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臭氧与过氧化钙协同降解甲基红废水
来源: www.ozonelab.cn 发布时间:2020-05-13 浏览次数:

臭氧与过氧化钙协同降解甲基红废水
 
纺织品印染废水排放量大,组成复杂,污染物浓度高,其中含有大量结构复杂的染料和化合物。色度高是印染废水的主要特征之一,尤其是偶氮染料及其副产品具有一定的致癌性和突变性。而普通的吸附、絮凝等物理方法及活性污泥生物处理法都难以去除废水色度,若不能使其完全脱色,将会对环境造成严重危害.
 
近年来臭氧(臭氧)氧化在各类印染废水处理领域中均取得很好的实际处理效果。臭氧 对印染废水的脱色非常有效,臭氧氧化过程中 臭氧分子会攻击染料的发色基团—共轭双键,使印染废水快速脱色并得到降解.但 臭氧 氧化受水质影响较大,对于废水处理来说,臭氧 降解易受废水中无机及有机物质的影响,导致运营成本偏高。
 
过氧化钙(CaO2)因其稳定的氧化能力,在降解有机污染物方面的效果优于同剂量的臭氧,同时其运输安全、投药简单、价格便宜,在废水处理、土壤和地下水的修复等领域得到了广泛应用。将CaO2/臭氧联用处理印染废水,CaO2投加可产生 H2O2,与 臭氧氧化产生协同作用;CaO2溶于水产生的 Ca2+可消除复杂水基质中的 HCO3-、CO32-、草酸等对臭氧氧化效果的影响;并且 CaO2可在气液氧化体系中提供固相界面,可能会对 臭氧 降解有机物产生界面吸附和活化的促进效应.
 
目前,应用臭氧/CaO2联用技术处理有机废水的研究仍然十分欠缺.鉴于此,本研究以生物偶氮染料甲基红模拟废水为处理对象,对单独臭氧(臭氧)、臭氧与过氧化钙(臭氧/CaO2)联用技术降解甲基红染料废水进行了研究,考察了 臭氧 流量、温度、废水初始 pH 值、CaO2 投加量、处理时间以及不同水基质等因素对甲基红降解效果的影响.结果表明,在 臭氧 流量为 48L/h,温度为 26oC,初始 pH 值为 6.2 的纯水中降解 10min,单独 臭氧 处理对甲基红的降解率为 86.1%.在此条件下投加 CaO2,投加量为 6.9mmol/L 时,臭氧/CaO2 联用技术对甲基红废水的脱色率可达到 94%.水基质中草酸的存在并不会对 臭氧/CaO2 联用体系的降解作用造成抑制.臭氧/CaO2 联用体系在多种复杂水基质中都能达到较好的脱色效果.通过对比试验发现,臭氧/CaO2 联用对甲基红的降解起协同作用,CaO2不仅可以产生 H2O2促进染料被 臭氧降解,而且 CaO2的吸附作用也有利于染料和污染物质的氧化去除。该联用工艺可高效地去除印染废水的色度,达到出水水质处理标准. 
臭氧反应装置
 
实验结论:
1 、单独O3氧化去除甲基红的效率随O3流量的增大而升高;在 7~40℃范围内,反应体系温度的变化对甲基红去除效率的影响不大;在酸性和碱性条件下,甲基红的去除效率优于中性条件下.
2、 O3/CaO2 联用氧化对甲基红的处理效率明显优于单独 O3氧化.在 O3流量为 48L/h,反应温度为 26℃,初始 pH 值为 6.2 时,投加 6.9mmol/LCaO2 反应10min 可使甲基红去除率达 94%.并且水基质对O3/CaO2 联用体系氧化效果的影响较小,O3/CaO2 联用体系在多种复杂水基质中都能达到较好的去除甲基红的效果.
3、 CaO2的投加主要是通过产生 H2O2、屏蔽水基质中的 O3竞争剂(有机质及阴离子)、产生界面吸附效应等机制对 O3氧化产生协同作用. 
 
来源:中国环境科学 2019,39(2):591~597 
郝思宇,张 艾,刘亚男 (东华大学环境科学与工程学院,上海 201620)