第8期 米丽平等：臭氧氧化法降解浮选废水中残余BK809 917 次污染，所以在水处理方面引起了国内外专家们的 置主要由四部分组成，即臭氧发生器、流量计、反应 重视6-回.臭氧最早在水处理中应用是作为消毒 容器和气体排空管.其中，臭氧发生器为奥润牌(S一 剂，己有百年的历史，它可以除臭、除色、除味、灭菌、 1BX型)空气源臭氧发生装置，臭氧产生效率为600 杀毒及分解破坏有机物.Sungd应用臭氧对水中 mgh1:臭氧发生器和曝气头之间用一个气体流量 的有机物2氯酚进行降解，发现在不同的pH值和 计连接，用来控制臭氧的投加速度，气体流量范围为 臭氧浓度下，2-氯酚能降解成C。化合物和近十种不 100~600L·h-1;反应容器是装置的主体部分，由 同的有机酸.近年来，随着臭氧发生器的研制取得 D=7mm、H=50mm的有机玻璃柱组成，上、下部分 巨大进展，臭氧处理规模和效率有了大幅度提高，其 别设有进水孔和出水孔，以及曝气管入口：在反应容 应用也有了新的拓展.一些研究者开始将臭氧技术 器的上部设有集气罩和排空管，将反应过程中生成 应用于矿山废水中有机物降解.吉鸿安☒针对选 的气体排出室外. 矿废水中超标的浮选药剂黄药和二号油，开展了利 气体收集 用臭氧氧化去除黄药和二号油的实验研究，结果表 排空装置 明选矿药剂黄药和二号油能被臭氧有效分解，而且 处理时间短，效果显著.王长友等开展了利用臭 进水 氧氧化去除氰化物的研究，发现臭氧能将CNˉ氧化 废水 液面 成HCO?和NH·但是，他们的研究不具有普遍意 义，而且缺乏对降解过程的深入分析. D=7 mm 本文针对新型药剂BK8O9开展臭氧氧化降解 H=50 mm 的研究，并对其降解过程进行分析，以期得到含此类 臭氧 药剂废水处理的有效途径，并为实际应用提供有力 发生器 00 流计 依据. ▣ +出水 1实验材料、装置及研究方法 臭氧曝气头 1.1实验药剂 图2臭氧氧化处理装置 BK809常温下是白色固体粉末，具有强烈的刺 Fig.2 Experimental apparatus of ozonation 激性气味，配制成水溶液时需要和无水碳酸钠按1： 1.3实验研究方法 2的质量比混合加入.配制后BK809的质量分数为 为了增强研究的针对性，排除其他影响因素，研 2%,水溶液呈乳白色.对BK809水溶液进行气相色 究采用模拟废水，即在清水中加入配制好的BK809 谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC- 药剂溶液，废水的配制浓度7.35mL·L-1,此时的模 MS)检测，得到的总离子流色谱图(total ions chro- 拟废水对应的化学需氧量(chemical oxygen demand, matogram,TIC)如图1所示，其中1为苯胺，2~7为 C0D)为300mgL-1,接近于实际废水的指标.采用 烷烃类物质，苯胺的质量分数为96.18%，烷烃类物 如图2所示的臭氧处理装置进行臭氧氧化实验，将 质的质量分数为3.82%. 1L模拟废水加入到反应容器内，打开臭氧发生器， 调节流量，开始计时.实验操作过程应注意，为防止 100 曝气氧化过程中产生的泡沫层逸出容器，废水液面 应与容器口保持5~10cm的高度差. 60 40 2实验结果与讨论 20 2.1臭氧氧化时间对处理效果的影响 0 234567 05 10152025303540455055 氧化时间是臭氧处理效果中最为关键的因素. 时间min 按照如图2所示的装置和方法进行了废水中BK8O9 图1BK809的总离子流色谱 氧化时间的实验，结果如图3所示 Fig.1 TIC patterns of BK809 由图3可以看出，COD去除率随氧化时间变化 1.2臭氧处理装置 明显.尤其是在氧化的前10min内，COD值迅速下 本研究实验装置为自行设计，如图2所示.装 降，去除率可以达到43.33%：10~20min氧化速度第 8 期 米丽平等: 臭氧氧化法降解浮选废水中残余 BK809 次污染，所以在水处理方面引起了国内外专家们的 重视［6 － 10］． 臭氧最早在水处理中应用是作为消毒 剂，已有百年的历史，它可以除臭、除色、除味、灭菌、 杀毒及分解破坏有机物． Sung ［11］应用臭氧对水中 的有机物 2-氯酚进行降解，发现在不同的 pH 值和 臭氧浓度下，2-氯酚能降解成 C6化合物和近十种不 同的有机酸． 近年来，随着臭氧发生器的研制取得 巨大进展，臭氧处理规模和效率有了大幅度提高，其 应用也有了新的拓展． 一些研究者开始将臭氧技术 应用于矿山废水中有机物降解． 吉鸿安［12］针对选 矿废水中超标的浮选药剂黄药和二号油，开展了利 用臭氧氧化去除黄药和二号油的实验研究，结果表 明选矿药剂黄药和二号油能被臭氧有效分解，而且 处理时间短，效果显著． 王长友等［13］开展了利用臭 氧氧化去除氰化物的研究，发现臭氧能将 CN － 氧化 成 HCO － 3 和 NH3 ． 但是，他们的研究不具有普遍意 义，而且缺乏对降解过程的深入分析． 本文针对新型药剂 BK809 开展臭氧氧化降解 的研究，并对其降解过程进行分析，以期得到含此类 药剂废水处理的有效途径，并为实际应用提供有力 依据． 1 实验材料、装置及研究方法 1. 1 实验药剂 BK809 常温下是白色固体粉末，具有强烈的刺 激性气味，配制成水溶液时需要和无水碳酸钠按 1∶ 2的质量比混合加入． 配制后 BK809 的质量分数为 2% ，水溶液呈乳白色． 对 BK809 水溶液进行气相色 谱--质谱( gas chromatography-mass spectrometry，GC￾MS) 检测，得到的总离子流色谱图( total ions chro￾matogram，TIC) 如图 1 所示，其中 1 为苯胺，2 ～ 7 为 烷烃类物质，苯胺的质量分数为 96. 18% ，烷烃类物 质的质量分数为 3. 82% ． 图 1 BK809 的总离子流色谱 Fig． 1 TIC patterns of BK809 1. 2 臭氧处理装置 本研究实验装置为自行设计，如图 2 所示． 装 置主要由四部分组成，即臭氧发生器、流量计、反应 容器和气体排空管． 其中，臭氧发生器为奥润牌( S-- 1BX 型) 空气源臭氧发生装置，臭氧产生效率为 600 mg·h － 1 ; 臭氧发生器和曝气头之间用一个气体流量 计连接，用来控制臭氧的投加速度，气体流量范围为 100 ～ 600 L·h － 1 ; 反应容器是装置的主体部分，由 D = 7 mm、H = 50 mm 的有机玻璃柱组成，上、下部分 别设有进水孔和出水孔，以及曝气管入口; 在反应容 器的上部设有集气罩和排空管，将反应过程中生成 的气体排出室外． 图 2 臭氧氧化处理装置 Fig． 2 Experimental apparatus of ozonation 1. 3 实验研究方法 为了增强研究的针对性，排除其他影响因素，研 究采用模拟废水，即在清水中加入配制好的 BK809 药剂溶液，废水的配制浓度 7. 35 mL·L － 1 ，此时的模 拟废水对应的化学需氧量( chemical oxygen demand， COD) 为 300 mg·L － 1 ，接近于实际废水的指标． 采用 如图 2 所示的臭氧处理装置进行臭氧氧化实验，将 1 L 模拟废水加入到反应容器内，打开臭氧发生器， 调节流量，开始计时． 实验操作过程应注意，为防止 曝气氧化过程中产生的泡沫层逸出容器，废水液面 应与容器口保持 5 ～ 10 cm 的高度差． 2 实验结果与讨论 2. 1 臭氧氧化时间对处理效果的影响 氧化时间是臭氧处理效果中最为关键的因素． 按照如图 2 所示的装置和方法进行了废水中 BK809 氧化时间的实验，结果如图 3 所示． 由图 3 可以看出，COD 去除率随氧化时间变化 明显． 尤其是在氧化的前 10 min 内，COD 值迅速下 降，去除率可以达到 43. 33% ; 10 ～ 20 min 氧化速度 ·917·