印染废水的处理方法

    3染料废水的UV／HzO Oa氧化处理技术

    3．1 O。的氧化机理

    臭氧氧化法水处理属气液反应过程，该过程可分为以下几个步骤：臭氧通过气相向气液相间界面的扩散，通过界面向液相边界传递，以及随后向液相主体的传递，而气液反应则在液膜或液相主体中进行。一般认为臭氧氧化过程属传质控制或反应控制。

    对于传质控制过程，根据双膜理论，臭氧在气液两相的传递速率取决于气膜和液膜内的分子扩散速率。由于臭氧略溶于水，因此臭氧的传递速率仅取决于液相分子扩散的速率。当水中的溶解物与臭氧反应缓慢时，由气相进人液相主体的臭氧传递速率远大于液相主体中臭氧的消耗速率，此时该过程为反应控制。

    近年来，已发现许多臭氧氧化过程实际是介于传质控制与反应控制之间。对于臭氧与水中溶解物的反应动力学，Hoigne等人做了比较广泛的研究。他们认为，臭氧化反应存在两条途径，即臭氧与溶解物的直接反应或臭氧分解产生羟基自由基而引发的链反应。直接臭氧化反应和自由基型反应的产物一般不同，当溶液pH值高于7时，臭氧自分解加剧，自由基型反应占主导地位。一般情况下，直接臭氧化反应速度慢，选择性高，自由基型反应速度快，选择性低。通过活泼的羟基自由基OH与有机物反应，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，达到脱色和降解有机物的目的。

    3．2 UV加速O3分解的机理

    在紫外光的照射下臭氧分解产生活泼的次生氧化剂，用这种方法，反应条件温和，氧化能力非常强，因而这项技术发展迅速。

    紫外光的照射会加快臭氧的分解。在水中，臭氧吸收紫外光并迅速分解，紫外光吸收效率在253．7nm处达到最大。但是采用UV／O3氧化法处理水中有机物的过程，不仅仅是臭氧对有机物的氧化降解，更重要的是臭氧在uv作用下分解的产物对有机物有着强烈的氧化降解效果。对于UV／O3氧化过程中产生•OH的机理目前存在两种解释：
 

    这两种机理解释都指出1tool臭氧在紫外光辐射下产生2tool氢氧自由基(•OH)。

    3．3 H2O2的氧化作用

    紫外光激发下，0，和H：0：的协同作用对有机污染物具有更广泛的去除效果。该方法的优点是高能量输入(紫外光辐射)到系统以强化•OH产生，从而诱发后面的自由基反应。氢的氧化电位为1．77Ev，其酸离解常数(pKa)为1 1．6，在水溶液中容易分解，是一种很强的氧化剂，可将水中有机或无机毒性污染物氧化成无毒或较易被微生物分解的化合物。一般来讲，无机物对过氧化氢的反应较有机物快，因为传质因素的限制，水中极微量的有机物难以被过氧化氢处理，对高浓度难降解的污染物(如高氯代芳香烃)，仅使用过氧化氢氧化效果也不十分理想。有研究表明：UV／H202氧化处理过程对有机污染物浓度的适用范围很宽，从几十mg／L到上千mg／L，但从处理效率与成本来看，不适合直接处理高浓度的工业有机废水，但作为生物处理的前置处理方法则非常有效。

    UV／H202反应的基本原理是：当H202受到一定能量的紫外光 <300nm)激发后，会形成羟基自由基，反应如下式：

    3．4 UVIH2O2／O3氧化原理

    •OH系统是一种有效降解废水中污染物的高级氧化工艺，该工艺可以直接将污染物氧化为二氧化碳和水。有关H202／03系统的反应机理，研究人员已经做了大量的工作，可以概括如下：
 

    一旦•OH在溶液中生成，它就会无选择地与溶液中的各种污染物进行反应，将其氧化为二氧化碳、水、和其他无害物质，自由基反应速率很快，因此处理效果很好，它是一种很有发展前途的高级氧化工艺。

    UV／H202／03氧化工艺的基本原理同UV／H202，UV／O3氧化相同，均借助于在紫外光激发下，反应体系形成强氧化性的•OH，此外在水溶液中还发生如下一系列化学反应：
 

    紫外光激发下，03和H202的协同作用对有机污染物具有更广泛的去除效果。该方法的优点是高能量输入(紫外光辐射)到系统以强化•OH产生，从而诱发后面的自由基反应。