活性炭催化臭氧氧化處理染料廢水生化出水研究
摘要：采用飽和活性炭作為臭氧氧化催化劑,對染料廢水生化出水進行深度處理.以廢水COD、DOC去除率為指標,考察飽和活性炭對臭氧的催化效果.使用6種不同的活性炭作為催化劑(編號1#~6#),并將6#活性炭采用KMnO4、NaOH、ZnCl2、H2SO4、H3PO4進行表面處理,在活性炭的孔體積、酸堿基團等表面性質測定的基礎上,探討活性炭性質與催化臭氧化效率的關系.結果顯示,活性炭催化效果與大孔體積密切相關;另一方面,使用微孔膜片減小臭氧氣泡尺寸,增大臭氧的傳質面積,提高臭氧利用率,可以改善臭氧/活性炭催化氧化處理效果.
關鍵詞：臭氧，活性炭，催化，傳質
染料制造行業產生的污水含芳香基團物質，且色度大、鹽度高．染料廢水一般經過中和、物化混凝、沉淀預處理后再進行水解酸化、曝氣好氧生物處理流程，但所得二沉池出水ＣＯＤ與色度等指標仍然很難達標，應采取合理的技術對生化尾水進行深度處理．有研究者利用臭氧的強氧化性與水中烯烴類、芳香族、酚類等有機化合物及溶解性微生物產物發生反應，以達到去除有機物和色度的要求.
臭氧對上述生化尾水色度的去除速率較快，可在極短時間內將廢水中染料分子的發色或助色基團氧化分解，生成小分子量的有機酸和醛類，使顏色得到去除．但是，臭氧分子的氧化選擇性較高，其產生的少量氧化性能較高的自由基也極容易被生化廢水中的碳酸根等自由基淬滅劑去除；而與色度相比，臭氧對于某些難處理物質的降解程度較低，廢水中難降解有機物的去除效果有限.
眾所周知，臭氧由于其高成本和低分解率（低利用率）而在實際的工程應用中受到限制.利用活性炭作催化劑改善廢水臭氧氧化處理效果是重要的研究方向．有研究者對活性炭引發臭氧自由基鏈反應的理論進行了較深入的研究，但到目前為止，對活性炭表面性質與催化作用的關系基本未見報道.
另外，臭氧在水中的質量濃度一般只有每升幾毫克左右，因此，研究如何進一步提高臭氧的利用效率是十分必要的．超聲波等可強化臭氧傳質，但實際應用困難較大．為強化傳質效果，本研究中對反應器進行改進，考察不同活性炭以及活性炭表面改性對生化廢水臭氧氧化的催化處理效果以及運行參數的影響．
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