臭氧氧化法解析及应用

臭氧是一种强氧化剂，氧化能力在天然元素中仅次于氟，居第二位。臭氧氧化在消除异味，脱臭和脱色，降低COD、BOD等方面都有显著效果。臭氧氧化处理污水有很多优点。臭氧的氧化能力强，使一些比较复杂的氧化反应能够进行，反应速率快。因此臭氧氧化反应时间短，设备尺寸小，设备费用低，而且剩余的臭氧很容易分解为氧，既不产生二次污染又能增加水中的溶解氧。由于具备这些特点，所以用臭氧净化和消毒工业废水已得到了广泛的重视和应用。

臭氧的制备

制备臭氧的方法很多，有化学法、电解法、紫外线法、无声放电法等。水处理中常用的是无声放电法。

臭氧氧化法在工业废水处理中的应用

臭氧在工业废水中应用已有很久历史，主要用于炼油废水酚类化合物的去除，电镀含氰废水的氧化，含染料废水的脱色、洗涤剂的氧化以及废水中合成表面活性物质的处理等。臭氧用于含酚废水处理可使苯环被打断而生成易于生物降解的物质;臭氧能够快速氧化游离氰和一些络合氰化物，如采用臭氧加紫外线照射可将含铁氰络合物4000mg/L的废水处理到

0.3mg/L;臭氧对不溶性染料脱色效果很好，对不溶性染料(悬浮体染料)，如硫化染料，脱色效果较差，臭氧对不饱和键有很强的氧化能力，染料分子在臭氧的作用下，双键断裂，发色基团被破坏，生成相对分子量较小的有机酸和醛等，达到脱色目的。臭氧氧化合成表面活性物质，在初始浓度15~100mg/L时，前10min臭氧耗量为1~15倍表面活性物质的去除量(去除率65%~85%)，但如果废水混有其他难氧化有机物，则去除表面活性物质需要臭氧量将增大到5倍。

将混凝或活性污泥法与臭氧化联合，可以有效去除色度和难降解的有机物。实验表明，臭氧氧化法对提高有机物生物降解性有很好的效果。紫外线照射可以激活O分子和污染物分子，加快反应速率，增强氧化能力，降低臭氧消耗量。目前臭氧氧化法存在的缺点是电耗大，成本高。

臭氧-过氧化氢组合工艺

臭氧氧化法成本较高，而且受臭氧生产能力限制。双氧水价格比臭氧低，且来源广泛，而且双氧水诱发臭氧发生羟基自由基的速率远比 OH·快。

实验研究表明，影响H2O2-O;组合工艺的主要因素为废水的pH值、投加的氧化剂总量和H2O2、O的比例。

①臭氧过氧化氢组合工艺处理废水，在中性条件下反应速率最高。

②H₂O2/O3的质量比对处理工艺有较大影响，废水COD的去除率随H2O2/O的增加而增加，通常实验条件下，以染料中间体H酸废母液为例，当H2O2/O3=0.1~0.3时，处理效果最好。当HO2/O不小于0.4时，处理效率变慢。

③总有效臭氧投加量对处理效果的影响是明显的。以H酸废水的处理为例，采用 H2O2/O联合氧化法完全分解其中的有机物，需要很高的氧化剂投加量，但为改善废水的生化性，改善生物降解性能，只需投加约为完全氧化所需量的1/4，废水具有可生化性。

臭氧氧化技术在近年来得到了较多研究和发展，出现了新的臭氧氧化形式。除了前述几种外，还有O-固体催化剂;OH2O2/UVO/UV。其中O3固体催化剂是一种新型的臭氧氧化技术，如活性炭、金属盐及其氧化物等为催化剂，加强臭氧氧化反应。