近年來(lái)，基于化纖織物的發(fā)展、仿真絲的興起和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，PVA漿料、人造絲堿解物（主要是鄰苯二甲酸類(lèi)物質(zhì)）、新型助劑等難生化降解有機物大量進(jìn)入印染廢水。有研究表明，應用傳統的活性污泥法已經(jīng)難以有效降解印染廢水的有機物且有研宄發(fā)現印染廢水經(jīng)氧化、水解等處理后會(huì )生成有毒產(chǎn)物。2012年頒布的《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287-2012)中規定不得檢測出苯胺類(lèi)物質(zhì)，雖然在2015年07月08日發(fā)布的“關(guān)于調整《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287-2012)部分指標執行要求的公告”中暫緩執行了苯胺類(lèi)等一些指標的排放控制要求，但控制印染廢水中的苯胺類(lèi)等有毒物質(zhì)的排放是目前的趨勢，這對印染廢水的處理提出了新的挑戰。
臭氧氧化技術(shù)以其反應快速、強氧化性和二次污染少等優(yōu)點(diǎn)而在印染廢水深度處理領(lǐng)域備受關(guān)注。它是利用臭氧在特定催化劑的作用下，在廢水中快速分解產(chǎn)生大量羥基自由基，使得廢水中的難分解有機物被氧化去除，從而降低廢水中的COD并提高廢水的可生化性。
本次實(shí)驗以某印染二業(yè)園區污水處理廠(chǎng)的生化出水為研究對象，考察了臭氧對實(shí)際印染園區類(lèi)廢水的處理效果，分析臭氧投加肇、反應時(shí)間對廢水中的COD、苯胺、色度的去除效率，為本印染工業(yè)園區的工藝改造提供了可靠的參考數據，也為其他印染廢水尤其足園區類(lèi)廢水的良氧工藝設計’提供了參考。
1、試驗部分
1.1 原水水質(zhì)
本次研究的尾水來(lái)自于某印染工業(yè)園區廢水處理廠(chǎng)的生化出水，該印染業(yè)園區廢水處理主要收集工業(yè)園區內的20來(lái)家印染企業(yè)產(chǎn)生的廢水并進(jìn)行處理。設計總規模有20000m3／d，主要的工藝流程為“預處理+水解酸化+活性污泥+MBR”工藝，該生化出水的水頃為COD50～90mg／L，色度20~40倍，苯胺<1mg／L。
1.2 試劑和儀器
(1)試劑：實(shí)驗所用化驗試劑均為分析純。
(2)實(shí)驗儀器：PHS.25型數顯酸度計；臺式分光光度計DR3900：COD微波消解儀；臭氧發(fā)生器。
1.3 分析項目和方法
1.4 試驗方法
(1)臭氧氧化深度處理印染廢水生化處理出水的工藝流程見(jiàn)圖1。
臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧通過(guò)不銹鋼管道進(jìn)入池體的鈦板曝氣盤(pán)，通過(guò)鈦板曝氣盤(pán)與池體內的廢水進(jìn)行充分混合，剩余臭氧通過(guò)臭氧尾氣破壞器分解為氧后排入大氣中。
(2)實(shí)驗過(guò)程：保持臭氧反應池的進(jìn)水流量不變，調節臭氧的投加量，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間反應后，取原水與臭氧反應池出水測定COD、色度和苯胺，計算臭氧反應前后廢水中的COD、色度和苯胺的去除率。
(3)去除率計算：廢水中的COD、色度和苯胺的去除率的計算公式如下：
其中η為COD、色度及苯胺的去除率：Co和C分別表示臭氧反應前后廢水中的COD、色度及苯胺的濃度(倍數)。
1.5 試驗設備
本項目設計進(jìn)水水量為7000m3／d，每天連續24小時(shí)運行。
2、結果與討論
2.1 臭氧對廢水中COD、色度及苯胺的去除效果
圖2是當反應停留時(shí)間1h時(shí)，不同臭氧投加量對COD、色度及苯胺去除的影響。據文獻參考，臭氧對COD的去除污染物的反應時(shí)間在20～30min時(shí)為快速反應階段，其后即為慢速反應階段，本試驗為使反應完全，先選取了停留時(shí)間為1h為試驗條件。
由圖2可以看出，當臭氧的投加量為25mg／L時(shí)，對COD的去除為35％，再持續提高臭氧的投加量，COD的去除率并未再較快的增長(cháng)。臭氧的廢水中色度的去除最佳投加量在25～30mg／L，去除率可以達到72％，再提高臭氧投加量，廢水中的色度并未有明顯降低。臭氧對苯胺的去除率可以達到88％，但在投加量為20～25mg／L時(shí)，即可達到84％左右，再持續提高臭氧的投加量，苯胺去除率僅增加了4％。由以上分析，對于本試驗的原水而言，臭氧的投加量較為經(jīng)濟合理的投加量為20～25mg／L，持續增加臭氧的投加量，廢水中的COD、色度以及苯胺的量并沒(méi)有顯著(zhù)降低。
臭氧對有機物的作用機理包括兩種反應：直接反應和間接反應。間接反應主要為羥基自由基使溶解態(tài)無(wú)機物和有機物氧化，對有機物基本沒(méi)有選擇性：直接反應主要為臭氧分子的環(huán)加成、親電反應和親核反應。臭氧分子的反應是有選擇性的，主要局限于不飽和芳香化合物，不飽和脂肪族化合物以及一些特殊的官能團上。
對于印染廢水而言，其成分復雜，水中有可能含有羥基自由基的抑制劑，因此臭氧分子的直接反應對臭氧應用于印染廢水的處理效果有很大的影響。在本試驗中，臭氧并不能將苯胺直接降至無(wú)法檢測，因此如需要達到2012年頒布的《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287—2012)中規定“不得檢測出苯胺類(lèi)物質(zhì)”的標準，需要考慮用其他手段促進(jìn)臭氧的氧化，以提高其對有機物的去除能力。
2.2 反應時(shí)間對臭氧去除廢水中COD、色度及苯胺的影響
圖3為反應時(shí)間對樣去除廢水中COD、色度及氨氮的影響，根據2.1分析，對于本試驗原水而言，臭氧的投加量較為經(jīng)濟合理的投加量為20-25mg／L，因此本次試驗的臭氧投加量為25mg／L。由圖可知，對于COD、色度、苯胺而言，隨著(zhù)臭氧反應時(shí)間的延長(cháng)，其去除率均有一定程度的增加，但當反應時(shí)間超過(guò)40min時(shí)，僅增加反應時(shí)間對去除率基本沒(méi)有影響，對于本試驗而言，最佳的反應時(shí)間為40min。
李昊等對某棉紡織印染企業(yè)生產(chǎn)廢水經(jīng)SBR生化處理后的出水應用臭氧處理，分析其對廢水中COD和色度進(jìn)行去除的最佳通氣時(shí)間為30min，本試驗最佳反應時(shí)間為40min，分析可能為水質(zhì)條件，設計參數影響。
2.3 在最佳反應條件下的運行情況分析
圖4為在最佳反應條件下的運行情況，由圖4可知，臭氧進(jìn)水COD濃度維持在50～80mg／L，色度20～30倍，苯胺<1mg／L的情況下，在系統穩定運行后，經(jīng)過(guò)臭氧處理的出水COD小于50mg／L，色度小于15倍，苯胺小于0.4mg／L，其平均去除率分別為33.4％、57.5％和65.4％。其中對苯胺的消耗最為明顯。
3、效益分析
3.1 環(huán)境效益
本項目臭氧試驗的進(jìn)行，提高了印染廢水處理及深度處理技術(shù)水平，主要針對印染廢水中的色度、COD和苯胺進(jìn)行處理，尤其是針對苯胺，可進(jìn)一步降低廢水中苯胺的濃度，對于改善區域水環(huán)境、保護水源環(huán)境意義有較大的意義。
3.2 社會(huì )效益
本項目針對印染園區廢水進(jìn)行了臭氧深度處理的試驗研究，尤其是針對廢水中的苯胺，使出水中苯胺的濃度進(jìn)一步貼近了2012年頒布的《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287-2012)中規定不得檢測出苯胺類(lèi)物質(zhì)的要求，對保證人民身體健康，提高人民生活水平有較大的意義。
3.3 經(jīng)濟效益分析
本試驗臭氧設備的投資額為64萬(wàn)元。臭氧的直接運行成本(在最佳投加量40mg／L的情況下)為0.75元／噸水。該設備可成套化、裝置化銷(xiāo)售，設備加工周期短，可用于印染廢水提標改造處理中，具有較高的經(jīng)濟價(jià)值。
4、結論
(1)在本文試驗條件下，臭氧投加量在40mg／L、反應時(shí)間為40min的情況下，其對COD、色度和苯胺的去除率為32％、75％和89％，其中苯胺尚達不到不得檢出的指標要求。
(2)臭氧作為印染廢水的深度處理工藝，運行穩定，運行成本在0.75元／噸水左右，具有較高的經(jīng)濟價(jià)值。（來(lái)源：廣州鵬凱環(huán)境科技股份有限公司）
