臭氧/过氧化氢氧化技术应用于2,4-二氯酚废水的实验研究

过氧化氢投加浓度梯度实验结果见表3和图4：

由表3可知，实验过程所设置的H2O2浓度梯度对2,4-DCP的去除效果非常高，出水浓度都很低甚至在检出限以下，但对水样CODCr的去除效果可看出H2O2投加浓度的影响情况。如图4所示，在O3/H2O2氧化工艺中，CODCr去除率随着H2O2的投加浓度的增多而有所提升，当H2O2投加浓度达到0.5-1.0mL/L之后，增大投加浓度，CODCr去除率并没有很显著的改变，基本维持在50%-60%的水平，故H2O2投加浓度宜选择0.5-1.0mL/L的范围。

在O3/H2O2氧化工艺中，自由基的总链式反应可归纳为：H2O2 + 2O3→ 2HO˙+ 3O2。从此式可推知，在纯水中H2O2 与O3理论上的最优摩尔比应为0.5，小于0.5，则O3不能充分转化为HO˙;大于0.5，H2O2 会有过量，过量的H2O2 分子能够与HO˙快速反应，反应式为：H2O2 +˙OH→˙HO2 + H2O[4]，故其在系统中H2O2过量存在时必定降低HO˙对有机物的降解效率。但在实际的废水研究中发现，受废水中多种自由基引发剂等的影响，H2O2 与O3的最优摩尔比很多情况下异于纯水中的理论值，而是与底物水质条件有直接联系[5]。故采用O3/H2O2氧化工艺处理废水时，应通过实际试验确定O3与H2O2的最佳配比。

3.4 单独臭氧氧化、单独过氧化氢氧化法与臭氧/过氧化氢联合氧化法降解效果的对比

(1)单独臭氧氧化法

臭氧发生器恒定一定的流量，开机一定时间待其性能稳定后首先用碘量法测定臭氧浓度值;模拟废水处理量为10L，不投加过氧化氢，在原水pH条件下进行反应。直接向废水中通入臭氧，反应180min停止，反应15min时取样，其后每30min取样一次，样品测定2,4-DCP浓度及CODCr值。

(2)单独过氧化氢氧化法

模拟废水处理量为10L，在原水pH条件下进行反应。直接向废水中投加30%过氧化氢溶液1.0mL/L，不投加臭氧，直接反应180min停止，初始反应时2、5、10、15min时取样，其后每30min取样一次，样品测定2,4-DCP浓度及CODCr值。

在CODCr的降解效果方面，比较了单独O3氧化、O3/H2O2氧化、单独H2O2氧化三种不同方法的氧化效果，由图5可看出，效果最好的是O3/H2O2氧化法，其次是单独O3氧化法，最差的是单独H2O2氧化法，由此可知，O3与H2O2确实具有协同作用，联合氧化都提高了对O3和H2O2的氧化效果，在反应时间120min之内，CODCr去除率相比于单独O3氧化和单独H2O2氧化提高了15%和85%左右。O3单独氧化与O3/H2O2联合氧化除了氧化途径有区别之外，还有研究[6]表明了另一方面的原因：在一定的温度下，单独O3氧化时，废水中的溶解性O3浓度变化比较复杂，且不稳定，提高臭氧投加量也不能增加溶解性O3的含量，与在蒸馏水中的溶解性O3相比非常低，故其对有机物的氧化作用有限;而催化O3氧化时，溶解性O3含量与臭氧投加量在一定范围内成正相关关系，波动幅度远小于O3单独氧化，且溶解性O3含量始终处于平稳较高水平，故其氧化能力必高于单独O3氧化。

4 结论与展望

(1)在O3/H2O2联合氧化法处理2,4-DCP模拟造纸废水的实验体系中，对2,4-DCP的降解基本上达到100%，效果非常明显，且实验条件较易达到。

(2)在降解模拟废水CODCr方面，随着臭氧投加浓度的增加，去除率也随着提高，最后趋于平稳，去除率最高可达97%，但此时臭氧投加浓度较高;废水初始pH值同样也对降解效果有一定影响，在中性偏碱性的条件下(pH高于7.0)更有利于O3/H2O2协同体系中˙OH的生成，从而提高氧化效果;过氧化氢投加量在此次的考察梯度中并没有对CODCr的降解效果产生很明显的影响，故较低的投加量1.0mL/L应为最佳选择，过氧化氢与臭氧的投加配比应根据实际废水情况通过实验来确定。

(3)O3/H2O2联合氧化法相比于单独O3氧化与单独H2O2氧化，CODCr降解效果更好，联合氧化法最高CODCr去除率可达97%，单独O3氧化达92%，单独H2O2氧化最高只有12%，表明O3与H2O2具有较强的协同氧化作用。

(4)本次实验若增大废水处理量可增加臭氧在水中的停留时间，从而提高臭氧利用率，减小臭氧投加量，进而缩减整个工艺的运行成本。

[参考文献]

[1] 代莎莎. 臭氧高级氧化技术处理印染废水的试验研究[D]. 山东,山东建筑大学,2007:10

[2] 张伏中,龚宜等. O3/H2O2协同氧化处理焦化废水中的残余有机物[J]. 化工进展,2009,28(7):1267

[3] 秦伟伟.O3高级氧化技术处理黄连素制药废水研究[D].山东,山东科技大学,2011:8

[4] 王俊芳,师彬等. O3/H2O2高级氧化技术在处理难降解有机废水中的应用进展[J]. 化工进展,2010,29(6):1139

[5] 郭青,赵旭涛. O3/H2O2组合工艺处理丁苯橡胶生产废水的研究[J]. 工业水处理,2007,27(3):57

[6] 于德淼.臭氧高级氧化与BAF联合污水深度处理工艺比较与研究[D].哈尔滨,哈尔滨工业大学,2006:37-38