过氧化氢和臭氧氧化处理染料废水(10)

本文介绍了过氧化氢和抽样结合的方法处理印染废水,得到了很好的处理效果。

O2-+O3→O2+O3-

O3-+H+→HO3·

HO3·——OH·+O2

经前四步的诱发反应及后面的传播过程，总的自由基OH·生成反应为： 3O+OH-→2OH·+4O2

2O3+H2O2——2OH·+3O2

臭氧本身具有极强氧化性，能去除大量有机物，但对某些卤代烃及农药等有机物的氧化效果较差，将臭氧与过氧化氢结合使用，可大大提高氧化效率。O3/ H2O2体系是在饮用水中应用最广泛的高级氧化技术，因为只需向臭氧反应器中加入过氧化氢即可。臭氧水溶液中加入 H2O2，臭氧分解产生羟基自由基的速度会显著加快，污染物在O3 / H2O2氧化过程中的降解速率比单一的氧化过程快2～200倍。

染料的颜色取决于其分子结构。按Wiff发色基团学说，染料分子的发色体中不饱和共轭链(如-C=C- 、-N=N- 、-N=O）的一端与含有供电子基(如-OH、-NH2)或吸收电子基(如-NO2、＞C=O)的基团相连，另一端与电性相反的基团相连。化合物分子吸收了一定波长的光量子的能量后，发生极化并产生偶极矩，使价电子在不同能级间跃迁而形成不同的颜色。一般来说，染料分子结构中共轭链越长,颜色越深；苯环增加，颜色加深；分子量增加，特别是共轭双键数增加，颜色加深。

O3对所有染色废水都有脱色能力。O3可破环这些染料的发色和助色基团，从而达到脱色效果，但O3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。O3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O3反应时，首先是O3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O3起反应。O3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。O3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键的甲亚胺系色素与O3反应时，O3对C=N键氮原子进行亲电子性反应。O3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[10]。