[发明专利]一种提高臭氧利用效率降低废水COD的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废水处理方法，具体涉及一种提高臭氧利用效率降低 废水COD的方法。

背景技术

臭氧在水中有直接和间接两种方式与物质反应，直接反应是选择性反应， 其速率常数很低，一般在1.0-10³M^-1s^-1范围内，与水中的污染物反应缓慢，而间 接反应是臭氧分解生成羟基自由基参与的反应，羟基自由基与有机物反应是非 选择性反应，反应速度快，速率常数为10⁸-10¹⁰M^-1s^-1。从在水中臭氧与有机物反 应的这两种方式的特点看，臭氧的间接反应具有重要意义，特别是在难氧化降 解处理的废水处理中。臭氧的间接反应是一个自由基反应，遵循自由基反应的 规律，有自由基的引发反应、自由基链反应和链反应的终止。关于臭氧在水处 理中的典型捕捉剂在ChristianeGottschalk等编著的《OzonationofWaterand WasteWater:APracticalGuidetoUnderstandingOzoneandits Applications》进行了总结，主要有HCO₃^-、CO₃^2-、PO₃^4-、腐殖酸、芳香化合物、 异丙醇、TBA等。其中，HCO₃^-、CO₃^2-是经常遇到的强羟基自由基捕捉剂，特别是 CO₃^2-，它们与羟基自由基的反应方程式如下：

OH^。+CO₃^2-→OH^-+CO₃^。-k＝4.2×10⁸M^-1s^-1

OH^。+HCO₃^-→OH^-+HCO₃^。k＝1.5×10⁷M^-1s^-1

碳酸盐自由基与有机物是不反应的(在有双氧水存在下，碳酸盐自由基可 将双氧水再转化为羟基自由基)。

表1是部分低分子有机酸(根)、无机酸根与羟基自由基的反应速度常数， 从表1看出，碳酸根与羟基自由基的反应速率常数远大于这些低分子有机酸(根) 与羟基自由基的反应速率常数，碳酸氢根与羟基自由基的反应速率常数也大于 乙二酸(根)与羟基自由基的反应速率常数。这样，催化臭氧分解生成的很多 羟基自由基浪费到碳酸根与碳酸氢根上了，延缓甚至阻止了与低分子有机酸的 反应。碱催化臭氧氧化处理废水过程是矿化有机物的过程，随着反应的进行， 水中的碳酸根和碳酸氢根会越来越多，越来越阻止或延缓臭氧与有机物的反应 速率，使处理成本上升。磷酸盐与羟基自由基的反应速率常数与乙二酸的反应 速率常数接近，比大多数低分子酸小，降低臭氧利用效率的能力要比碳酸根小 很多。

表1部分低分子有机酸(根)、无机酸根与羟基自由基的反应速率常数