臭氧氧化用于降解污水中的氨氮

臭氧氧化用于降解污水中的氨氮

目前含氨氮废水的处理技术有合成硝化法、离子交换法、空气蒸汽气提法、液膜法、氯化或吸附以及湿式催化氧化法等。其中O3在碱性条件下的湿式催化氧化过程是一种处理含氨氮废水比较有效的技术，它可以作为既含有机物又含无机污染物废水的预处理，也可以作为废水的深度后处理以进一步降解废水中的污染物。含氨氮废水用 NH4CI配制，试验是在温度为283~313K和pH值为7~10的条件下进行，初始O3浓度为0.0002mol/L，氨的初始浓度为0.0006~0.002mol/L。氨氮的臭氧氧化反应计量比在5~6之间，即每破坏1mol氨所需的O3约为5~6mol，且随着pH值的增加而减少。虽然pH值增加，O3的自分解速率加快，但O3自分解与O3氧化NH3的竞争结果是O3对氨的氧化比O3的自分解速率快，从而使计量比下降。这表明在高 pH 值时增加的O3与NH3的反应足以补偿自分解消耗的O3，能更有效地利用O3。

在高pH值时，可以诱发产生一种氧化能力更强的·OH自由基，NH3的降解既存在直接的O3分子氧化，还存在·OH自由基氧化反应。在pH值较低时，以直接臭氧氧化控制机制为主，在 pH 值高时，以自由基氧化控制机制为主，且·OH自由基氧化速率更快，可能的反应机理为：

由于废水是利用NH4Cl药剂配制，溶液中既存在NH3分子（游离氨），也存在着NH4 +（氨离子），而O3和·OH自由基可氧化游离NH3分子，不能氧化NH4 +，根据平衡关系，pH值增加，溶液中的游离NH3分子增加，有利于反应进行。因此，氨氮的O3湿式氧化降解应在碱性（pH 值9~10）条件下进行，废水中的氨氮最终氧化产物主要是NO3 -，而不是NO2 -。

此外，臭氧可以降解生产芳香族氟化物所排放废水中的苯胺、硝基苯等有机污染物。研究结果表明，臭氧投加量为249.6mg/L时，苯胺浓度由211.4mg/L降到4.148mg/L，硝基苯浓度由 130mg/L 降到14.42mg/L，去除率分别为95.7％和88.9%。当臭氧投加量增加到400mg/L时，苯胺、硝基苯浓度已降到2.143mg/L和6.02mg/L。