八、臭氧氧化法

八、臭氧氧化法

臭氧拥有极强的氧化能力，既能分散染料，又能通过破坏有机染料的发色或助色基团而使废水脱色。臭氧发生设备占地面积小，自动化程度高，易于操控，在印染废水深度处理方面很有前景。

臭氧发生器产生臭氧的原理是电晕放电法，即在常压下使含氧气体在交变高压电场作用下产生电晕放电生成臭氧。气体中氧气（O2），经过高频高压的轰击变成不稳定的 O3，O3具有很高的能量，在常温常压下很快自行分解为氧（O2）和单个氧原子（O），单个氧原子具有很强的氧化活性。通过产生的O3处理印染废水，利用其强氧化性可以有效氧化生化系统中难以生物降解的可溶性有机物，大幅降低出水色度和CODCr，使废水处理系统最终出水能稳定达标排放。

臭氧氧化一般分为直接反应和间接反应，直接反应是臭氧直接氧化有机物，如氧化有机物的发色基团，实现高效脱色。间接反应就是在催化剂、碱等作用下先产生中间产物羟基自由基（·OH，·OH具有更强的氧化性，且对有机物无选择性），再与有机分子发生取代、加成等反应。

臭氧的氧化性极强，对印染行业产生的废水都有很好的处理效果，但是臭氧的发生设备成本比较高，在低剂量和短时间内很难将有机物完全矿化，利用率偏低，因此考虑臭氧与其他技术联合用于废水处理领域。与单独的臭氧氧化相比，臭氧氧化与其他工艺相结合，可以发挥出更强的氧化能力。

1.催化臭氧氧化技术

（1）光催化臭氧氧化技术。光催化臭氧氧化主要以紫外线（UV）为能源、臭氧为氧化剂，利用臭氧在紫外线作用下分解产生的·OH强化臭氧的氧化能力，提高臭氧氧化处理印染废水的能力。

（2）金属离子或金属氧化物催化臭氧氧化技术。这种方法是选用均相催化剂催化臭氧氧化技术处理印染废水。目前已经发现具有催化作用的金属离子有Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+、Cu2+、Ag+、Mg2+、Cr3+、Zn2+等。

金属氧化物—臭氧体系中一般有3种可能的催化臭氧氧化机理：

①臭氧被化学吸附在催化剂表面，形成容易与未被吸附的有机分子反应的活性组分；(https://www.daowen.com)

②有机分子被化学吸附在催化剂表面，与气相或水相中的臭氧反应；

③臭氧和有机分子都被化学吸附，这些被吸附物质之间相互反应。

TiO2一般用于光化反应，但它对水中有机物的催化臭氧氧化也有很好的效果，其效果既优于单独臭氧氧化，又优于AC（活性炭）催化臭氧氧化。TiO2既可以单独作为臭氧氧化反应的催化剂，又可以和活性炭一起共同催化臭氧氧化。

2.超声强化臭氧氧化技术

O3自身能分解产生·OH等自由基，其氧化性高于O3本身。而超声波（US）能够加快O3的分解，提高自由基与有机物反应的速率和效率。

3.臭氧/活性炭/紫外光协同处理技术

活性炭内部发达的孔隙结构中含有大量的活性基团，因此活性炭既是良好的吸附剂，又可以作为催化剂或催化剂载体。在降解有机物的过程中，活性炭的催化作用使臭氧的消耗量大幅减少。而在紫外光催化条件下，采用臭氧/活性炭氧化工艺处理高浓度废水，处理效果大提高。

4.电化学法与臭氧协同处理技术

电化学法与臭氧协同处理技术是在电化学反应的基础上，使臭氧产生更多的羟基自由基，从而提高臭氧的利用效率，降低成本。