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臭氧高級氧化技術處理印染廢水

文檔作者：李飛躍，王艷，李孝良，鄒海明，李粉茹，唐艷超，金亮杰文檔來源：安徽科技學院城建與環境學院		點擊數：	更新時間： 2025年07月16日
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第42卷第3期
2013年3月
應用化工
Applied Chemical Indust~
Ve1．42 No．3
Mar．2013
臭氧高級氧化技術處理印染廢水
李飛躍，王艷，李孝良，鄒海明，李粉茹，唐艷超，金亮杰
(安徽科技學院城建與環境學院，安徽鳳陽233100)
摘要：研究了臭氧(O )氧化技術對染料廢水的處理效果，并探討了O，投加量和處理時間對染料廢水化學需氧量
(COD )和色度去除效果的影響，同時比較了0，和臭氧／紫外(0 ／UV)兩種方法對染料廢水的去除效果。結果顯
示，0，投加量和處理時間是影響染料廢水COD 和色度去除效率的重要因素，O，投加量為2 g／(L·h)，處理
20 min時，COD 的去除率達到52％ ，色度的去除率達88％ ；O 投加量為1 (L·h)，處理60 min時，CODc 的去除
率達到64％ ，色度的去除率達96％ 。采用O3／UV方法，0 投加量為1 g／(L·h)，處理60 rain，CODc 的去除效率
72％ ，對色度去除效率為97％ 。
關鍵詞：臭氧氧化；高級氧化技術；降解；印染廢水
中圖分類號：TQ 016；TQ 085；X 703．1 文獻標識碼：A 文章編號：1671—3206(2013)03—0453—04
The treatment of dyeing wastewater with advanced
oxidation technology of ozonization
L／Fei—yue，WANG Yah，LI Xiao—liang，ZOU Hai—ming，LI Fen—m ，
TANG Yah—chao，JlN Liang-jie
(College of Urban Construction and Environment Science，Anhui Science and Technology
University，Fengyang 233 100，China)
Abstract：The advanced oxidation processes of ozonization technique was used in treatment of dyeing
wastewater and the effect of O3 dosage and treatment time on removal rates of COD cr and chroma were in—
vestigated．Also the treatment effect of dyeing wastewater in 03 and 03／UV methods were compared．The
result showed that O3 dosage and treatment time were two important factors influenced removal rate of
CODc and chroma in dyeing wastewater．When the dosage of 03 was 2 g／(L·h)，the treatment time was
20 min，the removal rates of CODc and chroma were 52％ and 88％ respectively．When the dosage of 03
was 1 g／(L·h)，the treatment time was 60 min，the removal rates of CODcr and chroma were 64％ and
96％ respectively．Under this condition，using O3／UV method，the removal rates of CODc and chroma
were 72％ and 97％ respectively．
Key words：ozonization；advanced oxidation technology；degradation；dyeing wastewater
我國是染料生產大國，年產量約為42萬t，占世
界產量的45％左右? 。每生產1 t染料，將有2％ 的
產品隨廢水流失，造成了嚴重的環境污染 J。染料
廢水成分復雜、有機物含量高、色度深、毒性大、可生
化性差、難降解，其處理已成為國內外環保領域水處
理的難點之一L3j。目前依靠常規的物理方法、化學
方法和生物處理工藝都很難達到理想的處理效果。
探討染料廢水的有效處理方法，對防止染料廢水污
染環境具有重大意義。
高級氧化技術(AOPs)是2O世紀80年代發展
起來的一種用于處理難降解有機廢水的新技術。它
是利用復合氧化劑或光照等催化途徑產生大量非常
活潑的羥基自由基·OH，其氧化電位(2．80 V)僅次
于氟(2．87 V)，具有較強的氧化能力，它是目前已
知在水處理中應用最強的氧化劑，·OH作為反應
的中間產物，它可以誘發后面的鏈反應，它對有機物
收稿日期：2013-01-08 修改稿日期：2013-01 18
基金項目：安徽省自然科學基金研究項目(KJ2012B054)；安徽科技學院科學研究項目(ZRC2012328)
作者簡介：李飛躍(1983一)，男，安徽蚌埠人，安徽科技學院助教，工學碩士，主要從事環境污染治理相關的教學與研究。
電話：0550—6732055，E—mail：lifeiyue0523@163．con
454 應用化工 第42卷
的降解無選擇性，能將其降解為二氧化碳、水和無害
鹽，不會產生二次污染 。 ，
為此，本文研究了0 高級氧化處理印染廢水的
效果及其影響因素，并和0 ／UV氧化技術進行了比
較，為0 氧化技術處理印染廢水的工業應用提供數
據參考。
1 實驗部分
1．1 試劑與儀器
某染料廠未經生化處理的初沉池出水口廢水，
其水質見表1；氧氣。
表1 印染廢水的水質指標
Table 1 W ater quality indexes of dyeing wastewater
指標 數值
COD。／(mg·L )
色度／倍
pH值
2 640
6 200
7．2O
PHS-3C pH計。
1．2 實驗方法
實驗裝置見圖l，采用0 氧化和UV(15 w)光
催化作用分離進行、動態循環的工藝流程。在進水
箱中先配好一定量的實驗用水(稀釋1O倍原水水
樣)，通過進水泵輸送到反應管內，使得反應管內廢
水體積為3 L，關閉進水泵；打開純氧鋼瓶，控制一
定的氣體流量，啟動臭氧發生器制備臭氧，制備的臭
氧通過反應器底部的臭氧曝氣頭進入反應管內參與
反應，實驗用水以40 L／h的流量經循回流泵在反應
器中循環流動，通過控制紫外線反應器的關閉，達到
0。氧化和0，／UV氧化工藝處理廢水，0 采用連續
投加方式，根據實驗設定的時間，從采樣閥處取樣進
行測定。反應管中產生的尾氣經活性炭吸附后排
出
r_—__ 尾氣排放
鬻 一 顆粒活
反應管
一 、 ． 取樣閥
?
圖I 實驗裝置示意
Fig．1 The map of experimental device
1．3 分析方法
COD 用重鉻酸鉀法測定，色度采用稀釋倍數
法測定。。 。
，1
去除率(叼)=(1一 )×100％ (1)
0
式中，C。為初始的COD (或色度)，C為處理
后的COD (或色度)。
2 結果與討論
2．1 O3投加量對CODc 和色度處理效果的影響
實驗進行了20 min，0 氧化實驗結果見圖2和
圖3。
由圖2可知，隨著0，投加量的增加，COD 去除
率增大，但COD 去除率在開始時隨著0 投加量增
凰流泵
加較快，之后趨于平緩，0 投加量為2 g／(L·h)時，
COD 的去除率達到52％。
薅
籃
0
U
o。投加量／(g·L一．h )
圖2 03投加量對COD 去除率的影響
Fig．2 Effect of O3 dosage Oll removal rate of CODc
由圖3可知，使用臭氧氧化處理染料廢水有很
第3期 李飛躍等：臭氧高級氧化技術處理印染廢水 455
好的效果，對色度的去除非常快，0 投加量為
0．33 g／(L·h)時，色度去除率僅為27％ ，投加
2 g／(
瓣
稍
腳
O教加量，(g‘L～‘h )
圖3 0 投加量對色度去除率的影響
Fig．3 Efect of O3 dosage on removal rate of chroma
胡俊生等研究了不同O 投加量對酸性紅B染
料廢水COD 和色度去除率的影響，結果表明，隨著
O 投加量的增加，COD 和色度去除率顯著提高后
趨于平緩，處理30 rain時，O，投加量為180 mg／L，
色度去除率達到99．5％ ，COD ，去除率達37．9％ 。
許正等研究了O 消耗量與COD 和色度去除率之
間的關系，O3消耗量為182．9 mg／L，COD cr的去除
率為33％ ，色度被完全去除 8 J。0 對印染廢水的
COD。去除效率不高，對色度去除效果顯著。本實
驗中，03投加2 g／(L·h)時，CODc 的去除率52％ ，
色度去除率88％ ，0 氧化法處理染料廢水色度的去
除效果要優于COD 的去除效果的結論是一致的。
2．2 反應時間對COD 和色度處理效果的影響
臭氧投加量控制為1 g／(L·h)，O，氧化結果
見圖4和圖5。
0
8
圖4 處理時間對COD 去除率的影響
Fig．4 Efect of treatment time on removal rate of CODc
由圖4可知，染料廢水COD 的變化趨勢可以
分為兩個階段，5～30 min，隨著反應時間的增加，
CODcr的去除率顯著增加，30～60 min，隨著反應時
間的增加COD 去除率變化趨于平緩，60 rain時
COD 的去除率達到64％ 。
處理時間／min
圖5 處理時間對色度去除率的影響
Fig．5 Effect of treatment time on removal rate of ehroma
由圖5可知，0 氧化處理染料廢水，對色度的
去除非常快，反應進行5min時，色度的去除率僅為
12％ ，到50 rain時，色度的去除率達到94％ ，之后隨
反應時間增加，色度去除率變化不大，60 min時，色
度的去除率達96％。COD 和色度的去除率與時間
的關系，符合正常的反應動力學過程，其它相關的實
驗也有相似的變化趨勢 J。
2．3 臭氧(03)和臭氧+紫外(0。／UV)對廢水CODc
處理效果的影響
臭氧投加量控制為1 g／(L·h)，O。和O3／UV
氧化實驗結果見圖6和圖7。
薄
0
U
反應時間／rain
圖6 O，和O，／UV對COD 的去除率與處理時間的關系
Fig．6 The relationship between removal rate of CODc
and treatment time in O3 and O3／UV method
齬
皿
反應時間／rain
圖7 O，和O，／UV對色度的去除率與處理時間的關系
Fig．7 The relationship between removal rate of chroma and
treatment time in 03 and O3／UV method
∞ ∞ 舯∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 伯O
、醉籩
456 應用化工 第42卷
由圖6可知，O 和O ／UV 方法對染料廢水
COD 去除率的變化趨勢相同，都是30 rain前去除
效率增高較快，30 rain后COD 去除率變化趨于平
緩。另外，20 rain前，0 ／UV法對COD cT的去除效率
大于單獨0 氧化法對COD 的去除效率，20～
50 min，兩種方法對COD 的去除效率差異不大，
60 min時，0 和0 ／UV兩種方法對COD cr的去除效
率分別為64％和72％ 。
由圖7可知，O 和O，／UV方法對染料廢水色
度去除率的變化趨勢相同，5 min時，0，和0。／UV
兩種方法對色度的去除效率分別為12％和39％ ，其
它時間段，兩種方法對色度去除率變化很小，基本相
同；60 min后，0 和0，／UV方法對色度的去除效率
分別為96％和97％ 。
0 與廢水中的有機物反應有兩種途徑：一是
0 直接與有機分子發生氧化反應；二是0，分解產
生·OH與有機物發生間接反應¨。。。直接反應速度
較慢，有選擇性，而間接反應基本沒有選擇性，反應
迅速，去除有機物能力強。0，／UV法中的氧化反應
為間接反應，即液相的0 在uV照射下會產生具有
強氧化能力的羥基自由基(·OH)，·OH與水中的
溶解物進行反應，達到去除水中污染物的目的 J。
Hayashi等的研究表明，0 ／UV體系對有機物的氧
化能力比單獨使用O 時增加了1O倍以上 。翁
棣研究了在有或無紫外線(uV)照射的條件下臭氧
(O )對磺基水楊酸廢水的處理效果，結果表明，用
O 與uV協同處理磺基水楊酸廢水比僅用O 的處
理效果好得多，其COD 和色度的去除率大于后
者 。本實驗反應前20 min，O3／UV法對CODcr的
去除效率大于單獨0 氧化法對COD 的去除效率
(圖6)，這和上述實驗結果是一致的。對比兩種方
法COD 和色度的去除率的變化，可以看出，染料廢
水中可能含有部分無色有機染料。統計分析表明，
兩種方法對染料廢水色度去除效率差異不顯著(P
>0．05)，一方面，這可能和染料廢水組成復雜有
關；另一方面，可能是廢水循環流速過快，uV功率
較低，導致uV利用率低，光化學反應速率較低。
3 結論
采用0，高級氧化技術處理染料廢水，O，投加
量為2 g／(L·h)，處理20 rain時，CODc 的去除率達
到52％ ，色度的去除率達88％ ；O。投加量為
1 g／(L·h)，處理60 min時，COD 的去除率達到
64％ ，色度的去除率達96％ 。
0 ／UV對染料廢水處理60 rain，COD 的去除
效率72％ ，對色度去除效率為97％ 。但與0。方法
色度處理效果差異不顯著。
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