活性炭催化臭氧氧化处理染料废水生化出水研究
摘要：采用饱和活性炭作为臭氧氧化催化剂,对染料废水生化出水进行深度处理.以废水COD、DOC去除率为指标,考察饱和活性炭对臭氧的催化效果.使用6种不同的活性炭作为催化剂(编号1#~6#),并将6#活性炭采用KMnO4、NaOH、ZnCl2、H2SO4、H3PO4进行表面处理,在活性炭的孔体积、酸碱基团等表面性质测定的基础上,探讨活性炭性质与催化臭氧化效率的关系.结果显示,活性炭催化效果与大孔体积密切相关;另一方面,使用微孔膜片减小臭氧气泡尺寸,增大臭氧的传质面积,提高臭氧利用率,可以改善臭氧/活性炭催化氧化处理效果.
关键词：臭氧，活性炭，催化，传质
染料制造行业产生的污水含芳香基团物质，且色度大、盐度高．染料废水一般经过中和、物化混凝、沉淀预处理后再进行水解酸化、曝气好氧生物处理流程，但所得二沉池出水ＣＯＤ与色度等指标仍然很难达标，应采取合理的技术对生化尾水进行深度处理．有研究者利用臭氧的强氧化性与水中烯烃类、芳香族、酚类等有机化合物及溶解性微生物产物发生反应，以达到去除有机物和色度的要求.
臭氧对上述生化尾水色度的去除速率较快，可在极短时间内将废水中染料分子的发色或助色基团氧化分解，生成小分子量的有机酸和醛类，使颜色得到去除．但是，臭氧分子的氧化选择性较高，其产生的少量氧化性能较高的自由基也极容易被生化废水中的碳酸根等自由基淬灭剂去除；而与色度相比，臭氧对于某些难处理物质的降解程度较低，废水中难降解有机物的去除效果有限.
众所周知，臭氧由于其高成本和低分解率（低利用率）而在实际的工程应用中受到限制.利用活性炭作催化剂改善废水臭氧氧化处理效果是重要的研究方向．有研究者对活性炭引发臭氧自由基链反应的理论进行了较深入的研究，但到目前为止，对活性炭表面性质与催化作用的关系基本未见报道.
另外，臭氧在水中的质量浓度一般只有每升几毫克左右，因此，研究如何进一步提高臭氧的利用效率是十分必要的．超声波等可强化臭氧传质，但实际应用困难较大．为强化传质效果，本研究中对反应器进行改进，考察不同活性炭以及活性炭表面改性对生化废水臭氧氧化的催化处理效果以及运行参数的影响．
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