理．实验用水水质指标见表1．表1 实验用水主要水质指标Tab. 1 Main water quality indexes of experimental water?1.2 实验装置臭氧反应装置如图 1所示．该装置主要包括NOP 10P-3-2型臭氧发生器(东绿邦光光电设备有限公司)、臭氧反应柱、气体流量计、臭氧浓度计、臭氧尾气吸收瓶．图1 臭氧反应装置图Fig. 1 Ozone reaction set-up diagram1. 臭氧发生器；2.气体流量计；3. 臭氧反应柱；4. 曝气头；5—7. 臭氧尾气吸收液；8. 臭氧浓度计1.3 臭氧投放速率的计算臭氧投放速率为每分钟通入装置内的臭氧总量与臭氧利用率之积，而臭氧总量为产生气体中臭氧的浓度与臭氧流量之积．反应后的剩余臭氧通过 KI吸收法测定，臭氧的利用率为通入的臭氧总量与剩余臭氧量差值与通入的臭氧总量的比值，所以臭氧的实际投放速率可通过式(1)求得．式中：v为臭氧投放速率，mg/(L·min)；ρ为产生混合气体中的臭氧质量浓度，mg/L；Q为气体流量，L/min；η为臭氧利用率；V为废水体积，L．1.4 检测方法使用德国 WTW 公司的 CR2200型消解仪，采用重铬酸钾法进行 COD测定；使用日本岛津公司UV-2550型紫外可见分光光度仪，采用紫外分光光度法进行橙黄G浓度测定；采用稀释倍数法进行色度测定；使用上海奥豪斯公司的STARTER 310型pH计进行pH测定．2 结果与讨论2.1 工艺条件的探索以含橙黄 G的模拟废水为实验对象探讨废水pH、臭氧投放速率以及实验室自制催化剂的投加量对橙黄 G的降解效率的影响，确定臭氧催化氧化的最佳工艺条件．实验室自制催化剂通过将一定量活性炭粉浸渍于质量分数为 6%的硝酸铜溶液中搅拌 2h，过滤烘干后在氮气环境保护下升温至800℃烧结而成．工艺探索过程中所使用催化剂均经过吸附饱和处理，即在实验前将催化剂在250mg/L的橙黄G模拟废水浸泡5h，经测定本催化剂对 COD的饱和吸附量为1.87mg/g．催化剂达到吸附饱和后，再进行催化氧化研究，排除催化剂吸附造成的影响．2.1.1 pH的影响取500mL质量浓度为250mg/L的橙黄G模拟废水于反应容器中，实验室自制催化剂的一次投加量为 300 g/L(固液体积比1∶3)，臭氧的投放速率为1.60mg/(L·min)．探讨废水 pH 为 3、5、6.5、9、11 对臭氧催化氧化的影响，其中 pH＝6.5为原水 pH．结果如图 2、图 3所示．在对不同 pH废水进行降解过程中，随着溶液pH由3逐渐升高到11，COD的去除率先增大后减小，处理效果最佳为原水pH 6.5．反应进行 25min后，在溶液 pH为 6.5的条件下，COD去除率达到了83.17%．分析其原因，在较低pH的条件下，有机染料橙黄 G的降解原理主要为臭氧的直接接触氧化，废水 pH由 3升高至 6.5的过程中，随着溶液 pH 的升高，OH-的浓度增大，产生羟基自由基的速率变快，逐渐转变到臭氧的间接氧化，因而能够提高 COD 的去除率[10-11]．但是，随着溶液 pH的进一步升高，COD的去除率反而下降，产生这一现象的原因可能是当溶液 pH过高，溶液中就会存在大量的 OH-，会促使臭氧很快分解产生大量羟基自由基，当溶液中的羟基自由基浓度较大时，羟基自由基之间相互碰撞猝灭的概率将会显著升高，从而致使羟基自由基数量下降，对橙黄 G的降解产生不利影响[12-15].由图3可知：在pH 6.5的条件下，橙黄G的降解效率最高，在 5min左右基本全部被分解，色度几乎为0.图2 废水pH对COD去除率的影响Fig. 2 Effect of different wastewater initial pH on the removel rate of COD图3 废水pH对橙黄G去除率的影响Fig. 3 Effect of different wastewater initial pH on the removel rate of orange G2.1.2 臭氧投放速率的影响取500mL质量浓度为250mg/L的橙黄G模拟废水于反应容器中，实验室自制催化剂的一次投加量为 300g/L，pH 为 6.5，控制臭氧的投放速率分别为0.53、1.07、1.60、2.13、2.66mg/(L·min)，确定臭氧催化氧化橙黄 G的臭氧最佳投放速率，其实验结果如图4、图5所示．图4 臭氧投放速率对COD去除率的影响Fig. 4 Effect of different ozone acceleration rate on the removal rate of COD图5 臭氧投放速率对橙黄G去除率的影响Fig. 5 Effect of different ozone acceleration rate on the removal rate of orange G由图 4可知：当臭氧投放速率不断增大时，溶液中 COD的去除率明显提高．这是因为当臭氧投放速率不断增大时，气液两相中的臭氧浓度差异较大，增强了臭氧在溶液中的传质效果，导致大量臭氧分子溶于水中参与降解有机物，这样就会使COD及橙黄 G的去除率增大[16]．当臭氧投放速率为0.53mg/(L·min)时，反应25min后 COD的去除率仅为 59.4%；当臭氧投放速率为1.60mg/(L·min)时，25min后COD去除率达到了 83.2%，但当臭氧投放速率增大到2.13mg/(L·min)和2.66mg/(L·min)时，COD 的去除效果没有显著提高，这是因为在标准状况下，1体积水溶解0.494体积臭氧，废水中臭氧的溶解度在一定温度下达到饱和，即使继续增大臭氧投加量，废水中臭氧浓度也不会进一步提升．并且，臭氧再其浓度较大的情况下便会成为羟基自由基的捕获剂，从而影响臭氧降解有机物效率．因此，本研究确定臭氧投放速率为1.60mg/(L·min)．2.1.3 催化剂投加量的影响取500mL质量浓度为250mg/L的橙黄G模拟废水，臭氧的投放速率为1.60mg/(L·min)，废水的初始 pH为 6.5，实验室自制催化剂的一次投加量分别为50、100、200、300、400g/L，探究实验室自制催化剂的投加量对臭氧催化氧化橙黄 G的影响，其实验结果如图6、图7所示．图6 催化剂投加量对COD去除率的影响Fig. 6 Effect of different catalyst dosage on the removal rate of COD图7 催化剂投加量对橙黄G去除率影响Fig. 7 Effect of different catalyst dosage on the removal rate of orange G由图 6、图 7可知：当实验室自制催化剂的投加量不断增加时，废水中COD及橙黄G的去除率逐渐升高．在 25min时，未投加自制催化剂情况下，废水中 COD的去除率为29.3%，自制催化剂投加量分别为50、100、200、300、400g/L 时，废水中 COD 的去除率分别为 51.9%、67.3%、72.4%、83.2%、84.0%．分析其原因，这主要是由于随着实验室自制催化剂投加量的增加，可利用的活性位点也随着增多，臭氧分子、橙黄 G和实验室自制催化剂碰撞机会和接触面积显著增大，臭氧得到更加充分的利用[17]．但当实验室自制催化剂投加量从 300g/L 提高至400g/L时，COD的去除率并没有显著的变化，这可能的原因是，当臭氧浓度一定时，过多的实验室自制催化剂中活性位点无法被完全占据，造成了实验室自制催化剂的浪费；也有可能是因为实验室自制催化剂投加量过高，产生的过多的羟基自由基又可以相互作用形成过氧化氢[18]．实验室自制催化剂的一次性臭氧投加量选取300g/L．2.2 臭氧催化氧化的动力学研究对臭氧催化氧化动力学进行研究，不仅可以得知有机物降解过程中的一般规律，而且可以明确各工艺条件对污染物降解的贡献，从而为实践应用提供指导．本实验分别对不同 pH、不同臭氧投放速率以及不同催化剂投加量下COD的降解情况进行一元线性回归分析，其拟合结果如图8和表2所示．由此可见，在不同的条件下，臭氧催化氧化降解橙黄G的过程都能较好地符合一级动力学模型．图8 不同条件下的一级动力学拟合Fig. 8 The first-order reaction kinetics under different conditions随着溶液pH的增大，橙黄G的降解速率常数先增大而后减小，pH为 6.5时，降解速率常数最大，此时橙黄G的降解速率常数为0.035，与前文催化体系最佳pH 筛选结果相吻合．随着臭氧投放速率及催化剂投加量的增加，反应速率常数均增加，进一步验证了单因素的实验结果．表2 不同条件下一级反应动力学反应速率常数Tab. 2 The first-order reaction kinetics constant under different conditionspH K/min-1 R2 3 0.029 0.966 5 0.034 0.996 6.5 0.035 0.975 9 0.030 0.986 11 0.029 0.984臭氧投放速率/(mg·L-1·min-1) K/min-1 R2 0.53 0.023 0.996 1.07 0.025 0.981 1.60 0.034 0.985 2.13 0.034 0.982 2.66 0.037 0.987催化剂投加量/(g·L-1)K/min-1 R2 50 0.027 0.978 100 0.028 0.993 200 0.033 0.999 300 0.035 0.982 400 0.036 0.9892.3 臭氧催化氧化技术处理真实印染废水对单独臭氧氧化降解和臭氧催化氧化降解真实印染废水进行比较，考察催化剂的贡献，结果见表 3和图9．单独臭氧氧化反应120min后，出水COD值为64.9mg/L，而《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级B标准要求 COD的最高值为 60mg/L，即单独臭氧氧化处理 120min仍达不到排放标准，如若进一步延长处理时间来达到排放标准，则相应的成本会大大提高．而臭氧催化氧化处理5min后，色度便降为0，处理60min后，出水COD 为58.7mg/L，出水 BOD5为 19.1mg/L．这一结果已经达到国家排放标准(GB 18918—2002)中的一级B标准．表3 不同处理工艺下真实废水COD出水水质Tab. 3 Effluent quality of wastewater COD with different treatment processesCOD/(mg·L-1)时间/min 单独臭氧氧化臭氧催化氧化15 133.1 93.4 30 106.3 72.9 45 94.7 66.6 60 86.2 58.7 90 79.4 53.8 120 64.9 45.6图9 不同处理工艺对COD去除率的影响Fig. 9 Effect of different treatment processes on the removal of COD由图9可见：催化剂的加入使得在相同的反应时间内，COD的去除率提高了20%～25%．3 结论臭氧催化氧化降解橙黄 G废水的最佳工艺参数：废水初始 pH 为 6～7、催化剂的投加量为300g/L、臭氧投放速率为1.60mg/(L·min)．动力学分析表明，臭氧催化氧化降解橙黄 G过程符合一级反应动力学模型．对某印染厂废水二沉池出水的处理结果表明：臭氧催化氧化真实印染废水处理效果显著，处理5min后，色度便降为0；处理60min后出水COD 为 58.7mg/L，出水 BOD5为 19.1mg/L，已经达到国家一级 B的排放标准(GB 18918—2002)．催化剂的加入使得在相同的反应时间内，COD的去除率提高了20%～25%．参考文献：【相关文献】［1]张林生. 水的深度处理与回用技术[M]. 北京：化学工业出版社，2004.［2]高俊发. 水环境工程学[M]. 北京：化学工业出版社，2003.［3]刘伟京. 印染废水深度降解工艺及工程应用研究[D].南京：南京理工大学，2013.［4]金建华. 生化/芬顿试剂氧化组合工艺处理印染废水试验研究[D]. 武汉：武汉理工大学，2012. ［5]蔡华，李克林，陈毅忠，等. 活性炭催化臭氧氧化深度处理印染废水[J]. 常州大学学报：自然科学版，2010，22(3)：38-41.［6]黄仲涛，耿建铭. 工业催化[J]. 2版. 北京：化学工业出版社，2006.［7]Khadhraoui M，Trabelsi H，Ksibi M，et al. 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开放性实验项目报告项目名称臭氧氧化法处理印染废水实验指导教师评价一、实验目的及意义1.了解臭氧制备的工艺流程及装置，掌握臭氧发生器的操作方法和臭氧用于水处理的实验方法；2.测定印染废水用臭氧脱色的效果；3.考察臭氧投加量对脱色效果的影响；4.熟练掌握用稀释倍数法测印染废水的色度。

二、实验内容1．测定不同电压下的臭氧浓度；2．测定通入臭氧后不同反应时间所取的水样的色度。

三、实验原理（1）臭氧的特点1.氧化能力强，对除臭、脱色、杀菌、去除有机物都有明显的效果；2.处理后废水中的臭氧易分解，不产生二次污染；3.制备臭氧的空气和电不必贮存和运输，操作管理也比较方便。

（2）臭氧处理印染废水的原理普遍存在于印染废水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。

臭氧化技术作为一种高级氧化技术近年来被用于去除染料和印染废水的色度和难降解有机物。

其反应原理主要是通过活泼的自由基（OH·）与污染物反应，使染料的发色基团中的不饱和键断裂，生成分子量小、无色的有机酸、醛等中间产物，这些中间产物难以被臭氧彻底矿化，但能够被微生物进一步降解，所以臭氧化处理可以作为印染废水的预处理阶段，提高废水的可生化性。

臭氧的产生方法有化学法、电解法、紫外线法和电极放电法，应用最多的是电极放电法。

本实验所用的就是电极放电法，即在高压下产生的电火花把空气中的氧气转化为臭氧。

（3）臭氧浓度的测定一般采用化学碘量法。

利用臭氧与碘化钾的氧化还原反应，置换出与臭氧等当量的碘。

再用硫代硫酸钠与碘作用，待完全反应生成无色碘化钠。

根据硫代硫酸钠的消耗量计算出臭氧浓度。

其化学反应方程式如下：臭氧浓度计算：式中：N2、V2―Na2S2O3的当量浓度（0.1000N）和滴定用量（ml）V1―臭氧取样体积C―臭氧浓度（mg/L）（4）稀释倍数法测定水样的色度取25mL水样置于比色管中，加蒸馏水至50mL，摇匀，与另一个比色管中同体积的蒸馏水相比较，如颜色深，则取此稀释2倍之水样25mL置于比色管，加蒸馏水至50mL摇匀再比较，即每次按稀释2倍的方法做下去，直至所稀释的溶液与蒸馏水比较刚好看不出颜色为止，所稀释的倍数即为所测之色度，按2n计算（n为稀释次数）。

ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK作者简介:冯伟铭(1978~),环境工程工程师,毕业于培正商学院,大专,从事大气污染防治等工作。

臭氧氧化法深度处理印染废水及成本分析冯伟铭夏良媛董龙标(中山市迦南节能环保科技有限公司广东中山528400)摘要随着党和国家绿色经济和环保发展伟大战略蓝图的逐步实施,纺织印染企业正面临着前所未有的生死挑战。

要生存发展就必须不失机遇,顺势而为,剔除陈旧观念,改造工艺流程,充分应用好臭氧氧化法技术,探寻企业发展的新路子,以提高企业的的经济效益。

为此,该文在探讨臭氧氧化法内涵与作用机理的基础上,首先从理论上研究了臭氧氧化法在印染废水深度处理中的应用,然后结合某市印染企业改造升级废水处理系统的实际进行了分析。

关键词臭氧氧化法深度处理印染废水成本分析中图分类号:X506文献标识码:A文章编号:1672-9064(2020)03-104-02治理染料污染是印染行业执行国家环保办厂的重要内容。

在当今对染料废水进行深度处理的方法中,无论是吸附法、电化学法还是Fenton 氧化法,不是电耗大,就是成本高,臭氧氧化技术的应用既可以实现有机物的有效降解,进行有效的脱色,又能降低印染废水深度处理的投资成本,还可以遏制染料废水的污染,有利于工厂的环保生产。

为此,本文在理论上进行探讨的同时,还以广东某市印染企业采用臭氧氧化法,深度处理印染废水的实践,进行分析研究。

1臭氧氧化法的内涵与作用机理(1)臭氧氧化法的内涵。

臭氧是进行自来水净化和废水处理的一种强氧化剂。

臭氧氧化具有反应速度快、且完全彻底、无二次污染等优点,它不但可以让废水提高可生化性,还能使废水有效地降低色度。

随着臭氧氧化技术的发展,该技术又被应用于印染废水的深度处理之中,并且取得较好的效果[1]。

有研究发现,当臭氧在单独应用于印染废水深度处理的时候,去除色度明显,去除率在85%以上,如果采用组合方法时,废水出水所含的COD 仅为44mg/L 左右,色度与COD 去除率均为95%左右,还可降低废水处理的成本。