摘要：随着人们的环保意识不断提升，相关治污技术也在不断更新发展，而印染行业排污是我国污水排放的主要来源之一，该废水具有成分复杂多样、水质影响大、有机物含量较高等特点，利用传统治污的手段已不能使染料废水中的各类物质得到有效的降解，从而为环境保护带来巨大压力。基于此，笔者以臭氧氧化技术处理印染废水的相关研究无对象，展开了一下探讨，以供参考。
关键词：臭氧氧化技术；印染废水
引言：
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。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。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。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。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。
一、臭氧氧化的原理
在常温常压下，臭氧是一种无色带刺激性气味的气体，可溶于水并极易在水中自行分解为氧气。臭氧具有极强的氧化性，氧化还原电位为2.08 eV，可氧化分解大多数大分子有机污染物，反应后的产物为氧气，不会造成二次污染。臭氧降解印染废水中有机污染物的主要途径：（1）直接反应，臭氧直接氧化有机物；（2）间接反应，先产生中间产物羟基自由基，羟基自由基具有强氧化性，再与有机分子发生取代、加成和断键等反应，氧化降解有机污染物，最后生成小分子或直接矿化。一般来说，当自由基反应被抑制时，臭氧氧化以直接氧化为主。直接氧化和间接氧化的反应途径 如图1.1所示。
.png)
S—抑制剂；R—反应产物；M—污染物
图1.1 直接氧化和间接氧化的反应途径
二、臭氧氧化分解工艺
1.单独臭氧氧化工艺
臭氧氧化工艺处理印染废水的效果会受到废水中有机物的浓度、PH、臭氧投加量以及废水中无机盐含量等相关因素的影响。比如有机物浓度对臭氧氧化活性红135染料的影响就很大，当活性红135染料的化学需氧量初始浓度为400、800和1200mg/L时，印染废水中有机物分别需要37、44和56min才能达到完全降解的效果。而关于废水PH与盐度，经实验研究发现：在中性PH条件下的印染废水，臭氧的处理效果就明显低于酸性和碱性条件；而若想臭氧对印染废水中污染物的降解效果越好就得使废水中的无机盐浓度越低。臭氧加入量则会影响印染废水的生化出水深度，在投加臭氧前，用生物活性炭、混凝沉淀提前处理废水可以有效的减少臭氧的加入量，因为臭氧加入量过大会使印染废水出现一定程度的返色现象。单独臭氧降解印染废水的工业条件比较成熟，其中进气流量2．5L/min、进气臭氧质量浓度12．5mg/L、通气时间为30min后，继续反应30min可以使废水的色度去除率在百分之九十五以上，但是当进行单独臭氧氧化工艺时，臭氧分子的氧化利用率不高，而且氧化反应完成后产物一般为小分子的羧酸、酮醛类有机物等，将大分子的有机物氧化分解为较难降解的小分子有机物，不能够彻底降解为水、二氧化碳等无机物，需要与化学方法物理方法相连用形成较为高级的氧化体系。
2.催化臭氧氧化工艺
催化臭氧氧化工艺主要包括均相催化氧化工艺和非均相催化氧化工艺两大工艺。该工艺可以充分提高臭氧利用率，减小臭氧的投加量，同时明显提高臭氧氧化分解有机物的效率从而提高对印染废水中有机物的去除率。均相催化臭氧氧化工艺一般利用过渡金属离子铁、镍、铜等作为催化剂，均相催化所用的过渡金属离子可以促进臭氧分解产生活性中间体比如活性自由基等，可以进一步提高臭氧的氧化性。均相催化臭氧氧化工艺能够提高印染废水中有机物在降解过程中的可降解率，并且使臭氧分子得到充分的利用，达到提升臭氧分子利用率和降低废水处理成本的双重效果。非均相催化臭氧氧化工艺是将金属、金属氧化物或金属氧化物负载在载体上作为催化剂使用。非均相催化氧化工艺在常温常压下，可以使单独臭氧氧化工艺难以处理的有机物完成降解。非均相催化氧化工艺中所需要的催化剂是附着在有关载体上，容易与印染废水分离，减少了降解过程所产生的二次污染量，具有广阔的开发应用空间。
三、臭氧氧化技术和衍生技术在有机废水处理中的应用
1.臭氧降解农药废水
我国土地幅员辽阔，而对农作物最大的危害即是虫咬得病，所以农药的需求量在逐年增加，由此带来的非点源污染问题也是河流水源污染的中重点，非点源污染对饮用水源地水质的威胁越来越大，这也成为给水水质处理的一个难点。农药在自然水体中虽然具有高度的稳定性，难于被生物吸收降解和被氧化剂氧化，但用臭氧 + 光催化氧化处理的工艺可以降解此类废水。
2.臭氧处理垃圾渗滤液的研究
垃圾渗滤液来源于垃圾填埋场中垃圾水分中，是一种污染性极强的高浓度有机废水，含有机污染物高达 77 种，被列入我国环境优先控制污染物“黑名单”。经过臭氧氧化后，废水的生化性（B/C）有了很大的提高，降低了后续处理的难度，章育锐等，研究了“生物 + 臭氧氧化”技术降解垃圾渗滤液。结果表明：当臭氧流量为 0.4L/min 时，废水中的 COD 由 900mg/L 降为 550mg/L 以下，B/C 也得到了提高（约为 0.28），其出水水质可达我国生活垃圾填埋场污染控制二级标准。
3.臭氧技术对纺织印染废水的处理
纺织印染行业排放的废水一直占工业废水排污的比重很大，印染废水特点是水量大、有机污染物含量很高、水质变化幅度大、色深、碱性较大，属于难处理的工业废水。印染新原料、新助剂、新工艺的不断研发和应用使得工业生产中排放的废水中污染物组分变得越来越复杂，用臭氧进行深度处理在色度的降低和 COD去除方面有显著的效果，目前臭氧被广泛应用于印染废水处理。
结语：
臭氧氧化技术处理印染废水是利用臭氧的氧化性以及臭氧发生分解反应时所产生的羟基自由基和印染废水中的污染有机物发生反应，使印染废水中有机物分子基团中的不饱和键发生断裂，生成酸、醛等分子质量小且无色的小有机物分子，从而使印染废水脱色使其中的有机物降解。为解决印染废水问题提供了既环保又节约的处理措施。
参考文献：
[1]胡俊生，任雪冬，郝苓汀，邹文基，刘键．臭氧高级氧化技术处理印染废水[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2009（04）
[2]章育锐.冯学峰.基于催化臭氧化法处理印染废水的浅究[J].净水技术，2018（2）
[3]李文康.臭氧催化氧化深度处理印染废水的效能浅析[J].电力设备，2018（19）
论文作者:钟克师
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：臭氧论文; 废水论文; 有机物论文; 工艺论文; 催化剂论文; 污染物论文; 分子论文; 《基层建设》2019年第32期论文;