染料廢水是指用苯、甲苯及萘等為原料經(jīng)硝化、碘化生產(chǎn)中間體，然后再實(shí)施重氮化、巧合及硫化反響制造染料、顏料生產(chǎn)過程中排出的廢水。由于生產(chǎn)的染料、顏料及其中間體品種繁多，廢水的性質(zhì)各不相同。通常分為酸性廢水，堿性廢水。廢水中含酸、堿、銅鋅等金屬鹽、硫化堿等復(fù)原劑、氯化鈉等氧化劑以及中間體等。

　　染料行業(yè)是工業(yè)廢水排污大戶，具有廢水量大、有機(jī)污染物含量高、色澤深和可生化性較差等特性，據(jù)統(tǒng)計(jì)正在運(yùn)用的染料達(dá)萬種之多，它們構(gòu)造復(fù)雜、生物可降解性低，大多具有潛在的毒性特征，其中很多染料工業(yè)廢水處理用常規(guī)辦法難以到達(dá)處置效果。

　　本研討中以某印染廠含有酸性紅的染料廢水為來源，經(jīng)初步混凝、生化沉淀的一體化設(shè)備處置后，采用臭氧-粉末活性炭對(duì)染料廢水實(shí)施深度處置，調(diào)查不同反響時(shí)間、臭氧投加量、粉末活性炭投加量、pH值關(guān)于此種染料廢水的色度及COD去除率的影響。

　　1、資料與辦法

　　1.1 廢水來源及水質(zhì)

　　本研討的染料廢水來源于某家印染廠，該廠排放的廢水含有大量的偶氮染料酸性紅，偶氮染料是印染工藝中最普遍的一類合成染料，用于多種自然和合成纖維的染色和印花，也用于油漆、塑料、橡膠等的著色。在特殊條件下，它能合成產(chǎn)生20多種致癌芳香胺，經(jīng)過活化作用改動(dòng)人體的DNA構(gòu)造惹起病變和誘發(fā)癌癥。

　　該印染廠區(qū)生產(chǎn)排放的廢水進(jìn)入污水站，經(jīng)初步混凝和生化沉淀一體化設(shè)備處置后，取一體化設(shè)備出水按一定比例投加酸(鹽酸)、堿(氫氧化鈉)平均混合成不同pH值范圍內(nèi)的廢水，詳細(xì)水質(zhì)見表1。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、資料及檢測辦法

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用濟(jì)南思達(dá)科臭氧發(fā)作器，型號(hào)SDK-A-500，臭氧產(chǎn)量為50g/h，臭氧投加濃度0～300mg/L，采用200目優(yōu)質(zhì)粉末活性炭，物化性質(zhì)為：外表積1050～1200m2/g，碘值1000～1150mg/g，水分含量5%～8%。采用禹州迪博牌小型板框壓濾機(jī)，型號(hào)BAM4/450-30U，過濾面積4m2，過濾壓力0.6MPa。

　　水質(zhì)檢測指標(biāo)主要有COD、pH值、色度等，采用TR-208B便攜式COD測定儀(深圳同奧科技)，HI98103筆式酸度計(jì)(青島路博偉業(yè))。色度的測定辦法采用稀釋法。

　　1.3 詳細(xì)實(shí)驗(yàn)辦法

　　1.3.1 最佳反響時(shí)間確實(shí)定

　　取1L的燒杯若干個(gè)，注入一體化設(shè)備出水，經(jīng)過臭氧發(fā)作器投加臭氧，投加量為100mg/L，在反響時(shí)間分別為10、20、30、40、50、60min的條件下，取1/2出水，靜置1h用于合成水中剩余臭氧。測定COD和色度。

　　在上述臭氧氧化處置后的廢水中參加粉末活性炭100mg/L，燒杯中持續(xù)攪拌使炭水充沛接觸，在反響時(shí)間分別為10、20、30、40、50、60min的條件下，取1/2出水，待炭層自然沉淀后，取上層清液，測定COD和色度。

　　經(jīng)過上述實(shí)驗(yàn)，依據(jù)去除效果肯定最佳反響時(shí)間。

　　1.3.2 最佳反響pH值確實(shí)定

　　自制一套處置才能為100L/h的深度處置設(shè)備，詳細(xì)工藝流程圖如圖1。工藝流程為：以1.1中所述的不同pH值下的酸堿染料廢水為來源，分別將進(jìn)水的pH值調(diào)至4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，注入進(jìn)水池中，經(jīng)提升泵提升至臭氧投加池，此處經(jīng)過臭氧發(fā)作器投加臭氧，投加量為100mg/L，隨后廢水進(jìn)入到臭氧反響池(停留時(shí)間為30min)，此處實(shí)施臭氧氧化合成反響，反響時(shí)間為30min，隨后進(jìn)入粉末活性炭投加池，此處經(jīng)過計(jì)量給料機(jī)投加，粉末活性炭投加量為100mg/L，隨后進(jìn)入粉末活性炭吸附池(停留時(shí)間為40min)，實(shí)施有機(jī)污染物的吸附，反響時(shí)間為40min，炭水混合物經(jīng)泵保送到板框壓濾機(jī)脫水，經(jīng)炭水別離處置后的廢水排出，廢炭現(xiàn)場搜集后外運(yùn)處置。分別對(duì)上述7組實(shí)驗(yàn)的板框壓濾機(jī)出水口取出水測定COD、色度值。依據(jù)去除效果，得出臭氧-粉末活性炭結(jié)合深度處置的最佳pH值。

　　1.3.3 不同加藥量對(duì)處置效果的影響

　　在上述最佳pH值(pH值=9.0)條件下，分別采用臭氧投加量為：50、100、150、200、250、300mg/L，臭氧氧化池停留時(shí)間為30min，粉末活性炭投加量為100mg/L，分別對(duì)上述6組實(shí)驗(yàn)的板框壓濾機(jī)出水口取出水測定COD、色度值，依據(jù)去除效果得出最佳臭氧投加量。同時(shí)，采用臭氧投加量100mg/L，粉末活性炭投加量50、100、150、200、250、300mg/L，分別對(duì)上述6組實(shí)驗(yàn)的板框壓濾機(jī)出水口取出水測定COD、色度值，依據(jù)去除效果得出最佳粉末活性炭投加量。

　　2、結(jié)果剖析

　　2.1 最佳反響時(shí)間確實(shí)定

　　不同的反響時(shí)間下，臭氧-粉末活性炭工藝對(duì)相同濃度酸性紅染料廢水的COD及色度去除率，如圖2所示。

　　由圖2可見，隨著反響時(shí)間的增加，采用臭氧氧化和活性炭吸附法，廢水COD去除率均呈上升趨向，臭氧氧化法在反響時(shí)間到達(dá)30min時(shí)到達(dá)穩(wěn)定，COD去除率為43%，30min后隨著時(shí)間增加，去除率增長遲緩。同時(shí)，粉末活性炭吸附法在反響時(shí)間到達(dá)40min時(shí)到達(dá)穩(wěn)定，COD去除率為87%，40min后隨著時(shí)間增加，去除率增長遲緩。

　　因而，能夠肯定30min為臭氧氧化的最佳反響時(shí)間，40min為粉末活性炭吸附的最佳反響時(shí)間。以下的研討均以此反響時(shí)間來實(shí)施。

　　2.2 最佳pH值確實(shí)定

　　不同的pH值條件下，臭氧-粉末活性炭工藝對(duì)相同濃度酸性紅染料廢水的COD及色度的單獨(dú)去除率和整體去除率，如圖3～圖6所示。

　　據(jù)文獻(xiàn)所述，在酸性條件下，臭氧主要依托O3分子氧化，在堿性條件下，主要依托·OH的氧化作用，因·OH的氧化性強(qiáng)于O3，偏堿性條件更有利于臭氧實(shí)施氧化反響；但隨著pH值的持續(xù)升高，臭氧分子的合成速率會(huì)加快，從而造成臭氧氧化效率降低，因而臭氧氧化反響的最佳pH值范圍取7～10為宜。

　　粉末活性炭吸附才能和吸附速度是權(quán)衡吸附過程的主要指標(biāo)。吸附才能的大小是用吸附量來權(quán)衡的。活性炭的吸附才能與活性炭的孔隙大小和構(gòu)造有關(guān)，顆粒越小，孔隙擴(kuò)散速度越快，活性炭的吸附才能就越強(qiáng);污水的pH值對(duì)活性炭的吸附也有一定的影響，據(jù)文獻(xiàn)剖析，活性炭在酸性條件下比在堿性條件下有較高的吸附量。

　　由圖3、4可見，隨著pH值的升高，臭氧氧化對(duì)廢水COD的單獨(dú)去除率逐步升高，在pH值=9之后逐步趨于平緩;COD去除率穩(wěn)定在64%，同時(shí)隨著pH值的升高，粉末活性炭吸附對(duì)廢水COD的單獨(dú)去除率逐步降低，但在pH值=4～5之間，降落較平緩，COD去除率穩(wěn)定在88%。臭氧氧化-粉末活性炭結(jié)合處置的整體COD去除率呈上下動(dòng)搖趨向，在pH值=9時(shí)到達(dá)峰值，整體去除率為92.8%。

　　關(guān)于色度的去除，由圖5、6可見，隨著pH值的升高，臭氧氧化對(duì)廢水色度的單獨(dú)去除率逐步升高，在pH值=10時(shí)去除率到達(dá)72.5%;同時(shí)隨著pH值的升高，粉末活性炭吸附對(duì)廢水色度的單獨(dú)去除率逐步降低，但在pH值=5～6之間，降落較平緩，色度去除率穩(wěn)定在88.6%。臭氧氧化-粉末活性炭結(jié)合處置的整體色度去除率呈上下動(dòng)搖趨向，在pH值=8～9時(shí)到達(dá)峰值，色度整體去除率為95.83%。

　　2.3 加藥量對(duì)去除效果的影響

　　由圖7可見，在粉末活性炭加藥量(100mg/L)維持不變的前提下，隨著臭氧投加量的增大，臭氧氧化對(duì)廢水COD的單獨(dú)去除率逐步升高，在臭氧加藥量到達(dá)200mg/L時(shí)趨于平緩;COD去除率穩(wěn)定在68%，同時(shí)隨著臭氧投加量的升高(粉末活性炭加藥量不變)，粉末活性炭吸附對(duì)廢水COD的單獨(dú)去除率呈遲緩上升的趨向，在臭氧加藥量為300mg/L時(shí)，粉末活性炭對(duì)COD的單獨(dú)去除率到達(dá)了81.5%。這可能是由于臭氧氧化反響惹起了廢水中酸度的增加，而粉末活性炭在偏酸性的條件下吸附才能將會(huì)加強(qiáng)，臭氧濃度越高，產(chǎn)生的酸度就越高，更有利于粉末活性炭對(duì)有機(jī)污染物的吸附作用，因而固然本身的加藥量不變，其單獨(dú)COD去除率依然會(huì)有遲緩的上升。

　　由圖8可見，在臭氧加藥量(100mg/L)維持不變的前提下，隨著粉末活性炭投加量的增大，粉末活性炭對(duì)廢水COD的單獨(dú)去除率逐步升高，在加藥量到達(dá)250mg/L時(shí)趨于平緩;COD去除率穩(wěn)定在90%。

　　依據(jù)目前國內(nèi)的研討結(jié)果，在應(yīng)用臭氧氧化技術(shù)處置印染廢水的過程中，廢水的COD和色度去除效果隨單位時(shí)間內(nèi)臭氧用量的增加而提升。這是由于隨著單位時(shí)間內(nèi)反響體系中臭氧用量的增加，氣態(tài)臭氧向廢水中溶解態(tài)臭氧擴(kuò)散的傳質(zhì)速率提升，使廢水中溶解的臭氧濃度提升，參與氧化降解廢水中有機(jī)污染物反響的臭氧分子數(shù)增加，從而加強(qiáng)了廢水的處置效果。

　　由圖9可見，在粉末活性炭加藥量(100mg/L)維持不變的前提下，隨著臭氧投加量的增大，臭氧氧化對(duì)廢水色度的單獨(dú)去除率逐步升高，在臭氧加藥量到達(dá)250mg/L時(shí)趨于平緩;色度去除率穩(wěn)定在90%，同時(shí)隨著臭氧投加量的升高(粉末活性炭加藥量不變)，粉末活性炭吸附對(duì)廢水COD的單獨(dú)去除率呈上下動(dòng)搖的趨向，在臭氧加藥量為100mg/L時(shí)，粉末活性炭對(duì)色度的單獨(dú)去除率到達(dá)了峰值，為85.7%，闡明廢水酸度的增加關(guān)于粉末活性炭的脫色作用并無明顯的影響。

　　由圖10可見，在臭氧加藥量(100mg/L)維持不變的前提下，隨著粉末活性炭投加量的增大，粉末活性炭對(duì)廢水色度的單獨(dú)去除率逐步升高，在加藥量到達(dá)250mg/L時(shí)趨于平緩;色度去除率穩(wěn)定在94%。

　　3、結(jié)論

　　(1)關(guān)于此種含酸性紅偶氮染料的廢水處置，采用臭氧氧化-粉末活性炭深度處置工藝，關(guān)于COD和色度的去除有顯著效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，為到達(dá)最好的去除效果，該工藝的最佳反響時(shí)間為：臭氧氧化30min，粉末活性炭吸附40min。

　　(2)隨著pH值的升高，臭氧氧化對(duì)廢水COD、色度的單獨(dú)去除率均逐步升高，在pH值=9之后逐步趨于平緩;同時(shí)隨著pH值升高，粉末活性炭吸附對(duì)廢水COD、色度的單獨(dú)去除率逐步降低，臭氧氧化-粉末活性炭結(jié)合處置的整體COD、色度去除率呈上下動(dòng)搖趨向，兩種去除率均在pH值=9時(shí)到達(dá)峰值，肯定本工藝處置此種廢水的最佳pH值條件為pH值=9。

　　(3)在粉末活性炭加藥量維持不變的前提下，隨著臭氧投加量的增大，臭氧氧化對(duì)廢水COD、色度的單獨(dú)去除率均逐步升高，在臭氧加藥量到達(dá)250mg/L時(shí)趨于平緩;在臭氧加藥量維持不變的前提下，隨著粉末活性炭投加量的增大，粉末活性炭吸附對(duì)廢水COD、色度的單獨(dú)去除率均逐步升高，在活性炭加藥量到達(dá)250mg/L時(shí)趨于平緩;依據(jù)此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可依照實(shí)踐需求肯定最佳加藥量。

　　(4)采用臭氧-粉末活性炭結(jié)合深度處置染料廢水的工藝，可有效調(diào)理和控制加藥量、pH值、反響時(shí)間等要素，可最大水平的降低投資本錢以及運(yùn)營本錢，本工藝具有較高的可行性。