臭氧高级氧化技术在废水处理中的研究进展.pdf

第20卷第4期石化技术与应用V01．2oNo．4
2O02年7月PetrochemicalTechnology＆ApplicationJu1．2002

绿色化工(278～280)

臭氧高级氧化技术在废水处理中的研究进展

刘春芳
(中国石油兰州石化公司石油化工研究院，甘肃兰州730060)

摘要：综述了近几年来臭氧氧化技术与其他水处理技术组合的高级氧化技术，包括超声强化臭氧氧
化技术、臭氧与活性炭协同作用处理技术、臭氧，过氧化氢和臭氧，紫外辐射等技术在废水处理方面的应
用。臭氧高级氧化技术的机理基于臭氧氧化与其他水处理技术的组合，形成了氧化能力极强的羟基自
由基，使各种污染物降解为二氧化碳和水。臭氧高级氧化技术是废水处理的有效方法之一。
关键词：臭氧；高级氧化技术；超声空化；活性炭；过氧化氢；紫外辐射；废水
中图分类号：TB499文献标识码：A文章编号：1009—0045(2002)04—0278—03

臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位达到5000K。高温将气泡内的气液界面的介质
(2．cr7V，仅次于氟，位居第二)，常用来进行杀菌裂解产生强氧化性的自由基Ⅲ】J。
消毒、除臭、除味、脱色等，在饮用水处理中有着印染废水多含有芳香族偶氮化合物，其性质
广泛的应用。近年来，由于氯氧化法用于给水、稳定，用传统方法很难处理。胡文容b]用超声强化
循环水处理和废水处理有可能产生三氯甲烷臭氧氧化技术对偶氮染料——偶氮胂I的脱色效
(TI-IM~)等三致物质而受到限制，使臭氧在水处理能进行了研究。研究结果表明：单独超声处理并不
中的作用受到了更多的关注。但臭氧应用于废能降解偶氮胂I，但超声对臭氧氧化偶氮胂I有明
水处理还存在着一些问题，如臭氧的发生成本显的强化作用。控制臭氧气体浓度为7．07mg／L，
高，而利用率偏低，使臭氧处理的费用高；臭氧与外加80w的超声，是超声协同臭氧强化处理偶氮
有机物的反应选择性较强，在低剂量和短时间内胂I的最佳组合，既可以满足在11min内脱色率达
臭氧不可能完全矿化污染物，且分解生成的中间到9o％，又可以节省48％的臭氧投加量。超声空
产物会阻止臭氧的进一步氧化【】]。因此提高臭化效应产生的高能条件促使臭氧快速分解，产生大
氧利用率和氧化能力就成为臭氧高级氧化法的量氧化性能强的自由基，偶氮胂I受到这种自由基
研究热点。臭氧的高级氧化技术(A0)，也叫高氧化而降解，溶液的颜色迅速消失。同时，超声可
使臭氧的气泡粉碎成微气泡，使臭氧与水的接触面
级氧化过程(aoP~)，就是通过臭氧氧化与各种水
积大大增加，提高了臭氧利用率。
处理技术组合，形成氧化性更强、反应选择性较
有利用声能进行搅拌、强化臭氧化废水处理
低的羟基自由基(其氧化还原电位2．80v)。本
的专利报道【4]。发明全部用物理一化学法对废
文将对近几年来臭氧的各种组合技术在废水处
水进行三级处理。第一级处理加混凝剂和聚电
理中的应用进行介绍。
解质进行凝聚、澄清；第二级处理为过滤；第三级
处理为过滤后的废水进入特殊的臭氧化一声处
1超声强化臭氧氧化技术
理塔(该技术发明点)，使废水在空化时经历超声
超声波通过超声空化作用强化臭氧氧化能
振动，同时或预先进行臭氧化。此后，废水排放
力，提高臭氧利用率。超声空化作用原理是当有
或进入臭氧接触池进一步臭氧化。
一定功率的超声波辐射水溶液时，水中的微小泡
核在超声负压和正压的作用下急速膨胀和压缩、
收稿日期：2001—12—06；修回日期"-2002—03—18
破裂和崩溃。由于该过程发生在纳米级到微米
作者简介：刘春芳(1962一)，女，陕西蒲城人，高级工程师，已
级的范围内，气泡内的气体受压后急剧升温，可发表论文4篇。

第4期刘春芳．臭氧高级氧化技术在废水处理中的研究进展

2臭氧，活性炭协同降解有机物处理技术污染物浓度无关，尤其在pH值大于7时。这一
张彭义[5选择与臭氧有不同反应速率的有预测也被硝基苯在碱性溶液中的过氧化物氧化
机物苯甲酸、对氯苯甲酸、乙酸钠为模型化合动力学数据所证实。
物，研究了活性炭对不同种类有机物臭氧化过文献[】。。报道了用0]／H202高级氧化技术处
程的影响，并与臭氧对3种有机物的单独作用理被汽油中的MrBE(甲基叔丁基醚)污染过的地
进行了对比。研究表明，与单独的臭氧作用相表及地下水。MTBE作为一种汽油添加剂，在过
比，臭氧／活性炭技术对3种有机物的降解速率去的2o年中使用广泛，且在水中的溶解度很大，
更快；但活性炭对有机物臭氧化影响作用与有在地表及地下水中易于转移，结果造成了美国及
机物种类有关，对与臭氧反应速率越小的有机加拿大地下水的污染，受污染的水监测出的MT—
物其作用越显著，臭氧／活性炭对乙酸钠的降解BE的浓度高达2．0mg／L。传统