臭氧預氧化/混凝處理活性藏青廢水的試驗研究
 
紡織印染工業是我國傳統的支柱產業，印染行業生產過程中排放的“三廢”，尤其是廢水治理不當將會對環境造成嚴重污染。印染廢水具有水量大、有機污染物濃度高、色度深、堿性大、水質變化大、成分復雜等特點，屬于較難處理的工業廢水之一。目前印染廢水的處理方法有吸附法、生物處理法、電化學法和氧化法等。有研究者利用一些集吸附與絮凝功能為一體的吸附劑，如硅藻土經酸化、熱活化后即可制備兼有吸附絮凝兩種功能的硅藻土復合凈水劑，其對印染廢水處理脫色效果很好[1]。目前人們對厭氧-好氧、深層曝氣、純氧曝氣、生物氧化溝、升流式厭氧污泥床UASB(Upflow Anaerobic Sludge Bed)等生化處理方式進行了廣泛的研究，并將技術應用于工程中[2]。管玉江、楊衛身用復極性固定床電解槽對水溶性染料進行電解脫色，結果表明，通過氧化還原作用，可以破壞偶氮、蒽醌、雜蒽類、酞菁等各類染料的發色共軛體，使染料降解脫色。
不同的印染廢水處理技術對不同類型的污染物有著不同的處理效果，即使對于相同的污染物類型的廢水，其污染物含量不同也要求使用不同的水處理技術，因此單一的水處理技術難以將印染廢水處理**，往往需要采用不同的水處理技術進行聯合處理才能達到經濟、高效、達標的目的。例如生物法存在著剩余污泥的處理費用較高的問題；吸附法不能去除廢水中的膠體及疏水性染料等[4]。文章采用臭氧預氧化與三氯化鐵混凝聯合工藝處理活性藏青廢水，考察了臭氧流量、三氯化鐵投加量、pH、廢水溫度等對活性藏青廢水色度去除率和CODCr去除率的影響，為該工藝處理實際廢水提供了科學依據。
1實驗材料與方法
圖1為臭氧預氧化/混凝處理活性藏青廢水的反應裝置。用電子天平(日本島津，AY220)稱取一定量的活性藏青(汕頭市西隴化工廠有限公司)配置所需濃度的活性藏青廢水于燒杯中，用酸度計(上海雷磁儀器廠，pHS-3C)測定pH，用硫酸(成都市科龍化工試劑廠)或氫氧化鈉(成都市科龍化工試劑廠)調節廢水pH后，調節恒溫水浴鍋(浙江省余姚市檢測儀表廠，HH-S)至所需溫度，將盛有活性藏青廢水的反應器置于恒溫水浴鍋中，打開臭氧發生器(南京沃環科技實業有限公司，WH-K-3.5)的開關，調節轉子流量計(浙江省余姚市儀表廠，LZB-4)至所需流量進行反應。用分光光度計(上海光譜儀器有限公司)在活性藏青染料較大吸收波長349nm處測定水樣吸光度。用重鉻酸鉀法測定廢水的CODCr[5]。
 
圖1臭氧預氧化/混凝工藝降解活性藏青印染廢水的反應裝置
Fig.1 Experimental set-up of degradation of activated dark blue wastewater by ozone pre-oxidation and coagulation
2實驗結果和討論
2.1臭氧通氣時間影響
在臭氧流量為40 L/h，pH為5，反應溫度為20℃，活性藏青初始廢水濃度為10 mg/L的條件下進行實驗，確定臭氧的較佳通氣時間，結果如圖2所示。由圖2可見臭氧的通氣時間對水樣的處理效果影響很大。隨著時間的增加，水樣的吸光度越來越小，脫色率越來越大。當臭氧通氣時間達3 min時，水樣的去除率達較大值85.2 %，之后趨于穩定，不隨時間的變化而變化。可能是因為水樣中剩下的雜質是臭氧所不能去除的，所以通入的臭氧都不再起作用。由此確定本試驗中臭氧的較佳通氣時間為3 min。
2.2臭氧流量和pH對處理過程的影響
在臭氧通氣時間為3 min，反應溫度為20℃，活性藏青廢水初始濃度為10 mg/L的條件下，確定臭氧的較佳流量和較佳pH，結果如圖3所示。由圖3可見pH對處理效果有重要影響，較佳pH為5左右，臭氧流量為70 L/h時，色度去除率達到86.7 %。臭氧流量對處理效果也有影響，當流量增大時，出水的吸光度不斷變小，印染廢水的色度去除率不斷增大。當流量大于40 L/h，色度去除率的增加不是那么明顯，考慮到實際處理印染廢水的情況，不但要有效果，還有經濟實用，綜合考慮選擇臭氧流量為40 L/h。
 
圖2較佳通氣時間的確定
Fig.2 Determination of the best time of ventilation
 
圖3較適臭氧流量和pH的確定
Fig.3 Determination of the best value of pH and the flow rate of ozone of ventilation
2.3混凝攪拌時間和pH對處理過程的影響
在三氯化鐵投加量為200 mg/L，皂土投加量為1 g/L，反應溫度為20℃，活性藏青廢水初始濃度為10 mg/L的條件下進行實驗，考察混凝攪拌時間和pH對混凝處理過程的影響，結果如圖4所示。從圖4可以看出，不同的pH對混凝法去除水樣的色度很有效果。隨著攪拌時間和pH的增加，出水的吸光度逐漸減小，色度去除率逐漸增大。當攪拌時間為30 min，pH為7時，出水吸光度顯示較小值0.026，色度去除率為64.8 %。繼續增加攪拌時間和增大pH，出水的處理效果并沒有隨之提高，而色度去除率也沒有不斷提高。這可能是因為當攪拌時間適宜、有機物濃度較高的時候，攪拌時間的增加有利于分子間的碰撞，它們反應劇烈，所以廢水的處理效果明顯提高[6]。當攪拌時間過長時，反應已達飽和，色度去除率無太大變化。本實驗表明，混凝的較適pH為7，攪拌時間適宜用30 min左右。
 
圖4較適攪拌時間和pH的確定
Fig.4 Determination of the best mixing time and pH of ventilation
 
圖5較佳投加量的確定
Fig.5 Determination of the best dosage of ferric chloride
2.4三氯化鐵投加量對處理過程的影響
在皂土投加量為1 g/L，pH為7，反應溫度為20℃，活性藏青廢水初始濃度為10 mg/L，體積為100 mL的條件下，考察三氯化鐵投加量對印染廢水處理過程的影響，結果如圖5所示。從圖5中可以看出，混凝對水樣色度的去除效果非常明顯。隨著三氯化鐵投加量的增加，出水的吸光度不斷變小，印染廢水的色度去除率不斷增大。當三氯化鐵投加量為200 mg/L時，CODCr去除率達到較大值75.0 %；此后隨著三氯化鐵投加量的繼續增加，色度去除率呈現緩慢下降的趨勢。這是因為三氯化鐵投加量的相對增加使得水樣中的Fe3+增多，Fe3+的顏色會影響水樣的吸光度和去除率。本實驗表明，三氯化鐵的適宜用量為200 mg/L左右。
2.5混凝溫度對處理過程的影響
在三氯化鐵投加量為200 mg/L，皂土投加量為1 g/L，pH為7，活性藏青廢水初始濃度為10 mg/L的條件下，考察混凝溫度對處理廢水過程的影響，結果如圖6所示。由圖6可見反應溫度由10℃增高至50℃，色度的去除率逐漸增加，但增幅不大；溫度**30℃后去除率反而下降。這可能是因為適當的溫度可以加速反應。溫度升高，反應速度加快，使得去除率提高，但也會抑制三氯化鐵的作用，溫度越高三氯化鐵越難發揮作用，導致脫色率下降[7]。本試驗表明在10~50℃的較寬溫度范圍內脫色率能夠達到滿意的降解效果，故本試驗中溫度控制在30℃左右，色度去除率可達到86.3 %。
 
圖6較佳溫度的確定
Fig.6 Determination of the best temperature
2.6臭氧混凝聯用工藝對處理過程的影響
在pH為5，臭氧流量為40 L/h，臭氧通氣時間3 min的條件下**行臭氧氧化處理；然后在pH為7，廢水溫度為30℃時投加氯化鐵量為200 mg/L進行攪拌混凝處理。初始濃度為10 mg/L和20 mg/L的活性藏青廢水的處理結果如表1所示。由表1可知，活性藏青染料的脫色率和CODCr去除率隨其濃度的變化而變化。可以看出，染料的初始濃度越低，染料的脫色速率和CODCr去除率越快。染料的濃度初始高，染料的脫色速率CODCr去除率越慢。
3結論
(1)臭氧預氧化與混凝聯用工藝對活性藏青印染廢水的色度、CODCr有良好的去除效果。在臭氧流量為40 L/h，通臭氧時間為3min，pH為5的條件下臭氧氧化，然后調節pH為7，三氯化鐵投加量為200 mg/L，廢水溫度為30℃的條件下進行混凝，印染廢水的色度去除率達到95.3 %，CODCr去除率達到71.5 %。
(2)臭氧活性炭聯用工藝對甲基紅廢水的色度和CODCr去除率的效果均優于直接臭氧化作用和直接投加三氯化鐵進行混凝處理的效果。
表1不同初始濃度下臭氧混凝聯用工藝對廢水色度和CODCr去除率的對比
Tab.1 Comparison of decolorization and CODCr removal rate by ozone pre-oxidation and coagulation under different initial concentration of dyeing wastewater
 
臭氧水處理技術的應用
 
臭氧水處理技術的應用：
A、飲用水、醫用純水處理:臭氧應用技術較廣泛、較成功的領域是飲用水的處理。臭氧用于飲用水、醫用純水等的處理，除臭氧滅菌效果好，**次污染外，還兼有脫色、除味，去除鐵、錳、氧化分解有機物和助凝作用，有的報告指出，臭氧能夠消殺水中一切對人體有害的物質。
飲用水的國際標準為細菌總個數、大腸菌群均為零，西方歐美等國都是執行這一標準，所以自來水供水公司的臭氧水處理產品應用十分普遍。我國因處發展中，經濟上相對落后，飲用水的地區衛生標準為細菌總個數為<100個，大腸菌群<3，而且大多采用漂白粉、加氯和近幾年推廣的二氧化氯及次氯酸鈉發生設備消毒。因為氯消毒會產生氯的衍生物造成二次污染，其中三鹵甲烷是直接致癌物質，在歐美的飲用水處理上已逐步淘汰。
B、高樓的二次供水，一九九六年地區衛生部下發文件，要求二次供水**安裝消毒設施，有些單位的自備井也**在水質達標的情況下才允許使用，二次供水的消毒及處理產品，目前只有在二氧化氯、次氯酸鈉和臭氧發生設備中選用，臭氧水處理具有較強的競爭優勢，應是一個成熟市場。近幾年興起的礦泉水、純凈水、瓶裝水已是臭氧技術產品的必用市場，離開臭氧裝備很難達標。
C、游泳池水處理：臭氧化技術用于游泳池水處理技術已十分成熟，歐美等國使用十分普遍，國際比賽游泳池幾乎都是采用臭氧技術處理，我國的游泳用水標準要求細菌總個數<1000個，大腸菌群<100個，濁度<5，目前主要采用加氯、漂白粉、硫酸銅等消**段，在水質達標的同時，又造成二次污染，造成使水質扎眼，刺激皮膚等惡果，特別是液氯使用中潛在威脅很大，一旦泄露會造成大面積中毒污染，使用中使人提心吊膽。臭氧技術在水質達標的情況下，*沒有以上缺陷，臭氧化水還可消殺體菌以美容，更為經濟的是使用中減少或取消了藥物消耗，成本
外形尺寸 : 常規（cm） ;
臭氧用量 : 100-500（g/h） ;
型號 : BF-YE ;
** : 百豐 ;
處理污水量 : 10-100（m3/h） ;
加工定制 : 是 ;

廣州百豐環保科技有限公司是**從事臭氧技術研究、開發、臭氧系統設計、制造、銷售的**化科技公司。公司以臭氧技術為** , 發展了幾大系列共幾百多個產品型號的臭氧消毒設備。目前已經發展成為集空氣消毒凈化、水處理、環保消毒設備等為一體的多元化高科技企業。  公司對生產臭氧產品有著豐富的經驗，有雄厚的科研**實力及*的檢測設備和完善的售后服務體系，確保產品質量的穩定性，我們以*特**的工藝、新穎美觀大方的外型、操作方便智能化、臻細服務贏得國內外客戶的信賴和贊譽。公司擁有幾十項臭氧技術**，產品廣泛應用到水處理凈化、化妝品容器消毒殺菌、水產養殖增氧消毒殺菌、家禽養殖業、游泳池水消毒殺菌、無菌車間、制藥廠及食品廠消毒殺菌、GMP認證、食品保鮮儲藏、果蔬農藥降解、污水處理(漂染廠、電鍍廠、化工廠等工業污水及城市污水深度處理)工業廢氣脫臭處理等方面。產品**國內外。  百豐科技一直遵循以質量為基礎，以技術為先導，開拓**,與時俱進，趕**國際**水平，百豐科技的今天，是我們相互支持、共同發展、不斷創造的結果。因此我們的發展規劃是：“打造美麗的山城環境，推動建設和諧的臭氧事業，讓百豐走向全國，走向世界”。 
加工方式 : OEM加工;來料加工;來樣加工;來圖加工;其他;ODM加工;來料代工加工;手工加工;
工藝 : 其他機械五金工藝;
**名稱 : 百豐
質量控制 : 內部