臭氧化水質(zhì)預(yù)處理

? 在科技人員多次研究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，決定在生化處理前，先進(jìn)行臭氧強(qiáng)氧化新技術(shù)預(yù)處理，再進(jìn)行生化降解和臭氧氧化脫色的深度處理，使剩余有機(jī)物及色度污染物進(jìn)一步去除，舍去了以前價(jià)格昂貴的脫色劑和混凝劑，使用此方法，既大大降低處理成本，又實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和節(jié)能減排的要求。在此基礎(chǔ)上，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為實(shí)現(xiàn)中水循環(huán)回用實(shí)現(xiàn)零排放奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)廢水資源化，創(chuàng)造更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　臭氧氧化漂染廢水難降解有機(jī)物的分解及脫色機(jī)理：
　　臭氧是目前世界公認(rèn)的綠色強(qiáng)氧化劑，具有多種功能，尤其是能提高難降解有機(jī)物的生物降解度。其機(jī)理在于通過臭氧氧化原子能組進(jìn)所處理的物質(zhì)中，改變?cè)形镔|(zhì)的分子結(jié)構(gòu)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(jī)物，用臭氧氧化技術(shù)進(jìn)行生物前處理印染高濃度有機(jī)廢水，從理論分析，是完全可行的，諸如其它行業(yè)(如農(nóng)藥廠、化工廠、制藥廠、焦化廠等)也有類似用途，目前的研究應(yīng)用也在進(jìn)行中。染料顯色是由其發(fā)色基團(tuán)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(fā)色基團(tuán)都有不飽和鍵，臭氧能使染料中所含的這些基團(tuán)氧化分解，生成分子量較小的有機(jī)酸和醛類，使其失去發(fā)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(chǎn)生的活潑自由基(·OH)使染料發(fā)色基團(tuán)中的不飽和鍵斷裂，從而改變了原有分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，達(dá)到了脫色和降解有機(jī)物的目的。臭氧對(duì)各種染料的作用結(jié)果有所不同，對(duì)親水性染料脫色快、效果好;對(duì)疏水性染料脫色速度慢、效果差。漂染廢水經(jīng)臭氧技術(shù)預(yù)處理后，提高了難降解有機(jī)物的生物降解度，并去除了絕大部分色度，使后續(xù)的生化處理達(dá)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(duì)穩(wěn)定的情況下，COD與BOD之間存在著一定的比例關(guān)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(gè)重要衡量指標(biāo)，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(jīng)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(jī)物經(jīng)臭氧氧化后，成為低分子且分子結(jié)構(gòu)發(fā)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(yù)處理工藝。臭氧在水處理中主要作用以下方面：
　　1.氧化無機(jī)物
　　臭氧能將水中的二價(jià)鐵、錳氧化成三價(jià)鐵及高價(jià)鐵，使溶解性的鐵、錳變成固態(tài)物質(zhì)，以便通過沉淀和過濾除去。其反應(yīng)式如下：
　　2Fe2++O3+3H2O→2Fe(OH)3 　　3Mn2++203→3MnO2 　　3Mn2++4CN3→3MnO4
　　常規(guī)的水處理對(duì)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(yīng)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(jìn)行水解，而轉(zhuǎn)化成氮化物，其反應(yīng)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(qiáng)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(jī)物
　　臭氧能夠氧化許多有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)胺、鏈型不飽和化合物、芳香族、木質(zhì)素、腐蝕質(zhì)等，目前水處理中，采用CODC和BOD5作為測(cè)定這些有機(jī)物的指標(biāo)，臭氧在氧化這些有機(jī)物的過程中，將生成一系列中間產(chǎn)物，在氧化的同時(shí)產(chǎn)物會(huì)更高，為了很好降解必須投加足夠的臭氧產(chǎn)量，以使有機(jī)物氧化徹底，才能轉(zhuǎn)化為無機(jī)物。尤其水中含有酚類化合物時(shí)，臭氧處理可以去除酚所產(chǎn)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(zhì)。
　　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(duì)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(shí)間和剩余臭氧等。