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印染行业是我国污水排放的大户。印染废水具有水质水量变化大、成分复杂和有机物含量高等特点,传统生化处理很难彻底降解染料废水中的难降解有机物。在环境保护法规日益严格的形势下,对印染废水的深度处理与回用越来越受到重视。在水利部公益行业科研专项基金(2012018)的资助下,系统的研究了臭氧氧化、催化臭氧—生物活性炭对印染废水深度处理效果及主要影响因素。主要研究内容及结果如下:(1)系统研究了臭氧氧化时间、pH、投加量对印染废水处理效果的影响。结果表明,臭氧氧化时间延长,初始印染废水pH呈酸性或碱性以及臭氧投加量增加都可以提高印染废水中污染物的去除率;当单独臭氧技术在pH为9、臭氧产量为4.5g/h和氧化时间30min的条件下对印染废水取得了较好的处理效果,色度、COD和UV254的去除率分别为98.4%、17.2%和54.1%。(2)详细考察了铁盐催化臭氧处理废水的效果及影响因素。结果表明臭氧催化氧化处理印染废水的过程中,铁盐投加量越大,污染物去除效果越好,二价铁催化剂的效果要优于三价铁;当pH为9、二价铁的投加量为100mg/L、臭氧产量为4.5g/h和氧化时间30min的条件下,催化臭氧技术对印染废水取得了较好的处理效果,色度、COD和UV254的去除率分别为98.7%、43.2%和70.2%。(3)通过投加叔丁醇的实验研究表明,在单独臭氧和催化臭氧处理印染废水的过程中,色度的去除可能主要是臭氧分子直接氧化,COD的去除可能遵循·OH氧化机理,UV254的去除以臭氧氧化为主、·OH作用为辅。实验同时证明,酸性条件下氧化过程是可能以臭氧分子的直接氧化为主,碱性条件下氧化过程是以臭氧分解产生·OH的间接氧化为主。(4)通过臭氧氧化印染废水的动力学分析研究结果表明,臭氧对有机物的去除分2个阶段,各阶段均为一级反应,并得出反应动力学方程:(5)在催化臭氧预处理后,研究了生物活性炭对印染废水深度处理效果。结果表明,随着空床停留时间的延长,生物活性炭柱对印染废水中污染物质的去除效果越好;当生物活性炭柱的空床停留时间为45min时,取得了较好的处理效果,色度、COD、TP、NH3-N和UV254的去除率分别为99.1%、83.2%、85.3%、72.7%和94.9%。(6)最后在小试取得的运行参数基础上,在盐城某工业园区污水处理厂建立臭氧-生物活性炭中试装置。中试装置运行后,出水水质稳定,色度、COD、TP、氨氮和UV254的出水值低于15倍、20mg/L、0.9mg/L、0.28mg/L0.11cm-1,处理后的水质能达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类水标准且经济性良好。