オゾン酸化捺染廃水中の動力学と有機汚染物の特性分析

捺染廃水中の有機物除去効率に対するオゾン接触酸化時間の影響を実験的に研究した。結果：オゾンのCODCr除去効率は接触時間に比例せず、その反応過程は3段階に分けられ、いずれも1級反応に属する。単一利用を示すオゾン酸化捺染廃水中の有機物の分解を実現するのは経済的で合理的ではない。

捺染廃水は水環境の主要な汚染源の一つであり、高濃度、高色度、成分が複雑で、生化学的に分解しにくい有機質を含み、排水水質の水量変化の変動も大きい。このような廃水中の有機物の効果的な除去を実現するには、水中の有機汚染物の分解特性を深く分析し、水中での分布特性を把握し、適切な処理技術を選択しなければならない。

オゾンは強酸化剤であり、複雑な有機物を簡単な有機物に変換し、汚染物の極性、生物分解性と毒性などを変化させる。理想的な条件下で廃水中の大多数の単体と化合物を最高化状態に酸化することができ、汚水を浄化する化学酸化プロセスにおいて、オゾン処理は有力で有効で経済的な酸化方法として、地位は着実に上昇している。

有機物分解過程試験の制限性により、短時間でCODCR分解曲線の変動が大きいため、接触反応時間を延長し、オゾン酸化反応の動力学過程を考察した。実験では除去開始時のオゾンの分布が不均一であり、その他の時間は飽和投与とみなされ、オゾン濃度は一定値であった。したがって、上記の式によれば、反応速度定数KMと[O 3]が一定である場合、lnctcoと反応時間tは線形関係であるべきである。

第一段階では、反応に参加する物質は主にオゾンによって酸化分解されやすい物質であり、これらの物質は非常に高いKM値を持ち、反応塔に入ったオゾンは迅速に反応し、水の中でこの種類ゆうきおせんぶつ完全にH 2 OとCO 2に酸化されるため、水中の有機物濃度も急速に低下する。

第二段階、この段階の反応物質は主に前段階でオゾンと反応していない物質及び前段階でオゾンによって不完全に酸化された生成物であり、それらとオゾンの反応速度は低く、KM値は小さい。反応塔に入るオゾン流速は不変であるため、オゾン消費速度の低下は反応器内の[O 3]の上昇を意味し、それによって水中酸化還元電位（ORP）も高い値に上昇し、水中は酸化しにくく、ORP値の高い有機物はこの新しい環境下でもオゾンと反応し始めた。この段階ではKM値は小さく、[O 3]は大きいが、傾き-KM[O 3]は第1段階よりも大幅に低下し、水中有機物濃度の低下速度は遅く、持続時間は長い。

第三段階では、この段階で水中に残留する有機物はオゾンに酸化されにくい物質であり、オゾンとの反応速度が低く、KM値は非常に小さく、この時、大きく、飽和と見なされるが、傾き-KM[O 3]は依然としてかなり小さく、0.に近く、この時のオゾン接触時間は長すぎるが、水中の有機物の酸化効果がよくなく、実際の水処理応用において意味が少ないことを説明した。

オゾン対いんさつはいすい中有機物は一定の除去があるが、主に不飽和有機物を主とし、オゾン酸化捺染廃水中の有機物は3つの段階に分けることができ、CODCrで捺染廃水中の残留有機汚染物指標を表し、3段階で経験した時間はそれぞれ0 ~ 30 min、30 ~ 75 minと>75 minであり、各段階はすべて1級反応に属する。オゾン酸化捺染廃水の反応動力学方程式を得た。実験結果によると、オゾン接触時間を単純に増加することは水中の有機物除去に対して経済的ではなく、実際の応用において、オゾンと生化学法などの水処理ユニットを結合し、オゾン酸化を前処理とし、反応を第1段階に制御し、廃水の生化学性を高め、各処理ユニットの優位性を十分に発揮し、最終的に下水処理の省エネと高効率を達成することが望ましい。