纺织印染废水深度处理排放处理回用工艺

臭氧在印染废水的处理的强大作用 臭氧技术咨询15101638838

纺织印染废水是一种水量大、色度高、组份复杂的废水，水质变动范围大，废水中含有染料、浆料、助剂、酸、碱、纤维、杂质及无机盐等。染料结构中胺基化合物及铜、铬、锌砷等重金属元素具有较大的毒性。

1废水的臭氧氧化处理机理

臭氧是良好的氧化剂，在处理印染废水时，臭氧与简单或复杂的有机物反应后得到一些相同的产

物，这些产物很容易生化降解，而且没有明显的毒性。臭氧不仅能氧化水中的无机物，如CN一、NH，

等，而且能氧化难以生物降解的有机物，如芳烃化合物等。臭氧化反应的途径有两条：一是臭氧通过

亲核或亲电作用直接参与反应；二是臭氧在碱等因素作用下，通过活泼的自由基(主要有一0H)与污

染物反应。臭氧能与许多有机物或官能团发生反应：C=C、C三C，芳香化合物、杂环化合物、碳环化合物、=N— N、=S、C三N、C—N、C— Si、一0H、一sH、一NH，、一CHO、一N=N一等。臭氧破坏和去除废水中污染物的作用已被广泛研究，对有机物臭氧化的产物也进行了一些研究。研究表明，臭氧化产物主要是一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸类有机小分子。

氧化反应：

1．1夺取氢原子，并链羰基化，生成醛、酮、醇或酸；芳香化合物先被氧化为酚，再氧化为酸。

1．2打开双键，发生加成反应：

1．3氧原子进入芳香环发生取代反应 ’

臭氧也是良好的脱色氧化剂，对于含水溶性染料废水如活性、直接、阳离子和酸性等染料，其脱

色率很高；对分散染料也有较好脱色效果；但对其他以悬浮状态存在于废水中的还原、硫化和涂料，

脱色效果较差。Matsui等的研究结果表明偶氮染料更易于被臭氧氧化脱色。臭氧用量与偶氮基团数量

有关，如对于0．1mol／1的直接红2S、直接黑2S，其需臭氧量分别为80、130mol／1。臭氧氧化也可以与其它处理技术结合应用。

2影响因素

臭氧一经溶解在水里，会出现下列两种反应：一一种是直接氧化，它是较缓慢的且有明显选择性的

反应；另一种则是在水中羧基、过氧化氢、有机物、腐殖质和高浓度的氢氧根诱发下自行分解成羧基自由基，间接地氧化有机物、微生物或氨等。后一种反应相当快，且没有选择性，另外还能将重碳酸根氧化成重碳酸和碳酸。这两种反应后一种反应更强烈，氧化能力更强。由于氢氧根和有机物能诱发臭氧自行分解成羧基自由基，所以低pH值条件下有利于臭氧直接氧化反应，而高pH值和有机物含量高的条件下则有利于羧基自由基的间接氧化反应。臭氧的自行分解率在很大程度上取决于pH值、温度、UV值、臭氧浓度以及水中存在的其它可去除物。臭氧的浓度、温度和接触时间：一般来说，臭

氧对直接染料、酸性染料、碱性染料、活性染料等亲水性染料的脱色速度较快，效果较好；对分散染料、还原染料、硫化染料等疏水性染料的脱色速度较慢、效果较差且臭氧用量大。Saunders等研究证明，在多种可溶性染料共存的废水中，染料对臭氧具有竞争作用，因此，为达到对某种染料期望的去除效果，必须增加臭氧的投加量。臭氧的氧化能力还取决于废水的臭氧化速度，温度越高，氧化速度越快，所用时间缩短。在常温下，用30rain的氧化接触时间足以将水中3-4mmol／L的染料去除50％。

pH值：在碱性条件下，臭氧对废水的脱色效果好，随初始pH值的升高，脱色速度明显提高。初始

pH值为1 1．00废水在臭氧化30rain时，脱色率可达98．1 1％I而初始pH值为3．55的废水脱色率只有

44．48％。这主要是因为，废水的初始pH值升高，水中OH一浓度增加，有利于臭氧分解链反应的引发，

从而促进臭氧的自分解，产生更多的强氧化性的羟基自由基(OH·)。Saunders等研究证明，活泼的

OH，与废水中活性艳红X-3B反应，使活性艳红X一3B中的发色基团的偶氮键断裂，加快了活性艳红

X-3B的降解、脱色速度。考虑到经济和效率因素，臭氧化反应pH值一般不宜超过10．3。

催化剂和光照：用臭氧化法处理染料废水方面的研究也很活跃，张彭义等制备了2种高活性的催

化剂Mn-O．和Fe-N卜Urea，对初始COD约为1 500mg／L的废水投加臭氧0．82g／L，COD去除率大于50％。离子色谱分析表明，吐氏酸的金属催化氧化产物为邻苯二甲酸等，中间产物为2一胺基一1、4苯醌等。吐氏酸经金属催化臭氧化后，可生化性大大提高。王晓书、孔令任研究了直接耐晒大红4BS、活性艳红X-3B、活性黑KN—B三种偶氨水溶性染料臭氧化反应，染料脱色很快，且脱色率为100％，但COD去除率只在50％左右，分析其原因是臭氧化有双键选择性，不易氧化至CO，和H，O。而光照臭氧处理，降解速度比单独使用臭氧快得多，COD去除率分别为70％，64％，75％。臭氧加紫外辐射或同时进行电离辐射也可提高氧化效率。

3 混凝处理

Lin．S．H研究表明，对含低浓度染料的印染废水，臭氧化可以有效地去除水中的色度和浑浊度，但对含中等和高浓度染料的印染废水，应用臭氧化~n PAC絮凝处理，则可以强化臭氧处理效果。臭氧

与絮凝过程连用可以将去除率提高到70％，降低化学除色药剂费用30％。德国Ochtrup水处理厂中，印染废水经臭氧化处理12min后，染料COD值降低60-一80％，AOX降低60％，聚乙烯醇的浓度降低50％，

从而使此前不能通过生物降解的物质得以部分氧化，利于下一步的生物处理。某人造丝染色厂采用混凝— 过滤一臭氧的流程，在pH值为6．3、臭氧的投加量为46g／m 时，脱色率达到100％，BOD去除率达

~1]96．7％。J．Sarasa等采用臭氧加混凝工艺处理偶氮染料废水，这种废水含有大量苯胺基衍生物和偶氮化合物，其中很多属于EEC和USEPA前体衍生物，臭氧能有效去除偶氮染料废水中这些前体衍生物，与Ca(OH)，混凝工艺综合处理几乎能去除全部主要污染物，包括有机氮化物。如用FeSO 、Fe，(so ) 及FeCI，凝聚后再用臭氧处理可提高脱色效果。

4 活性炭吸附

活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，是最常用的一种吸附剂。活性炭吸附法适用于被臭氧氧化脱色后废水的深度处理。但是，由于活性炭再生系统操作难度大，装置运行费用高，应用受到限制。臭氧生物活性炭对有机物的去除包括三个过程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在对有机物的去除上，先发挥臭氧的强氧化能力，将有机物氧化成可被生物降解的小分子有机物，接着利用活性炭良好的吸附性能将其吸附，再由吸附在活性炭上的生物对吸附的有机物进行生物降解，而臭氧分解后产生的氧，提高水中的溶解氧，使水中溶解氧常呈饱和状态或接近饱和状态，又为活性炭处理中的生物降解提供必要条件。这一臭氧与颗粒活性炭滤池相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺

(BAC法)，一般置于净水常规处去除水中的有机物，且由于应用了生物技术，大大延长了活性炭的

运行周期。

5 废水臭氧化的发展前景

臭氧处理技术的发展可从两方面来看：一是臭氧作为预处理或后处理，与其他处理方法的联合使

用，如絮凝、气浮、生化等；二是臭氧处理单元自身的发展，如光催化、金属催化氧化等。臭氧与其它处理方法联合的工艺流程有很多形式，如：①O +生化(活性污泥、生物活性碳法)；

②O +絮凝+膜处理；③O +膜处理；④O +气浮(吹脱)；⑤O +活性碳吸附；⑥O +絮凝+O 。臭氧处理单元自身有以下几种形式：①O，；②O，+／H，O，；③O ／H，O，／UV；④0 ／UV；⑤O ／固体催

化剂(固体 f{二剂如活性炭、金属及其氧化物)；⑥用先进的臭氧+超声强化+生化处理工艺，去除偶

氮染料脱色效果好，有机物去除率高，能有效地处理高浓度PVA褪浆污水。

6结论

6．1臭氧是一种强氧化剂，能与废水中大多数有机物、微生物迅速反应，可去除废水中难以生物降

解的有机物，如芳烃化合物等污染物，并降低其COD、BOD值，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的

作用。

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