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臭氧脫色

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       臭氧(03)對所有染色廢水都有脫色能力。
       臭氧可破環(huán)這些染料的發(fā)色和助色基團,從而達到脫色效果,但臭氧對各種有機染料的作用是不同的。對堿性染料脫色90%需反應2分鐘,而對直接染料則需5分鐘。相比之下,偶氮染料更容易被氧化。臭氧用于對色素的脫色反應可從臭氧對共軛л-電子系的氧化分解予以說(shuō)明。
       染料中常見(jiàn)的基本組成為鄰羥基偶氮色素。這些化合物與臭氧反應時(shí),首先是臭氧對肼?lián)误w(溶液中幾乎總是以此形式存在)進(jìn)行親電子攻擊。又如羥基苯甲烷系色素的酚酞通過(guò)內酯環(huán)的可逆性開(kāi)、閉環(huán)產(chǎn)生顏色與失色,從而可用作指示劑。堿性酚酞易與臭氧起反應。臭氧在電子豐富的C=C鍵位進(jìn)行1.3一加成反應,可切斷色素骨架從而脫色。臭氧與典型的三苯基甲胺系色素之孔雀綠反應時(shí),同時(shí)攻擊二甲胺部位的氮和碳骨架(C=C鍵),此與酚酞反應時(shí)相同。帶有C=N鍵的甲亞胺系色素與臭氧反應時(shí),臭氧對C=N鍵氮原子進(jìn)行親電子性反應。臭氧同時(shí)攻擊C=N鍵和二甲胺基生成嗯唑烷環(huán),共軛被切斷而脫色。
       隨著(zhù)對自來(lái)水水源環(huán)境及下水道二次處理水再利用的關(guān)注,二次處理水去色受到重視。至于腐植質(zhì)引起的色和味,水質(zhì)色度平均為10度。可達20度。這樣的色度靠一般凝聚沉淀與砂濾工序是達不到充分去除的水質(zhì)標準,甚至還有超過(guò)標準的可能。采用臭氧處理后,色度即可降到 l 度以下,一般自來(lái)水著(zhù)色原因是鐵、錳含量過(guò)多,這些金屬如處于游離狀態(tài),則常規方法即可充分去除。若原水中含有腐植質(zhì),有時(shí)形成鉻鹽,以常規處理便相當困難。故去色也是引入臭氧處理的重要因素。
       臭氧的脫色機理:隨著(zhù)分子生物學(xué)的蓬勃發(fā)展,微生態(tài)學(xué)就將生態(tài)擴展到分子水平。其實(shí)無(wú)論蛋白質(zhì)或核酸分子均屬有機物,它們都是由碳、氫、氧、氮及磷或硫(C、N、O、N、P或S)組成,同時(shí),病毒的衣殼體是由許多蛋白質(zhì)亞單位即殼微粒組成。每個(gè)殼微粒之間由非共價(jià)鍵連結,并對稱(chēng)纏繞在一起,蛋白質(zhì)則由多鏈組成,核酸又由連在一起的核苷酸鏈組成。其中.OH,從整體看,它是電中性的(R-OH),但若從基團的內部看,它的一部分帶有更多的負電荷(如氧原子),因基團的這部分(R-OH)有“額外”的成鍵電子,所以帶負電:另一部分帶有更多的正電荷(如氫原子),基團的這部分缺乏成鍵電子,所以帶正電。若有另一個(gè)相似的基團靠近,正、負電荷之間互相吸引便生成一個(gè)弱鍵,即稱(chēng)氫鍵,如多肽的基團之間或核苷酸的鹼基之間以及在DNA或RNA分子里的鹼基配對均容易形成氫鍵。雖然單個(gè)氫鍵非常弱.但是很多氫鍵在一起.從而構成植物細胞堅韌的細胞壁。現再看臭氧,它是屬強氧化劑,氧化電位高(2.07ev)。凡電負性高的元素能強烈地吸引電子,氧化對方,還原自己。氧化結果,導致核酸分解,蛋白質(zhì)解體,抗原變性,檢測轉陰,色度褪盡。
       臭氧具有很強的脫色、除臭、去異味能力.且可免加氯劑而產(chǎn)生氯酸等異味。有報道,臭氧負荷在l-3mg/mgC(即TOC,總的有機碳)時(shí),水中顏色幾乎全部被去除;一般原水、色、嗅、味較低,故臭氧投加量只需l-3mg/L,接觸時(shí)間10--15分鐘即可。據報道:在我國研究表明,在原水色度高達1800-2500倍,COD為1100-1800mg/t,時(shí),在特定條件下,15分鐘內脫色率達99%,COD去除率接近90%。影響臭氧脫色的重要因素是PH值。據研究,廢水的PH值降低時(shí),臭氧用量也下降,所以臭氧脫色在低PH下進(jìn)行。在實(shí)際應用中,如用臭氧處理地下水.則當鐵、錳完全氧化時(shí),與03的用量比,分別為0.48mg03/mgFe和0.88mg03/mgMn。在高濃度Mn+2水中(1.10mg/L),當二者摩爾比為1:l時(shí),氧化率為95%,而在低濃度Mn+2水中(<0.5mg/L),該比值為0.5時(shí),即可去除90%以上的錳。