高级氧化技术在印染废水处理中的应用
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作者:李禄强 廖狲琛
摘要：本文对比了单独使用O3和O3 /H2O2复合氧化体系分别处理印染废水的效果。结果表明，采用O3 /H2O2复合氧化体系处理印染废水可以显著提高处理效率，减少O3的投加量，试验条件下CODCr、UV254以及色度的去除率分别是49.4%、60.4%及92.6%。
关键词：高级氧化技术;深度处理;印染废水
中图分类号：X791 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）03-0-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.068
Application of advanced oxidation technology in the treatment of printing and dyeing wastewater
Li Luqiang，Liao Shuchen
（Huizhou Zhonglong Environmental Protection Engineering Co.，Ltd.，Huizhou Guangdong 516000，China）
Abstract：In this paper， the effect of treating printing and dyeing wastewater with O3 and O3 / H2O2 composite oxidation system was compared.The results show that the treatment efficiency of printing and dyeing wastewater can be significantly improved and the dosage of O3 can be reduced.Under the experimental conditions，the removal rates of CODCr， UV254 and chroma are 49.4%， 60.4% and 92.6% respectively.
Key words：Advanced oxidation processes （AOPs）;Advanced treatment;Dyeing wastewater
隨着我国经济的不断进步，印染工业也得到了高速的发展。2004年起，我国已经成为世界印染业生产规模最大的国家，同时其排放的印染废水也成了我国主要的工业污染源之一。印染废水具有排放水量大、水质变化大、有机物浓度高、色度高、可生化性差、含有表面活性剂、含氮化合物、pH值变化大等特点[1-2]。印染废水具有生物毒性，甚至是“三致”（致癌、致畸、致突变）有机物[3]，难以采用常规的方法进行处理。高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes ，AOPs） 运用复合氧化剂、光、电、催化剂等技术，在反应中生产氧化性极强的羟基自由基·OH，其氧化能力（氧化还原电位为2.80V）仅次于氟（氧化还原电位为2.87V）[4]，是水处理中应用最强的氧化剂，能引发后面的链反应发生，将难降解的物质开环、断键，把污染物变成低分子或易生物降解的物质，是一种新型高效的水处理技术。常用方法有Fenton（芬顿）试剂法和O3（臭氧）法，本文采用O3 /H2O2复合氧化体系对某印染厂在生化后所排放的废水进行了试验。
1 O3 /H2O2复合氧化体系特点
O3/H2O2复合氧化体系比单一氧化剂O3或H2O2的处理效率明显加快，原因在H2O2部分分离出HO2-，能够显著增强O3分解生产·OH的能力，其基本的原理为[5]：
与其他高级氧化技术相比，O3 /H2O2复合氧化体系具有不引入新的污染物质、易于操作运用等优点，因此具有良好的应用前景。
2 试验部分
2.1 试验用水样
试验选用某印染厂生化处理后所排放的废水，其水质指标数据如下表1。
2.2 试验装置及流程
试验装置和流程如图1所示，臭氧发生器将氧气制备成臭氧，试验废水经循环泵以10L/h的流量往复循环流动，考察加入不同量的O3 和H2O2情况下，对废水的处理效果，过量的臭氧尾气经臭氧破坏器降解后排出。每次试验进行30min，试验中每5min取样分析一次。
2.3 分析方法
pH值采用酸度计测定，CODCr用微波消解法测定，UV254采用紫外可见分光光度计测定，色度则采用稀释倍数法。
去除率按照以下的公式进行计算：
式中，C0为处理前水质指标，C为处理后水质指标。
3 结果与讨论
3.1 O3投加量的影响
往5L废水里面持续通入流量为1.5L/min的臭氧，臭氧的质量浓度为20.1mg/L，反应时间是30min，对应臭氧的投加量为180.9mg/L，水质处理效果见图2-图4。
由图2可以看出，使用臭氧处理印染废水处理效果明显，随着O3投加量的增加CODCr呈现线性下降趋势，当O3投加量的为180.9mg/L时，CODCr从原来的226mg/L变成115mg/L，去除率为49.1%。
从图3可以看出，当O3投加量的为180.9mg/L时，色度从原水的272倍下降为22倍，下降了92%。
从图4可以知道，随着O3投加量的增大，去除率达58.3%，说明在波长254nm下不饱和物吸收紫外减少，降解成饱和的有机物。
3.2 H2O2投加量的影响
在印染废水中加入一定量的双氧水H2O2，搅拌均匀，往废水中通入O3。试验中O3的加入总量为180.9mg/L，H2O2/ O3的比例分别为0，0.2，0.4，0.6，0.8进行试验，CODCr和UV254的去除效果试验结果见图5和图6。 从图5和图6中可以明显看出，H2O2的投加量增大，CODCr和UV254的去除效果越好。H2O2/ O3的比例从0.6提高到0.8时，CODCr和UV254的去除率趋缓，因此，H2O2/ O3的比例为0.6时较佳。
此外，當H2O2/ O3的比例分别为0.6，O3的加入总量为120.6mg/L时CODCr和UV254的去除率为49.4%和60.4%。其处理效果相当于单独加入O3的总量为180.9mg/L。这说明加入H2O2加快了O3 分解·OH的速度，加快有机污染物的降解速率，所以使用O3 /H2O2复合氧化体系工艺可以显著提高处理印染废水的处理效率。
使用O3 /H2O2复合氧化体系处理印染废水，H2O2/ O3的比例分别为0.6，O3的加入总量为120.6mg/L，处理前后的水质指标见表2。
4 结论
（1）采用O3 /H2O2复合氧化体系处理印染废水可以显著提高处理印染废水的效率，减少O3的投加量。
（2）本试验中，H2O2/ O3的最佳比例分别为0.6，O3的加入总量为120.6mg/L，处理时间30分钟，CODCr、UV254以及色度的去除率分别是49.4%、60.4%及92.6%。
参考文献
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[2]冀滨弘，章非娟.染料工业废水处理现状与进展[J].污染防治技术，1998，14（2）：250-253.
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[4]沈信儒，杨明樑. 高级氧化技术处理印染废水[J].净水技术，2005，24（4）：25.
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[6]史春薇，闫玉玲，宋官龙.靛蓝法测定高浓度臭氧的研究[J].当代化工，2011，40（3）：326-328.
收稿日期：2020-01-19
作者简介：李禄强（1978-），男，汉族，大专学历，环保工程师，研究方向为印染废水、线路板废水和养殖废水处理技术。
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