2  结果与讨论

　　2.1 模拟废水初始pH对脱色率的影响

　　活性艳红X-3B的起始浓度为50 mg/L，调节pH依次为：3.55、7.00、9.00、10.00、11.00，通入臭氧进行处理，结果如图2所示。由图2可以看出，在碱性条件下，臭氧对模拟废水的脱色效果好，随初始pH的升高，脱色速度明显提高。初始pH为11.00的模拟废水在臭氧化30 min时，脱色率可达98.11%；而初始pH为3.55的模拟废水脱色率只有44.48%。这主要是因为，废水的初始pH升高，水中OH^-浓度增加，有利于臭氧分解链反应的引发，从而促进臭氧的自分解^[3]，产生更多的强氧化性的羟基自由基(OH·)，活泼的OH·与活性艳红X-3B反应，使活性艳红X-3B中的发色基团的偶氮键断裂，加快了活性艳红X-3B的降解、脱色速度。考虑到经济和效率因素，臭氧化反应pH一般不宜超过10.3^[4]。

　　2.2 活性艳红X-3B初始浓度对脱色率及动力学参数的影响

　　图3是pH为5.35，活性艳红X-3B初始浓度不同时，相对于活性艳红X-3B的反应级数的确定。由图3可以看出，活性艳红X-3B浓度lg(C₀/C_t)（其中C₀是活性艳红X-3B起始浓度，C_t是经过t时间处理后活性艳红X-3B的浓度）与反应时间的关系为一条直线。表明在偏酸性条件下，活性艳红X-3B的臭氧化反应属于一级反应^[5]。

　　活性艳红X-3B初始浓度为10、20、30、40、50 mg/L的模拟废水的表观速率常数k分别为0.0440、0.0278、0.0152、0.0114、0.0098 L/（mg·min），表观速率常数与活性艳红X-3B的初始浓度基本成反比。因此，当臭氧的浓度一定时，在相同时间内，模拟废水脱色率随活性艳红X-3B浓度的降低而升高。

　　     时间/min            时间/min

　　图2  pH对降解效果的影响   图3 相对于活性艳红X－3B的反应级数确定

　　2.3 模拟废水的处理效果及臭氧化过程的紫外扫描光谱分析

　　表1为初始pH为10的模拟废水臭氧化60 min的处理效果。结果显示，经过60 min的臭氧化处理，废水基本褪色，但COD_Cr却没有完全被去除。这可以解释为：随着染料的降解，所产生的小的有机裂解分子，不能在当前的氧化条件下被完全分解；而pH的降低是由于臭氧化过程中产生了有机和无机的酸性阴离子所引起的^[5]。

　　经过臭氧化处理，COD_Cr的去除率虽然只有55.11%，但BOD₅与COD_Cr的比值却从0.102提高到了0.405，提高了出水的可生化性。活性染料中，磺酸基团使得染料具有可溶性，并可以和纺织或丝绸品结合；然而，这些基团却使该结构对亲电子攻击不起反应，这就使染料对传统的生物法处理产生明显的抵制作用^[6]。通过臭氧化作用，活性艳红X-3B分子分解，消除了这种抵制作用，改善了废水的可生化性。

　　表1  pH为10的模拟废水臭氧化60 min的处理效果

水样	pH	CODCr去除率/%	BOD5/CODCr	脱色率/%
原水	10	—	0.102	—
出水	9.18	55.11	0.405	98.38

　　图4紫外可见光谱扫描图

　　对初始浓度为50 mg/L，处理时间不同的模拟废水水样进行紫外可见光谱扫描，结果如图4所示。活性艳红X-3B在537 nm有明显的特征吸收峰。由图4可以看出，随着处理时间的延长，活性艳红X-3B的特征吸收峰逐渐衰弱；150 min后，特征吸收峰完全消失；而在紫外区，波长为230 nm左右处，一直存在着一个吸收峰，这个吸收峰随处理时间的延长而衰弱，并有所偏移，它可能是由活性艳红X-3B分子上某个基团所引起，经过臭氧化后，生成了带有该基团的中间产物，该中间产物难以被臭氧进一步降解，这与COD_Cr没被完全去除是相符合的。        

　　2.4 实际废水的臭氧化处理    

　　废水取自广州某纺织印染厂的实际印染废水。该印染厂所用染料主要是活性、偶氮染料。印染废水用100目筛网过滤，去除大颗粒悬浮物，调节pH至9.66，臭氧质量流量为10.04 mg/min，处理60 min，废水基本脱色，其出水水质见表2。  

　　表2  实际废水臭氧化出水水质

水样	pH	颜色	色度/倍	CODCr/(mg·L-1)	BOD5/(mg·L-1)	BOD5/CODCr
原水	9.66	艳红	750	182.4	29	0.159
出水	9.14	浅黄	5	71	25.2	0.355

　　由表2可以看出，该实际印染废水原水COD_Cr虽然较低，但可生化性差，直接采用生化处理难以达到较好的处理效果。臭氧化处理60 min，原水的COD_Cr降低了61.2%， BOD₅/COD_Cr的比值从0.159提高到0.355，改善了废水的可生化性，并使废水在短时间内基本脱色。因此，臭氧化可以与传统的生化处理相结合，作为印染废水的预处理阶段。

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