臭氧機有機物氧化脫色技術

一、臭氧的脫色作用及其機理：

　　03對所有染色廢水都有脫色能力。03可破環這些染料的發色和助色基團，從而達到脫色效果，但03對各種有機染料的作用是不同的。對堿性染料脫色90％需反應2分鐘，而對直接染料則需5分鐘。相比之下，偶氮染料更容易被氧化。03用于對色素的脫色反應可從臭氧對共軛л-電子系的氧化分解予以說明。染料中常見的基本組成為鄰羥基偶氮色素。

　　這些化合物與03反應時，首先是03對肼撐體(溶液中幾乎總是以此形式存在)進行親電子攻擊。又如羥基苯甲烷系色素的通過內酯環的可逆性開、閉環產生顏色與失色，從而可用作指示劑。堿性易與03起反應。03在電子豐富的C=C鍵位進行1.3一加成反應，可切斷色素骨架從而脫色。03與典型的三苯基甲胺系色素之孔雀綠反應時，同時攻擊二甲胺部位的氮和碳骨架(C=C鍵)，此與反應時相同。帶有C=N鍵的甲亞胺系色素與03反應時，03對C=N鍵氮原子進行親電子性反應。03同時攻擊C=N鍵和二甲胺基生成嗯唑烷環，共軛被切斷而脫色。

　　隨著對自來水水源環境及下水道二次處理水再利用的關注，二次處理水去色受到重視。至于腐植質引起的色和味，水質色度平均為10度。*大達20度。這樣的色度靠一般凝聚沉淀與砂濾工序是達不到充分去除的水質標準，甚至還有超過*壞標準的可能。采用03處理后，色度即可降到l度以下，一般自來水著色原因是鐵、錳含量過多，這些金屬如處于游離狀態，則常規方法即可充分去除。若原水中含有腐植質，有時形成鉻鹽，以常規處理便相當困難。故去色也是引入03處理的重要因素。

　　臭氧的脫色機理：隨著分子生物學的蓬勃發展，微生態學就將生態擴展到分子水平。其實無論蛋白質或核酸分子均屬有機物，它們都是由碳、氫、氧、氮及磷或硫(C、N、O、N、P或S)組成，同時，病毒的衣殼體是由許多蛋白質亞單位即殼微粒組成。每個殼微粒之間由非共價鍵連結，并對稱纏繞在一起，蛋白質則由多鏈組成，核酸又由連在一起的核苷酸鏈組成。

　　其中，OH，從整體看，它是電中性的(R-OH)，但若從基團的內部看，它的一部分帶有更多的負電荷(如氧原子)，因基團的這部分(R-OH)有"額外"的成鍵電子，所以帶負電：另一部分帶有更多的正電荷(如氫原子)，基團的這部分缺乏成鍵電子，所以帶正電。若有另一個相似的基團靠近，正、負電荷之間互相吸引便生成一個弱鍵，即稱氫鍵，如多肽的基團之間或核苷酸的鹼基之間以及在DNA或RNA分子里的鹼基配對均容易形成氫鍵。雖然單個氫鍵非常弱．但是很多氫鍵在一起．從而構成植物細胞堅韌的細胞壁。現再看臭氧，它是屬強氧化劑，氧化電位高(2.07ev)。凡電負性高的元素能強烈地吸引電子，氧化對方，還原自己。氧化結果，導致核酸分解，蛋白質解體，抗原變性，檢測轉陰，色度褪盡。

　　臭氧具有很強的脫色、除臭、去異味能力．且可免加氯劑而產生氯酸等異味。有報道，03負荷在l-3mg/mgC(即TOC，總的有機碳)時，水中顏色幾乎全部被去除；一般原水、色、嗅、味較低，故03投加量只需l-3mg／L，接觸時間10--15分鐘即可。據報道：在我國研究表明，在原水色度高達1800-2500倍，COD為1100-1800mg／t,時，在特定條件下，15分鐘內脫色率達99％，COD去除率接近90％。影響03脫色的重要因素是PH值。據研究，廢水的PH值降低時，03用量也下降，所以03脫色在低PH下進行。在實際應用中，如用03處理地下水．則當鐵、錳氧化時，與03的用量比，分別為0.48mg03／mg Fe和0.88mg 03／mg Mn。

在高濃度Mn+2水中(1.10mg／L)，當二者摩爾比為1:l時，氧化率為95％，而在低濃度Mn+2水中(<0.5mg／L)，該比值為0.5時，即可去除90％以上的錳。

　　二、臭氧對產業廢水脫色的應用

　　**單元已就明顯著色污染的產業廢液的各種脫色技術討論過。在本研究中是以*高吸附度超過500之高度污染的廢液的脫色為課題。

　　前面提到，臭氧法在有色廢液的脫色上*為有效，遂開發臭氧法之實驗設備，并利用此設備設定臭氧對廢液的適當投入量。


一般而言，各種內容的廢液是無法進行標準化的。

　　考量廢液總量、使用的水和所需的脫色限度等等因素，決定臭氧處理裝置的一般的處理條件，設定實用的模式。本裝置可以應用在總體的廢液處理上，此模式在脫色程度和臭氧投入量之間，存在著漸近線的關系。利用臭氧處理進行脫色比其他的脫色方法，在成本上較為有利，而且處理之后，對周遭的環境的影響也較少，而且也會增進生物學上之分解力可以見到種種的優點。臭氧對有色物質的作用是在于將成為發色源的雙鍵切斷，除此之外，對于廢液所存在的未著色的物質之分解也很有效用。