价格面议2022-08-22 03:51:08
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臭氧氧化对污水的脱色原理
臭氧(O3)污水处理技术于1905年应用于水处理，随着相关技术的进步，臭氧化法成本的降低，被普遍认为是很有发展前景的水处理方法。由于其技术经济的优势，已经在广泛应用了，取得了一些研究和工程的应用的成果。
臭氧的特性
常温下臭氧为蓝色气体，略溶于水，溶解度比氧大13倍，臭氧在水中溶解度为28.8 mL/L (0 ℃)，23.6 mL/L (10 ℃)，18.7 mL/L (20 ℃)，16.1 mL/L (30 ℃)。臭氧不稳定，在常温下即可自行分解，臭氧在含有杂质的水溶液中迅速分解为氧气，臭氧在自来水中的半衰期约为20 min (20 ℃)。
01 臭氧脱色的能力
臭氧对所有染色废水都有脱色能力。03可破环这些染料的发色和助色基团，从而达到脱色效果，但03对各种有机染料的作用是不同的。对碱性染料脱色90％需反应2分钟，而对直接染料则需5分钟。相比之下，偶氮染料更容易被氧化。03用于对色素的脱色反应可从臭氧对共轭л-电子系的氧化分解予以说明。染料中常见的基本组成为邻羟基偶氮色素。这些化合物与03反应时，先是03对肼撑体(溶液中几乎总是以此形式存在)进行亲电子攻击。又如羟基苯甲烷系色素的酚酞通过内酯环的可逆性开、闭环产生颜色与失色，从而可用作指示剂。碱性酚酞易与03起反应。03在电子丰富的C=C键位进行1.3一加成反应，可切断色素骨架从而脱色。03与典型的三苯基甲胺系色素之孔雀绿反应时，同时攻击二甲胺部位的氮和碳骨架(C=C键)，此与酚酞反应时相同。带有C=N键的甲系色素与03反应时，03对C=N键氮原子进行亲电子性反应。03同时攻击C=N键和二甲胺基生成嗯唑烷环，共轭被切断而脱色。
随着对自来水水源环境及下水道二次处理水再利用的关注，二次处理水去色受到重视。
至于腐殖质引起的色和味，水质色度平均为10度。达20度。这样的色度靠一般凝聚沉淀与砂滤工序是达不到充分去除的水质标准，甚至还有超过坏标准的可能。采用臭氧处理后，色度即可降到1度以下，一般自来水着色原因是铁、锰含量过多，这些金属如处于游离状态，则常规方法即可充分去除。若原水中含有腐殖质，有时形成铬盐，以常规处理便相当困难。故去色也是引入臭氧处理的重要因素。
02 臭氧脱色的原理>>
随着分子生物学的蓬勃发展，微生态学就将生态扩展到分子水平。其实无论蛋白质或核酸分子均属有机物，它们都是由碳、氢、氧、氮及磷或硫(C、N、O、N、P或S)组成，同时，病毒的衣壳体是由许多蛋白质亚单位即壳微粒组成。每个壳微粒之间由非共价键连结，并对称缠绕在一起，蛋白质则由多链组成，核酸又由连在一起的核苷酸链组成。
其中．OH，从整体看，它是电中性的(R-OH)，但若从基团的内部看，它的一部分带有更多的负电荷(如氧原子)，因基团的这部分(R-OH)有“额外”的成键电子，所以带负电：另一部分带有更多的正电荷(如氢原子)，基团的这部分缺乏成键电子，所以带正电。若有另一个相似的基团靠近，正、负电荷之间互相吸引便生成一个弱键，即称氢键，如多肽的基团之间或核苷酸的硷基之间以及在DNA或RNA分子里的硷基配对均容易形成氢键。虽然单个氢键非常弱．但是很多氢键在一起．从而构成植物细胞坚韧的细胞壁。
现在看臭氧，它是属于强氧化剂，氧化电位高(2.07ev)。凡电负性高的元素能强烈地吸引电子，氧化对方，还原自己。氧化结果，导致核酸分解，蛋白质解体，抗原变性，检测转阴，色度褪尽。
03 臭氧具有很强的除臭、去异味能力>>
在污水处理工艺过程中产生气味的物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数产生气味的物质是无机化合物，如氨气、磷、硫化氢;大多数产生气味的物质是有机化合物，如低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类等，这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别容易被氧化，利用臭氧具有强氧化性这一特点，氧化活性基团，气味消失，从而达到除臭的原理。
有报道，03负荷在l-3mg/mgC(即TOC，总的有机碳)时，水中颜色几乎全部被去除；一般原水、色、嗅、味较低，故03投加量只需l-3mg／L，接触时间10--15分钟即可。据报道：在我国研究表明，在原水色度高达1800-2500倍，COD为1100-1800mg／t,时，在特定条件下，15分钟内脱色率达99％，COD去除率接近90％。影响03脱色的重要因素是PH值。据研究，废水的PH值降低时，03用量也下降，所以03脱色在低PH下进行。在实际应用中，如用03处理地下水．则当铁、锰完全氧化时，与03的用量比，分别为0.48mg 03／mg Fe和0.88mg 03／mg Mn。在高浓度Mn+2水中(1.10mg／L)，当二者摩尔比为1:l时，氧化率为95％，而在低浓度Mn+2水中(<0.5mg／L)，该比值为0.5时，即可去除90％以上的锰。
印染污水处理方法有哪些？
从我国染料行业废水治理技术的现状来看，尽管经过多年努力，已取得一批实用技术，解决了不少问题，但总体上没有实质性的突破，特别是产品结构及工厂布局等不合理因素的存在，加重了废水的治理难度。
印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。印染各工序的排水情况一般是：
退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。废水呈碱性，pH值为12左右。上浆以淀粉为主的(如棉布)退浆废水，其COD、BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇(PVA)为主的(如涤棉经纱)退浆废水，COD高而BOD低，废水可生化性较差。
煮炼废水：水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。
漂白废水：水量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、等。
丝光废水：含碱量高，NaOH含量在3%～5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD、SS均较高。
染色废水：水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD较BOD高得多，可生化性较差。
印花废水：水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。
整理废水：水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。
碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅pH值高(一般＞12)，而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中CODCr可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。
智能定时壁挂式臭氧空间消毒机可以提升空气质量，能快速的杀死空气蕴含的、有毒物质，还能消除臭味和霉味等，是营造良好空气环境的必备。除此之外，臭氧消毒机还能提供为洁净的水源，能够对工厂污水、食品厂用水、废水、生活污水等水质进行脱色、除味、降COD等深度处理。在日常生活中，臭氧消毒机所产生的臭氧能够杀灭和抑制酶菌，同时还能够吸收果蔬排出的乙烯气体，对于食品、果蔬等具有非常好的防酶和保鲜作用。
臭氧在牛仔洗水、做旧、脱色方面的优势
一般的机织面料会在染色或者是印花时做退浆处理，但早期的牛仔布是先纱线染色后直接织造，没有布染色或印花这道工序，所以成品牛仔布是没做退浆处理的，只能在洗水时再做退浆。而市面上所发现的牛仔布是做丝光处理和涂层加工的，在加工之前有的已做退浆处理，所以也可不必退浆。牛仔裤上染的色，是靛蓝为主，它是一种非坚固色，靛蓝是不能直接溶于水也不能直接跟棉纱上染的，只能通过先氧化再还原的方式来达到上染的目的。这样就决定了靛蓝在上染的过程中，不可能有的上染率，会造成大量的浮色，这部分浮色在浆染的过程中在过浆槽之前通过数道清水缸洗掉部分，但还有许多残留在纱线上，所以在经过织造、后整理的成品布中，还是含有大量的浮色。当然，除了靛蓝，也有用硫化染料的，一样也有浮色现象。通过洗水厂，洗掉牛仔裤的浮色，是一项非常重要的工作。
臭氧有消毒、漂白、脱色的作用。臭氧在牛仔洗水中的作用原理是利用臭氧的强氧化性，破坏牛仔布表面的发色和助色基团，从而达到脱色的目的，对布面产生漂白的效果。成衣进行滚筒式洗涤，洗涤过程中，衣服保存半干湿，同时通入臭氧，牛仔服装能够获得清洁、柔软、褪色、陈旧等效果。根据所用助剂和效果的不同，水洗可以分为普洗，石洗，砂洗，漂洗，酵素洗，雪花洗等等。为了使衣物的手感、色泽、缩水以及服用性能等方面达到一定的要求，往往要综合几种不同的水洗方法。
臭氧对不同的有机染料作用是不同的，对碱性染料脱色90%需要5分钟，而对直接染料则需要5-10分钟。臭氧与染料反应时，生成水和二氧化碳，臭氧本身在空气中被还原成氧气，整个过程与其他方法比更为环保。臭氧并不稳定，受温度影响容易分解，因此温度把控需比较严格。在10℃左右，臭氧氧化漂白的效率较高，且对碳水化合物的降解速度相对较低，故反应通常在常温状态下进行。
臭氧在牛仔洗水、做旧、脱色方面的优势
与传统的漂白工艺相比，臭氧法有着以下几种优点：
1、生产过程环保：生产中的臭氧用空气中的氧气制备，反应后的生成物对环境破坏少，比较环保。
2、节约成本：用臭氧洗水牛仔用水用热少，利用臭氧洗水牛仔的过程中，洗水过程在常温下进行，不需要加热；牛仔也是半干湿的，同时因为利用臭氧后，不需要再次对漂白剂清洗，所以用水量很少。臭氧的氧化性很强，几乎不需要添加其他所用化学试剂，较为经济。
3、效率高：臭氧对脱色的反应时间较短，通常一次仅需要5到10分钟，提高了水洗的效率。
下面从物理法、化学法和生物法三个方面的评述着手，介绍目前印染废水处理的方法及研究的状况。
物理法--吸附法
在物理处理法中应用多的是吸附法，这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法(多半用于处理)，该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分别达93%、92%和63%，活性炭吸附能力可达到500mgCOD/g炭，污水如先曝气，则会加快吸附速率。但若废水BOD5＞200mg/L，则采用这种方法是不经济的。
吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水水质来选择吸附剂。研究表明，在pH＝12的印染废水中，用硅聚物(甲基氧)作吸附剂，阴离子染料去除率可达95%～。
高岭土也是一种吸附剂，研究表明经长链有机阳离子处理，高岭土能有效地吸附废水中的黄色直接染料。
此外，国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较低，脱色效果较好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大。
化学处理法
混凝法
主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为。近年来，国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂之势，但在国内因价格原因，使用高分子混凝剂者还不多见。据报道，弱阴离子性高分子混凝剂使用范围广，若与硫酸铝合用，则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高；缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差.
氧化法
臭氧氧化法在国外应用较多，研究表明，臭氧用量为0.886gO3/g染料时，淡褐色染料废水脱色率达80%；研究还发现，连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可减少臭氧用量16.7%。因此，利用臭氧氧化脱色，宜设计成间歇运行的反应器，并可考虑在其中安装隔板。
臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看，该法脱色效果好，但耗电多，大规模推广应用有一定困难。
光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗还有待进一步降低。
生物处理法
厌氧好氧生物炭接触氧化工艺
主要设计参数如下：调节池：HRT8～10h；厌氧池：HRT3～5h；好氧池：HRT6～8h；生物炭池：HRT1～2h。
试验和实际应用表明，厌氧好氧生物炭流程在上述运转参数下，对于CODCr为800～1000mg/L的印染废水，处理效果完全可以达到国家排放标准，再稍加进一步处理还可回用，系统的污泥趋于自身平衡。目前已有多家生产厂采用该流程，运转时间长的达5年以上，处理效果稳定，而且从未外排污泥，也没发现厌氧池内污泥过度增长。
厌氧好氧生物转盘
将厌氧生物转盘与好氧生物转盘串联起来，用于印染废水处理，也取得了好的效果。该工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置，整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘。一是为了提高生物量，因而也缩短总的水力停留时间，二是为了将多余的活性污泥消化在系统内部。
该工艺流程也是兼备固着生长和悬浮生长的特点。还可通过向转盘投加絮凝剂进一步提高COD去除率和脱色率。该流程对COD、色度等的去除率均达到70%以上。适当投加微量絮凝剂，测得CODCr、色度的去除率可提高15%～20%。进一步提高厌氧池中的悬浮污泥浓度也可以提高脱色率和COD去除率。但该工艺中转盘的金属构件有腐蚀现象，需进一步研究解决。
碱减量废水处理方法
通常碱减量废水处理的流程为：碱减量废水→调节池→中和池→PE过滤器→出水与其它废水混合进一步生化处理。
采用化学法析出对苯二甲酸作为碱减量废水预处理技术，然后用生物技术处理综合废水的方法是治理高浓度涤纶仿真丝印染废水的有效方法，是目前治理该类废水的主要途径。
采用化学法处理碱减量废水虽然处理效果较好，但仍存在一些问题：
(1)预处理工艺的pH值在4～6的范围内，而碱减量废水pH值为12～14，降低pH值需耗用一定数量的酸，从而使运行费用提高，这是亟待解决的问题。
(2)预处理产生的对苯二甲酸白色粉状物在工业上有回收利用价值，但市场销路有待开拓。
在卫生、制药、食品加工等方面，对水和空气的消毒杀菌一直沿用紫外线照射。化学药物熏蒸、喷洒等方法，在使用中均存在很多的缺陷。臭氧杀菌消毒产品的出现．提供了一种快速、安全可靠、使用方便的消毒方法，正是传统消毒设备的理想换代产品，必然会得到广泛的应用。
臭氧(O3)氧气(O2)的同素异型体，常温下呈气态．浓度低时无色有青草味，较易溶于水。臭氧的化学性质较为活泼，有极强的氧化能力。当遇到及有害化学物质(如、苯、氨)时，立即产生氧化反应，从而起到杀菌消毒、去霉除味、分解有害气体等功能。而臭氧又极不稳定，它由氧(O2)转变而来，在几十分钟内又会还原为O2，因此无污染和残留。它是迄今为止世界公认的可以对食品饮料直接消毒的物质。
青岛洁净净化技术有限公司生产高浓度臭氧消毒机，是一种于空气净化和水处理的高浓度臭氧发生设备，它内部采用新型臭氧发生器件和多种保护功能电路，具有优良的性能和极长的工作寿命。
主要用途 本产品广泛应用于：食品厂、化妆品厂、宾馆、酒店、、餐厅、纯净水、超纯水、游泳池等空气净化或水处理消毒杀菌。
主要功能 本产品产生的臭氧气体具有较强的氧化、催化等作用。病毒及在臭氧气体中由于受到多种自由基的作用，使蛋白质离解变性，核酸和酶的活性降低，从而有消毒、灭菌、除味效果 2、 臭氧属于广谱杀菌，对各类和病毒都具有极强的杀灭作用。臭氧和水中的球菌、杆菌和螺旋菌等有毒有害发生降解、氧化等复杂的物理和化学反应，且副产物无毒无害，可避免二次污染
臭氧的安全性： 在1-5PPM浓度下，人短时间逗留（1-2分钟内），几乎没有影响；若长时间（每天8小时）在臭氧环境下，浓度不应超过0.05ppm。
一体化臭氧发生器，采用发明专利的臭氧核心放电体，包括臭氧发生管、臭氧驱动电路和气泵的一体化设计，只要接上电源即可提供稳定的臭氧输出，安装使用维护方便。
