微气泡O3/H2O2深度处理某树脂厂二级出水效果与机制

来源：环境工程技术学报杂志2024年第4期北京时间：

作者：陈洋, 倪鹏飞, 吴春笃, 张波, 征晓勇

摘要：针对传统生物降解对树脂废水中苯系物、聚乙烯醇等大分子有机物降解效果不好、达不到排放标准的问题，构建微气泡O3/H2O2体系，对某树脂厂二级出水进行深度处理。对比了微气泡O3曝气与普通O3曝气的化学需氧量（COD）降解效果，考察了进气O3浓度、H2O2浓度、初始pH对微气泡O3/H2O2体系降解COD效果的影响，通过总有机碳验证体系的矿化效果，通过电子顺磁共振谱仪（EPR）检测微气泡O3/H2O2体系中的活性物质，最后通过气相色谱质谱联用仪（GC-MS）分析降解前后废水中主要有机物的种类，并对微气泡O3/H2O2体系降解COD的机制与路径进行分析。结果表明：1）微气泡O3/H2O2体系中微气泡粒径主要分布在10~50 μm，平均粒径为32.82 μm；与普通O3曝气方式进行对比，微气泡O3体系对COD降解率更高，说明微气泡可以延长O3气泡上升时间，增加O3气泡比表面积，提高O3传质系数和利用率。2）微气泡O3/H2O2体系降解COD，当O3浓度为60 mg/L、H2O2浓度为29.37 mmol/L、pH为7时，反应60 min后，微气泡O3/H2O2体系对树脂厂二级出水的COD降解率为89.53%，处理后出水COD为15.05 mg/L，可达到GB 31572—2015《合成树脂工业污染物排放标准》。3）EPR试验表明，H2O2可以促进微气泡O3体系产生更多的超氧自由基（\cdot\mathrmO_2^- ）和羟基自由基（·OH），从而提高体系的氧化能力和对COD的降解效果。根据GC-MS结果推断O3/H2O2体系降解COD的可能路径，即树脂厂二级出水以长链烷烃和环烷烃类为主的大分子物质在O3的作用下断链、开环，在·OH等自由基的作用下矿化或降解为以小分子有机酸为主的小分子物质。

关键词：微气泡O3, 过氧化氢（H2O2）, 羟基自由基（·OH）, 有机物, 树脂废水, 深度处理