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臭氧氧化漂染廢水難降解有機物的分解及脫色機理

來源：全球紡織網　發布時間：2014年12月02日

臭氧是目前世界公認的綠色強氧化劑，具有多種功能，尤其是能提高難降解有機物的生物降解度。其機理在于通過臭氧氧化原子能組進所處理的物質中，改變原有物質的分子結構和性能，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物，用臭氧氧化技術進行生物前處理印染高濃度有機廢水，從理論分析，是完全可行的，諸如其它行業（如農藥廠、化工廠、制藥廠、焦化廠等）也有類似用途，目前的研究應用也在進行中。染料顯色是由其發色基團引起的，如乙烯基,偶氮基,氧化偶氧基,羥基,硫酮,亞硝基,亞乙烯基等.，這些發色基團都有不飽和鍵，臭氧能使染料中所含的這些基團氧化分解，生成分子量較小的有機酸和醛類，使其失去發色能力。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生的活潑自由基（·OH）使染料發色基團中的不飽和鍵斷裂，從而改變了原有分子結構和化學特性，達到了脫色和降解有機物的目的。臭氧對各種染料的作用結果有所不同，對親水性染料脫色快、效果好；對疏水性染料脫色速度慢、效果差。漂染廢水經臭氧技術預處理后，提高了難降解有機物的生物降解度，并去除了絕大部分色度，使后續的生化處理達到最佳效果。在生物難降解處理的廢水中，在廢水中各種成分相對穩定的情況下，COD與BOD之間存在著一定的比例關系，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重要衡量指標，比值越大越容易被生化處理。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苯酚類、苯磺酸類等幾十種難降解置換芳香族化合物，經臭氧氧化后，生物降解度得到提高，因此，廢水中的難降解有機物經臭氧氧化后，成為低分子且分子結構發生了變化，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處理工藝。臭氧在水處理

中主要作用以下方面：1.氧化無機物
臭氧能將水中的二價鐵、錳氧化成三價鐵及高價鐵，使溶解性的鐵、錳變成固態物質，以便通過沉淀和過濾除去。其反應式如下：
2Fe2++O3+3H2O→2Fe(OH)3
3Mn2++203→3MnO2
3Mn2++4CN3→3MnO4
常規的水處理對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，都能進行水解，而轉化成氮化物，其反應式如下：
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.氧化有機物
臭氧能夠氧化許多有機物，如蛋白質、氨基酸、有機胺、鏈型不飽和化合物、芳香族、木質素、腐蝕質等，目前水處理中，采用CODC和BOD5作為測定這些有機物的指標，臭氧在氧化這些有機物的過程中，將生成一系列中間產物，在氧化的同時產物會更高，為了很好降解必須投加足夠的臭氧產量，以使有機物氧化徹底，才能轉化為無機物。尤其水中含有酚類化合物時，臭氧處理可以去除酚所產生的惡臭。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。
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、接觸時間和剩余臭氧等。
目前國內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，因為廢水中含有難以生物

降解的高分子助劑和合成染料，“臭氧氧化技術”作為一種高級氧化技術，可以用于去除漂染廢水的色度和難降解有機物等。

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