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公司动态

发布时间:2018-04-12

 
印染废水具有水量大、成分复杂、难降解有机污染物含量高、色度大、水质变化大、可生化性差等特点,属于较难处理的工业废水。目前普遍采用物化法或生化法处理印染废水,处理后废水中仍含有一些难生物降解和成色的有机物,影响废水回用。有研究报道,水处理臭氧发生器氧化和生物法组合工艺处理印染废水生化处理出水,处理后废水能达标排放;臭氧氧化和膜技术联合处理印染废水生化处理出水,处理后废水可回用于印染工艺。

 

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。目前染色加工过程中的10—200/0的染料排入废水中,严重污染环境。随着染料工业的发展和印染加工技术的进步,染料结构的稳定性大为提高,给脱色处理增加了难度。目前印染废水的脱色问题已成为国内外废水处理中急需解决的一大难题。选择一种简单经济有效的处理方法成为印染废水脱色的研究重点。多数印染厂采用化学处理与生化处理相结合的方法,但普遍存在于印染废中的偶氮染料稳定性高、水溶性大,是一种难降解的有机物,传统的化学氧化法和生物法难以取得令人满意的效果。臭氧的氧化性极强,在自然界中其氧化还原电位仅次于氟,常用于工业废水的杀菌消毒、除臭、脱色等,其作为一种高级氧化技术近年来被用来去除染料和印染废水的色度和难降解有机物。

臭氧氧化对染料品种适应性广、脱色效率高,并降低其COD、BOD值,同时03在废水中的还原产物

以及过剩O3能迅速在溶液和空气中分解为0,,不会对环境造成二次污染。因此03脱色技术具有一定的工业化应用前景。目前臭氧氧化的主要缺点是运行费用相对偏高。因此,采用臭氧氧化法脱色可作为生物处理的预处理,结合生物处理可降低运行费用。


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%。
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臭氧发生器选型:

1.按高压电频率划分,有工频(50-60Hz)、中频(400-1000Hz)和高频(>1000Hz)三种。工频发生器由于体积大、功耗高等缺点,目前已基本退出市场。中、高频具有体积小、功耗低、臭氧产量大等优点,是现在最常用的产品。

2.按使用的气体原料划分,有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或制氧机供应氧气。空气型通常是使用空气(如压缩空气)作为原料。由于臭氧是靠氧气来产生的,而空气中氧气的含量只有21%,所以空气型发生器产生的臭氧浓度比氧气型稍低。而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上,所以氧气型发生器的臭氧浓度较高。在环境消毒时,通常使用空气型发生器。在水处理时,应优先考虑氧气型发生器。但如果消毒饮用水时,发生器需要配合旧式臭氧混合塔使用,则只能选用空气型。

3.按冷却方式划分,有水冷型臭氧发生器和风冷型臭氧发生器。工作时会产生大量的热能,需要冷却,否则臭氧会因高温而边产生边分解。水冷型发生器冷却效果好,工作稳定,臭氧无衰减,并能长时间连续工作,但结构复杂,成本高。风冷型冷却效果不够理想,臭氧衰减明显。大型臭氧发生器或重要场所使用的发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭氧产量较小的发生器或对发生器性能要求不严格的场所。在选用时,应尽量选用水冷型的。

4、按介电材料划分,常见的有石英管臭氧发生器、陶瓷板臭氧发生器、陶瓷管臭氧发生器、玻璃管臭氧发生器和搪瓷管臭氧发生器等几种类型。其中石英管由于具有介电常数高、壁厚均匀、椭圆度好、耐高温、耐潮湿等特点而最常被一些高性能的臭氧发生器使用。陶瓷板易脆裂,只适用一些小型发生器。陶瓷管的壁厚和椭圆度不易控制,容易出现放电不均匀的问题,所以使用的不多。玻璃管和搪瓷管介电常数低,耐高温性能差,易炸裂,只有在一些低端发生器上使用.

5、按臭氧产生部件的结构划分,有密闭式和开放式两种。密闭式发生器的结构特点是密封体本身就是电极,臭氧能够集中使用,如用于水处理。开放式发生器的电极是裸露在空气中的,所产生的臭氧无法集中使用,通常只用于较小空间的空气净化或某些小型物品表面消毒。密闭式发生器可代替开放式发生器使用。密闭式发生器的成本远高于开放式发生器。值得注意的是,现在有些人把开放式发生器硬性封装起来,冒充密闭式发生器。这样做的结果是由于大量的热量无法及时散发,臭氧衰减严重,发生器也很快烧损。