臭氧氧化脱色法
臭氧作为强氧化剂，除了在水消毒中得到应用，在废水脱色及深度处理中也得到广泛应用。由于臭氧具有强氧化作用，曾经认为是在分解时生成新生态的氧原子，表现为强氧化剂。目前认为，臭氧分子中的氧原子本身就是强烈亲电子或亲质子的，直接表现为强氧化性，是更主要的原因。
1.臭氧的性质与制备
（1）臭氧的性质。
①强氧化性。氧化还原电位与pH有关，在酸性溶液中为2.07V，仅次于氟（3.06V），在碱性溶液中为1.24V。
②在水中的溶解度较低，只有3～7mg/L（25°C时）。臭氧化空气中臭氧只占0.6%～1.2%。
③臭氧会自行分解为氧气。在水中的分解速度比空气中快。如水中的臭氧浓度为3mg/L时，在常温常压下，其半衰期仅为5～30min。
④臭氧是有毒气体，对肺功能有影响，工作场所规定的最大允许浓度为0.1mg/L。
⑤臭氧具有腐蚀性。除金和铂以外，臭氧化空气对所有的金属材料都有腐蚀，一般采用不锈钢材料。对非金属材料也有强烈的腐蚀作用，不能用普通橡胶作密封材料。
（2）臭氧的制备。由于臭氧的不稳定性，一般多在现场制备臭氧。制备臭氧的方法有高压无声放电法、化学法、电解法和紫外线法等。目前工业上采用干燥空气或氧气经无声放电来制取臭氧。中国已有多种臭氧发生器的定型产品。反应式如下：
如图4-15所示为卧管式臭氧发生器，内装有几十组至上百组的放电管，每根放电管均由两根同心管组成，外管为金属管，内管为玻璃管。冷却水作为低压极，内管金属管为高压极，内外管之间留有1～3mm的环内放电间隙。当含氧气体如空气或氧气，通过放电间隙时，一部分氧分子在电子轰击下分解成氧原子，再与氧分子合成为O3。这种方法生产出来的臭氧浓度占含氧气体重量的1%～2%。
图4-15 卧管式臭氧发生器
2.臭氧氧化脱色法的原理
在印染废水处理中，臭氧可用于脱色。一般认为，染料显色是由其发色团引起。如：(https://www.daowen.com)
这些发色团都有不饱和键，臭氧能使染料中所含的这些基团氧化分解，生成分子量较小的有机酸和醛类，使其失去发色能力，所以，臭氧是良好的脱色剂。但因染料的品种不同，其脱色率也有较大差异。对于含水溶性染料废水如活性染料、直接染料、阳离子染料和酸性染料等，其脱色率很高。对含不溶性分散染料废水也有较好的脱色效果。但对于以细分散悬浮状存在于废水中的不溶性染料如还原染料、硫化染料和涂料，脱色效果较差。
用臭氧处理印染废水，因所含染料品种不同，处理流程也不一样。对含水溶性染料多，悬浮物含量少的废水，可单独采用臭氧氧化法，或臭氧氧化法与其他工艺联合使用，如臭氧氧化法与活性炭联合、混凝法与臭氧氧化法组合及生物处理法与臭氧氧化法组合。
当废水中所含染料以分散染料为主，且悬浮物含量较多时，宜用混凝—臭氧法联合流程。臭氧氧化与废水的接触时间一般为10～30min。
臭氧氧化的主要影响因素有水温、pH、悬浮物浓度、臭氧浓度、臭氧投加量、接触时间和剩余臭氧等，臭氧投加量与脱色率的关系见表4-6。
表4-6 臭氧投加量与脱色率的关系
3.臭氧氧化脱色法的特点
（1）臭氧氧化脱色法在处理染整废水时，不仅可以脱色除臭，而且有很好的杀菌效果，去除有机物的能力显著。
（2）臭氧为强的氧化剂，能与有机物、无机物迅速反应，氧化能力强，不产生污泥。
（3）臭氧现场制取，现场使用，没有原料的储存和运输问题，操作、管理方便。
（4）受水温和pH的影响小。
（5）整个设备需要防腐，设备费用高。
（6）臭氧发生器耗电量大，效率低。臭氧有毒性，工作环境必须有足够的通风措施，使空气畅通，空气中臭氧浓度不得超过3%。
