臭氧氧化印染廢水中的動(dòng)力學(xué)和有機(jī)污染物的特性分析

　　通過實(shí)驗(yàn)研究了臭氧接觸氧化時(shí)間對于印染廢水中有機(jī)物去除效率的影響。結(jié)果表明臭氧對CODCr的去除效率并不與接觸時(shí)間成正比，其反應(yīng)過程可分為三個(gè)階段，均屬于一級反應(yīng)。也表明單一利用臭氧氧化實(shí)現(xiàn)印染廢水中有機(jī)物的降解不夠經(jīng)濟(jì)合理。

　　印染廢水是水環(huán)境主要污染源之一，它具有高濃度、高色度、成分復(fù)雜、可生化性差等特點(diǎn)，含有難以生物降解的有機(jī)質(zhì)，排水水質(zhì)水量變化波動(dòng)也較大。要實(shí)現(xiàn)對該類廢水中有機(jī)物的有效去除，必須對水中有機(jī)污染物的降解特性作深入的分析，掌握其在水中的分布特性，選擇合適的處理技術(shù)。

　　臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為簡單有機(jī)物，使污染物的極性、生物降解性和毒性等發(fā)生改變。在理想條件下可把廢水中的大多數(shù)單質(zhì)和化合物氧化到最高化態(tài)，在凈化污水的化學(xué)氧化工藝中，臭氧處理作為一個(gè)有力、有效和經(jīng)濟(jì)的氧化方法，地位穩(wěn)步上升。

　　由于有機(jī)物降解過程測試的局限性，短時(shí)間內(nèi)CODCr降解曲線波動(dòng)較大，因此通過延長接觸反應(yīng)時(shí)間，考察得出臭氧氧化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程。實(shí)驗(yàn)中除去開始時(shí)臭氧的分布不均勻，其他時(shí)間都視為飽和投加，臭氧濃度為一定值。因此根據(jù)以上公式在反應(yīng)速度常數(shù)KM與[O3]一定的情況下，lnctco與反應(yīng)時(shí)間t應(yīng)是線性關(guān)系。

　　第一階段，參加反應(yīng)的物質(zhì)主要是易被臭氧氧化分解的物質(zhì)，這些物質(zhì)具有很高的KM值，進(jìn)入反應(yīng)塔的臭氧迅速與其反應(yīng)，水中該類有機(jī)污染物被完全氧化為H2O和CO2,因此水中有機(jī)物濃度也迅速下降。

　　第二階段，這一階段的反應(yīng)物質(zhì)主要是上一階段中未與臭氧反應(yīng)的物質(zhì)以及上一階段被臭氧不完全氧化的產(chǎn)物，它們與臭氧的反應(yīng)速率較低，KM值較小。由于進(jìn)入反應(yīng)塔的臭氧流速是不變的，臭氧消耗速率的下降意味著反應(yīng)器內(nèi)[O3]的上升，從而使水中氧化還原電位(ORP)也上升到一個(gè)較高的值，水中難于氧化，ORP值高的有機(jī)物在這一新環(huán)境下也開始與臭氧反應(yīng)。這一階段KM值較小，[O3]較大，但斜率-KM[O3]比第一階段仍有較大幅度下降，水中有機(jī)物濃度下降速率減緩，持續(xù)時(shí)間較長。

　　第三階段，這一階段水中殘留有機(jī)物是較難被臭氧氧化的物質(zhì)，它們與臭氧的反應(yīng)速率很低，KM值很小，雖然此時(shí)、很大，可視為飽和，但是斜率-KM[O3]仍然相當(dāng)小，近乎于0.說明此時(shí)臭氧接觸時(shí)間過長但對水中有機(jī)物的氧化效果不好，在實(shí)際水處理應(yīng)用中意義不大。

　　臭氧對印染廢水中有機(jī)物有一定去除，但主要以不飽和有機(jī)物為主，臭氧氧化印染廢水中有機(jī)物可分為三個(gè)階段，以CODCr表示印染廢水中殘留有機(jī)污染物指標(biāo)，三階段經(jīng)歷的時(shí)間分別為0~30min、30~75min和>75min,各階段均屬于一級反應(yīng)。并得出臭氧氧化印染廢水的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示單純增加臭氧接觸時(shí)間對去除水中有機(jī)物并不經(jīng)濟(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中，宜將臭氧與生化法等水處理單元結(jié)合，將臭氧氧化作為預(yù)處理，將反應(yīng)控制在第一階段，提高廢水的可生化性，充分發(fā)揮各處理單元的優(yōu)勢，最終達(dá)到污水處理的節(jié)能與高效。