H 酸（1－氨基－8－萘酚－3，6－二磺酸）為無(wú)色晶體，微溶于冷水，溶于純堿和燒堿等堿性溶液中，是重要的染料中間體，H 酸單鈉鹽主要用于生產(chǎn)直接、酸性、活性染料及偶氮染料，以其為原料可生產(chǎn)近百種重要的染料品種，這些染料用于毛紡、棉織物的染色，也用于制藥工業(yè)，近年來(lái)很受?chē)鴥韧馄髽I(yè)青睞。
H 酸廢水CODCr濃度高、含鹽高、對微生物具有很大的毒性[3]，目前，對于此類(lèi)萘系染料中間體廢水的處理方法主要有萃取法、吸附法、濃縮法、碳化和焚燒法、膜分離法、化學(xué)氧化法、電解法以及生化法等。大多數該類(lèi)廢水不易生物降解，含有大量難降解大分子有機物，不宜直接采用生化法處理。因此，有效的預處理過(guò)程對該廢水的降解起到關(guān)鍵作用。本試驗所研究的是臭氧－H2O2氧化的預處理方法對H 酸廢水的處理效果。
1 材料與方法
1．1 試驗裝置和基本原理
臭氧氧化反應裝置如圖1，臭氧發(fā)生器的流量速率為1 L/min。
圖1 臭氧氧化反應裝置
Fig．1 Ozone oxidation reaction device
臭氧是一種強氧化劑，在水處理中被廣泛應用，它能與芳香族偶氮類(lèi)化合物反應，破壞其偶氮鍵，從而將其分解。臭氧氧化有很好的殺菌、消毒性質(zhì)和極高的氧化水中有機物的能力[5]，可以去除水處理工藝難以去除的物質(zhì)，氧化反應完全、速率快，效率高，不產(chǎn)生污泥，不會(huì )造成二次污染[6]。
臭氧在水溶液中的氧化作用取決于其分解條件和機理。臭氧在水中能形成具有強氧化作用的·OH，而H2O2在反應過(guò)程中生成的·OH 對氧化效果有明顯的加強作用[7-9]。
1.2 廢水水質(zhì)
本試驗所處理廢水為河北省故城縣某企業(yè)H酸生產(chǎn)廢水，CODCr的質(zhì)量濃度為1 200 mg/L，色度為6 250 倍，pH 值為7．3。
1．3 試驗儀器和試劑
氧氣瓶、臭氧發(fā)生器、有機玻璃柱、德國夸克（AQUALYTIC）COD 測定儀、燒杯若干、移液管若干、容量瓶若干。
質(zhì)量分數為3％的H2O2溶液；重鉻酸鉀標準溶液（c（1/6 K2Cr2O7）＝ 0．250 0 mol/L）；硫酸銀－硫酸溶液（每75 mL 硫酸中含硫酸銀1 g）。
1.4 試驗方法
向H 酸廢水中通入一定量的臭氧，對其進(jìn)行氧化處理。通過(guò)改變廢水初始CODCr濃度、初始pH 值、臭氧氧化時(shí)間、H2O2投加量等因素，考察其對廢水CODCr去除率的影響，獲取最佳的反應條件，實(shí)現對H 酸廢水良好的預處理效果。
1.5 分析方法CODCr
濃度采用重鉻酸鉀氧化法；色度采用稀釋倍數法。
2 結果與討論
2．1 單獨臭氧氧化降解H 酸廢水
2．1．1 水樣初始CODCr的影響
取初始CODCr質(zhì)量濃度分別為4 000、2 400、1 200、800、500、300 mg/L 的廢水水樣，調節各水樣pH 值為7，測定各水樣的色度值，再分別對水樣用流量為1 L/min 的臭氧進(jìn)行氧化處理20min。測定處理后各水樣CODCr和色度去除率，結果如圖2 所示。
圖2 初始CODCr濃度對CODCr和色度去除率的影響
Fig．2 Influence of initial CODCr concentration on CODCr and colority removal
由圖2 可知，CODCr的去除率隨初始CODCr濃度的增大而逐漸降低。初始質(zhì)量濃度為1 200 mg /L 時(shí)，CODCr的去除率為36．7％，色度去除率達到95％。分析原因，水樣濃度過(guò)高可能會(huì )抑制·OH 的產(chǎn)生。選取CODCr的質(zhì)量濃度為1 200 mg/L 作為以下試驗的條件。
2．1．2 臭氧氧化時(shí)間的影響取初始CODCr
的質(zhì)量濃度為1 200 mg/L 的水樣，色度為6 250 倍，pH 值為7，用流量為1 L/min 的臭氧對其進(jìn)行氧化處理。分別在臭氧氧化時(shí)間為0、2、5、10、15、20、25、30 min 時(shí)取樣，分別測定各時(shí)間所取水樣的CODCr濃度、色度和pH 值。臭氧氧化時(shí)間對水樣CODCr和色度去除率以及pH 值的影響如圖3、圖4 所示。
由圖3 可知，水樣CODCr和色度的去除率隨著(zhù)臭氧氧化時(shí)間的增加而升高，20 min 時(shí)CODCr去除率達到36．7％，色度去除率為95％。在氧化反應進(jìn)行20 min 后，CODCr和色度去除率的升幅均明顯減緩，綜合考慮，選擇20 min 作為試驗氧化時(shí)間。
圖3 臭氧氧化時(shí)間對CODCr和色度去除率的影響
Fig．3 Influence of ozone oxidation time on CODCr and colority removal
圖4 臭氧氧化時(shí)間對pH 值的影響
Fig．4 Influence of ozone oxidation time on pH value
由圖4 可知，溶液的pH 值隨氧化時(shí)間的增加不斷降低，從10 min 開(kāi)始趨于平穩，整個(gè)過(guò)程中溶液pH 值在7．3 到3．8間，其原因可能為溶液中有機酸的生成導致溶液酸性增強。
2．1．3 水樣初始pH 值的影響取CODCr
的質(zhì)量濃度為1 200 mg/L 的H 酸廢水，分別將pH 值調為5、6、7、8、9、10，用流量為1 L/min 的臭氧對其氧化處理20 min，分別測定CODCr濃度和色度。溶液初始pH 值對CODCr和色度去除率的影響如圖5 所示。
圖5 初始pH 值對CODCr和色度去除率的影響
Fig．5 Influence of initial pH value on CODCr and colority removal
由圖5 可知，當溶液呈酸性時(shí)，去除效率明顯偏低，溶液呈中性或偏堿性時(shí)處理效果比較理想。而隨著(zhù)初始pH 值的增大，CODCr和色度去除率均逐漸增加，水樣初始pH 值為7 時(shí)，CODCr的去除率為36．7％，色度去除率為95％；水樣初始pH 值為10 時(shí)，CODCr去除率達到51．9％，色度去除率達到98％。
2．2 單獨H2O2氧化降解H 酸廢水
取5 份CODCr的質(zhì)量濃度為1 200 mg/L 的水樣，色度為6 250 倍，pH 值為7。分別向各水樣中加入質(zhì)量分數為3％的H2O2溶液0、10、20、30、50、80 mL/L，靜置氧化處理30 min，水樣色度均無(wú)明顯變化。水樣的CODCr去除率如圖6 所示。
圖6 H2O2溶液投加量對CODCr去除率的影響
Fig．6 Influence of H2O2 dosage on CODCr removal
如圖6 所示，隨著(zhù)H2O2投加量的增加，水樣CODCr去除率有所增加，H2O2投加量為8 mL/L 時(shí)，去除率為7．7％，投加量達到60 mL/L 時(shí)，去除率最高僅達到25．6％，去除效率變化不明顯，而試驗過(guò)程中水樣色度也無(wú)明顯變化，可見(jiàn)，單獨的H2O2氧化處理H 酸廢水效果不理想。
2．3 臭氧－H2O2聯(lián)用降解H 酸廢水
取5 份CODCr的質(zhì)量濃度為1 200 mg/L 的水樣，色度為6 250 倍，pH 值為7，分別加入質(zhì)量分數為3％的H2O2溶液0、2、4、8、12 mL/L，分別用流量為1 L/min 的臭氧對其氧化處理20 min，各水樣的CODCr和色度去除率如圖7 所示。
從圖7 中可以看出，CODCr的去除率隨著(zhù)過(guò)氧化氫溶液投加量不斷變化，當H2O2溶液的投加量為8 mL/L 時(shí)，對H 酸廢水的處理效率最佳，在臭氧氧化20 min 后CODCr的去除率達到48．8％。在H2O2的催化下，色度的去除率均在90％以上，投加量為8 mL/L 時(shí)達到98％，綜合考慮，選擇8mL/L 為最佳投加量。
綜上所述，臭氧－過(guò)氧化氫氧化的預處理方法對H 酸廢水降解效果良好，且明顯優(yōu)于單獨臭氧氧化以及單獨過(guò)氧化氫氧化。
圖7 H2O2溶液投加量對CODCr和色度去除率的影響
Fig．7 Influence of H2O2 dosage on CODCr and colority removal
3 結論
（1）單獨臭氧氧化處理H 酸廢水，影響因素包括水樣初始CODCr值、初始pH 值和臭氧氧化時(shí)間。經(jīng)過(guò)試驗可知，初始CODCr的質(zhì)量濃度為1 200mg/L 的廢水，用流量為1 L/min 的臭氧進(jìn)行氧化處理，初始pH 值為7，改變氧化時(shí)間，在20 min時(shí)，CODCr去除率達到36．7％，色度去除率達到95％；氧化時(shí)間為20 min，改變水樣初始pH 值，在初始pH 值為10 時(shí)，CODCr去除率達到51．9％，色度去除率達到98％。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
（2）單獨H2O2氧化處理H 酸廢水，H2O2投加量為8 mL/L 時(shí)，去除率為7．7％，投加量達到60mL/L 時(shí)，去除率最高僅達到25．6％，去除率變化不明顯，而試驗過(guò)程中水樣色度也無(wú)明顯變化，可見(jiàn)，單獨的H2O2氧化處理H 酸廢水效果不理想。
（3）用臭氧－H2O2氧化法處理H 酸廢水時(shí)，初始CODCr的質(zhì)量濃度為1 200 mg/L、初始pH 值為7 的廢水，當H2O2溶液的投加量為8 mL/L 時(shí)，用流量為1 L/min 的臭氧進(jìn)行氧化處理20 min，CODCr去除率可達48．8％，色度去除率達到98％�？梢�(jiàn)，臭氧－H2O2氧化的預處理方法對H 酸廢水降解效果良好，且明顯優(yōu)于單獨臭氧氧化以及單獨的H2O2氧化。
