臭氧化水質預處理

? 在科技人員多次研究實驗的基礎上，決定在生化處理前，先進行臭氧強氧化新技術預處理，再進行生化降解和臭氧氧化脫色的深度處理，使剩余有機物及色度污染物進一步去除，舍去了以前價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，又實現達標排放和節(jié)能減排的要求。在此基礎上，不斷總結經驗，為實現中水循環(huán)回用實現零排放奠定基礎，實現廢水資源化，創(chuàng)造更大的社會效益和經濟效益。
　　臭氧氧化漂染廢水難降解有機物的分解及脫色機理：
　　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(yè)(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(fā)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(fā)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(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生的活潑自由基(·OH)使染料發(fā)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(xù)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(wěn)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(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(tài)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(guī)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。