微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的影響因素

押玉榮，陳曉軒，杜亞威，王曉磊，張 靜，吳江渤，劉 春

(1.嘉誠環(huán)保工程有限公司，河北石家莊 050031；2.河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050018；3.河北省污染防治生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室，河北石家莊 050018)

微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的影響因素

押玉榮1，陳曉軒2，杜亞威2，王曉磊1，張 靜2，吳江渤1，劉 春2

(1.嘉誠環(huán)保工程有限公司，河北石家莊 050031；2.河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050018；3.河北省污染防治生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室，河北石家莊 050018)

為了研究微氣泡臭氧氧化技術(shù)處理廢水的影響因素，采用微氣泡臭氧氧化技術(shù)處理酸性大紅3R廢水，考察臭氧投加量、酸性大紅3R廢水初始濃度和投加活性炭對微氣泡臭氧氧化過程中脫色率、TOC去除率、pH值以及臭氧利用率的影響。結(jié)果表明，提高臭氧投加量或降低酸性大紅3R廢水的初始濃度，酸性大紅3R廢水的脫色速率和TOC去除速率均有所上升，但臭氧利用率下降。煤質(zhì)活性炭對微氣泡臭氧氧化具有較強(qiáng)的催化活性，能夠顯著提高酸性大紅3R廢水的脫色速率和TOC去除速率。臭氧投加量為48.3 mg/min、酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度為100 mg/L時，處理效果較好。此條件下，處理30 min時脫色率達(dá)到100%，處理120 min時TOC去除率達(dá)到78.0%，TOC去除表觀反應(yīng)速率常數(shù)為0.015 min-1，臭氧利用率始終高于99%。而投加5 g/L煤質(zhì)活性炭后，處理15 min后脫色率達(dá)到100%，處理120 min時TOC去除率可達(dá)到91.2%，TOC去除表觀反應(yīng)速率常數(shù)提高至0.037 min-1。處理過程中出現(xiàn)中間產(chǎn)物小分子有機(jī)酸的積累并繼續(xù)氧化降解，使得廢水的pH值呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢?？梢?，對微氣泡臭氧氧化影響因素進(jìn)行優(yōu)化，可提高污染物去除速率及臭氧利用率，顯著改善處理性能。

水污染防治工程；臭氧氧化；微氣泡；酸性大紅3R廢水；影響因素

臭氧氧化作為一種高效的廢水處理技術(shù)，具有清潔、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)[1-5]。然而，傳統(tǒng)臭氧氧化存在氣液傳質(zhì)速率慢、氧化能力弱、臭氧利用效率偏低等問題[6-8]，因此改善臭氧氧化能力和提高臭氧利用效率是臭氧氧化技術(shù)亟需解決的關(guān)鍵問題。微氣泡具有比表面積大、傳質(zhì)速率高、上升速度慢等優(yōu)點(diǎn)[9-10]。采用微氣泡與臭氧技術(shù)相結(jié)合，有助于提高臭氧的氣液傳質(zhì)速率和臭氧利用效率；同時微氣泡在液相中具有收縮和破裂特性，可促進(jìn)臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基，顯著提高臭氧的氧化能力[11-13]。CHU等[14-15]的研究證實(shí)微氣泡臭氧傳質(zhì)系數(shù)比傳統(tǒng)氣泡高1.8倍。SHIN等[16]發(fā)現(xiàn)微氣泡臭氧傳質(zhì)速率是傳統(tǒng)氣泡的2.8倍，且液相臭氧濃度更高，有利于污染物的去除。

在微氣泡臭氧氧化過程中，臭氧投加量、污染物濃度以及催化劑的選擇是影響微氣泡臭氧氧化性能的重要因素。因此，本研究以酸性大紅3R廢水為目標(biāo)污染物，探索不同反應(yīng)條件 (臭氧投加量、酸性大紅3R廢水初始濃度和活性炭類型) 對微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水性能的影響，以期為微氣泡臭氧氧化技術(shù)在廢水處理中的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗裝置

實(shí)驗所用裝置如圖1所示。以高純氧為氣源，通過臭氧發(fā)生器(5 g/h，石家莊冠宇環(huán)保設(shè)備有限公司提供)產(chǎn)生臭氧，采用氣體流量計控制流量，并通過碘量法測定氣相臭氧濃度。臭氧氣體進(jìn)入微氣泡發(fā)生器(20 WSC，北京本洲納米科技有限公司提供)，與循環(huán)水混合后通過水力作用產(chǎn)生臭氧微氣泡，進(jìn)入反應(yīng)器釋放。通過顯微鏡觀察、測量和統(tǒng)計微氣泡的形態(tài)及尺寸[17]，測得臭氧微氣泡的平均直徑為51.4 μm。反應(yīng)器為密閉的有機(jī)玻璃容器，直徑為250 mm，高為600 mm，有效容積為10 L。

圖1 實(shí)驗裝置示意圖Fig.1 Experimental apparatus

1.2 實(shí)驗過程

在反應(yīng)器中配制酸性大紅3R(C20H11N2Na3O10S3)廢水，質(zhì)量濃度分別為50，100和200 mg/L。采用微氣泡臭氧對一定濃度酸性大紅3R廢水進(jìn)行氧化處理，控制臭氧投加劑量為22.0，48.3 和72.6 mg/min。測定處理過程中酸性大紅3R廢水的脫色率、TOC去除率和溶液pH值，同時檢測液相臭氧濃度和臭氧散逸量，并計算臭氧利用率。

1.3 檢測方法

采用紫外-可見分光光度計(U-3900，上海天美科學(xué)儀器有限公司提供)測定酸性大紅3R廢水510 nm處的吸光度[18]，計算脫色率；采用TOC分析儀(TOC-VCPH，日本島津公司提供)測定廢水TOC[19]；廢水pH值由pH計(pHs-3c，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司提供)進(jìn)行測定；液相中臭氧濃度采用靛藍(lán)分光光度法檢測[20]；氣相臭氧濃度采用碘量法進(jìn)行檢測[21]。

1.4 TOC去除動力學(xué)常數(shù)的計算

微氣泡臭氧氧化過程中，TOC去除按照準(zhǔn)一級反應(yīng)動力學(xué)方程求取反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)，見式(1)。

(1)

式中：C為t時刻TOC質(zhì)量濃度，mg/L(下同)；k為表觀反應(yīng)速率常數(shù)，min-1；t為反應(yīng)時間，min。

將式(1)積分并將邊界條件t=0，C=C0代入，可得式(2)：

(2)

式中，C0為TOC的初始質(zhì)量濃度，mg/L。

以ln(C0/C)為縱坐標(biāo)，以t為橫坐標(biāo)作圖，得到ln(C0/C)和t的直線關(guān)系，其斜率即為表觀反應(yīng)速率常數(shù)k[22]。

2 結(jié)果與討論

2.1 臭氧投加量對微氣泡臭氧氧化性能的影響

在酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度為100 mg/L，臭氧投加量分別為22.0，48.3和72.6 mg/min，初始pH值為中性(7.2～7.6)時，檢測處理過程中酸性大紅3R廢水的脫色率、TOC去除率、pH值及臭氧利用率，分析臭氧投加量對微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水性能的影響。

2.1.1 脫色率

不同臭氧投加量下，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的脫色率隨時間的變化如圖2所示。可以看到，隨著臭氧投加量的增加，脫色反應(yīng)速率明顯提高，臭氧投加量為72.6，48.3和22.0 mg/min時，脫色率達(dá)到100%的處理時間分別為15，30和80 min。臭氧能夠直接氧化破壞酸性大紅3R分子中的發(fā)色基團(tuán)(偶氮鍵)[12]，增加臭氧投加劑量，提高了臭氧與發(fā)色基團(tuán)的直接反應(yīng)速率，因此脫色反應(yīng)速率明顯提高。

2.1.2 TOC去除率

不同臭氧投加量下，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水過程中TOC去除率隨時間的變化如圖3所示。

圖2 不同臭氧投加量下微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的脫色率Fig.2 Decolorization efficiency in microbubble ozonation treatment of acid red 3R wastewater at different ozone dose

圖3 不同臭氧投加量下微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的TOC去除率Fig.3 TOC removal efficiency in microbubble ozonation treatment of acid red 3R wastewater at different ozone dose

可以看到，臭氧投加量為72.6 mg/min時，處理50 min后TOC去除率即達(dá)到77.34%，而后緩慢增加，處理120 min時達(dá)到87.2%。臭氧投加量為22.0和48.3 mg/min時，TOC去除率均隨時間逐漸升高，反應(yīng)120 min時分別達(dá)到33.8%和78.0%。同時，臭氧投加量分別為22.0，48.3和72.6 mg/min時，TOC去除表觀反應(yīng)速率常數(shù)分別為0.001 6，0.015和0.034 min-1?？梢?，隨著臭氧投加量增加，TOC去除速率顯著提高。TOC的去除主要依賴于臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基[12]，隨著臭氧投加量的增加，微氣泡臭氧分解產(chǎn)生更多的羥基自由基，提高了TOC的去除速率。

2.1.3 pH值

圖4 不同臭氧投加量下微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的pH值變化Fig.4 Variation of solution pH in microbubble ozonation treatment of acid red 3R wastewater at different ozone dose

不同臭氧投加量下，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水過程中的pH值隨時間的變化如圖4所示?？梢钥吹剑馀莩粞跹趸^程中pH值均呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢。這是由于酸性大紅3R分子在微氣泡臭氧氧化作用下降解產(chǎn)生中間產(chǎn)物小分子有機(jī)酸[23-24]，小分子有機(jī)酸積累導(dǎo)致pH值不斷下降，隨后小分子有機(jī)酸繼續(xù)被氧化降解，pH值又呈現(xiàn)升高趨勢。臭氧投加量為72.6 mg/min時，溶液pH值下降和上升的速率和幅度均較大，表明隨著臭氧投加量的增加，小分子有機(jī)酸產(chǎn)生、累積和后續(xù)降解的速率均較快，這與廢水TOC去除速率相一致。同時，酸性條件下微氣泡臭氧氧化能力最強(qiáng)[13]，因此處理過程中pH值下降更有利于微氣泡臭氧氧化去除TOC。

2.1 4 臭氧利用率

對不同臭氧投加量下廢水處理過程中的液相臭氧濃度和氣相散逸臭氧量進(jìn)行檢測，并計算臭氧利用率[14]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，臭氧投加量為22.0和48.3 mg/min時，體系中液相臭氧質(zhì)量濃度始終低于0.4 mg/L，氣相散逸臭氧量小于0.25 mg/min，平均臭氧利用率在99%以上。當(dāng)臭氧投加量提高到72.6 mg/min時，處理前60 min臭氧反應(yīng)速率較快，平均臭氧利用率可達(dá)到99%以上；處理60 min后臭氧反應(yīng)速率下降，液相臭氧質(zhì)量濃度逐漸升高至3.7 mg/L，氣相散逸臭氧量升高至2.7 mg/min，平均臭氧利用率下降至96.3%?？梢姡M管增加臭氧投加量可以提高臭氧氧化反應(yīng)速率，但臭氧利用不充分。因此，本研究中最適臭氧投加量為48.3 mg/min。

2.2 不同酸性大紅3R廢水初始濃度對微氣泡臭氧氧化性能的影響

在臭氧投加量為48.3 mg/min，酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度分別為50，100和200 mg/L，初始pH值為中性(7.2～7.6)時，檢測處理過程中酸性大紅3R廢水的脫色率、TOC去除率、pH值及臭氧利用率的變化，分析初始濃度對微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水性能的影響。

圖5 不同酸性大紅3R廢水初始濃度時微氣泡臭氧氧化處理廢水的脫色率Fig.5 Decolorization efficiency in microbubble ozonation treatment at different initial acid red 3R wastewater concentration

2.2.1 脫色率

對于不同酸性大紅3R廢水的初始濃度，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水過程中脫色率隨時間的變化如圖5所示。可以看到，增加酸性大紅3R廢水的初始濃度，其脫色率達(dá)到100%的所需時間隨之增加?？梢姡粞跬都恿恳欢〞r，隨著酸性大紅3R廢水初始濃度的提高，臭氧直接氧化脫色的消耗量也增加，酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度為200 mg/L時，臭氧投加量成為脫色反應(yīng)的限制因素，脫色率達(dá)到100%的所需時間顯著增加。

2.2.2 TOC去除率

不同酸性大紅3R廢水初始濃度時，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水過程中的TOC去除率隨時間的變化如圖6所示?？梢钥吹剑嵝源蠹t3R廢水的初始質(zhì)量濃度為50 mg/L時，處理60 min后TOC去除率達(dá)到71.0%，隨后緩慢提高至78.0%；初始質(zhì)量濃度為100 mg/L時，處理120 min后TOC去除率達(dá)到78.0%；初始質(zhì)量濃度增加至200 mg/L時，反應(yīng)120 min后TOC去除率僅為36.4%。酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度分別為50，100和200 mg/L時，TOC去除表觀反應(yīng)速率常數(shù)分別為0.017，0.015 和0.003 9 min-1?？梢姡S著酸性大紅3R廢水初始濃度的增加，TOC去除速率不斷下降。處理過程中臭氧首先直接氧化發(fā)色基團(tuán)(偶氮鍵)脫色，而后通過羥基自由基反應(yīng)去除TOC[12]。臭氧投加量一定時，提高酸性大紅3R廢水的初始濃度，用于直接氧化脫色反應(yīng)的臭氧消耗量增加，臭氧分解產(chǎn)生的羥基自由基減少，使得TOC去除速率降低。

2.2.3 pH值

不同酸性大紅3R廢水初始濃度時，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水過程中的pH值隨時間的變化如圖7所示?？梢钥吹剑嵝源蠹t3R廢水的初始質(zhì)量濃度為50和100 mg/L時，同樣存在中間產(chǎn)物小分子有機(jī)酸的積累和后續(xù)氧化降解過程，溶液pH值均呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢。初始質(zhì)量濃度為200 mg/L時，pH值下降幅度顯著增加，持續(xù)降至最低值4.55后僅略有升高，表明中間產(chǎn)物小分子有機(jī)酸后續(xù)氧化降解速率較慢，顯著積累，這一過程與TOC去除速率較慢相一致。

圖6 不同酸性大紅3R廢水初始濃度時微氣泡臭氧氧化處理廢水的TOC去除率Fig.6 TOC removal efficiency in microbubble ozonation treatment at different initial acid red 3R wastewater concentration

圖7 不同酸性大紅3R廢水初始濃度時微氣泡臭氧氧化處理廢水的pH值變化Fig.7 Variation of solution pH in microbubble ozonation treatment at different initial acid red 3R wastewater concentration

2.2.4 臭氧利用率

在不同酸性大紅3R廢水初始濃度條件下的氧化處理過程中，對液相臭氧濃度和散逸臭氧量進(jìn)行檢測，計算臭氧利用率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度為100和200 mg/L時，反應(yīng)體系中液相臭氧質(zhì)量濃度均低于0.4 mg/L，平均臭氧利用率高于99.4%。酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度降至50 mg/L時，處理50 min后反應(yīng)速率下降，液相臭氧濃度和散逸臭氧量顯著升高，平均臭氧利用率由99.5%降至95.9%。可見，酸性大紅3R廢水的初始濃度降低后，臭氧利用率也下降。因此，本研究中酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度為100 mg/L時處理效果較好。

2.3 活性炭對微氣泡臭氧氧化性能的影響

在臭氧投加量為48.3 mg/min，酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度為100 mg/L，初始pH值為中性(7.2～7.6)時，投加市售木質(zhì)、煤質(zhì)、椰殼顆?；钚蕴?粒徑5～10 mm，5 g/L)，檢測處理過程中酸性大紅3R廢水的脫色率、TOC去除率、pH值及臭氧利用率的變化，分析活性炭對微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水性能的影響。未投加臭氧時，3種活性炭對色度去除幾乎沒有影響，表明活性炭對酸性大紅3R廢水的吸附能力極弱。

2.3.1 脫色率

投加木質(zhì)、煤質(zhì)、椰殼顆粒活性炭時，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水過程中的色度去除率變化如圖8所示?？梢钥吹剑?種活性炭存在時，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的脫色率達(dá)到100%，所需時間分別為30，15和35 min。煤質(zhì)活性炭表現(xiàn)出較強(qiáng)的臭氧催化氧化活性，可顯著提高酸性大紅3R廢水的脫色反應(yīng)速率，木質(zhì)和椰殼顆?；钚蕴看呋粞跹趸撋饔貌幻黠@。

2.3.2 TOC去除率

投加木質(zhì)、煤質(zhì)、椰殼顆?；钚蕴繒r，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水過程中的TOC去除率的變化如圖9所示。可以看到，投加煤質(zhì)活性炭時，處理70 min后TOC去除率即高達(dá)82.2%，處理120 min后達(dá)到91.2%；而投加木質(zhì)和椰殼顆?；钚蕴繒r，處理120 min后TOC去除率分別為78.3%和76.9%。投加煤質(zhì)和木質(zhì)活性炭時TOC去除表觀反應(yīng)速率常數(shù)分別為0.037和0.025 min-1，明顯高于單獨(dú)臭氧氧化時的0.015 min-1?？梢?，煤質(zhì)和木質(zhì)活性炭具有臭氧催化氧化活性，能夠促進(jìn)分解臭氧產(chǎn)生羥基自由基[25]，進(jìn)一步提高TOC的去除速率。木質(zhì)活性炭中K，Na，Ca等堿性金屬含量較多，而煤質(zhì)活性炭中Al，F(xiàn)e，Mg等過渡金屬含量較多[26]，因而其臭氧催化活性更強(qiáng)。

圖8 投加不同活性炭時微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的脫色率Fig.8 Decolorization efficiency in microbubble ozonation treatment of acid red 3R wastewater with different activated carbon

圖9 投加不同活性炭時微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的TOC去除率Fig.9 TOC removal efficiency in microbubble ozonation treatment of acid red 3R wastewater with different activated carbon

圖10 投加不同活性炭時微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的pH值變化Fig.10 Variation of solution pH in microbubble ozonation treatment of acid red 3R wastewater with different activated carbon

2.3.3 pH值

投加木質(zhì)、煤質(zhì)、椰殼顆?；钚蕴繒r，微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水過程中的pH值隨時間的變化如圖10所示?？梢钥吹剑都用嘿|(zhì)和椰殼顆?；钚蕴繒r，溶液pH值下降速率更快，下降幅度更大，處理50 min后分別降至3.65和3.96，而后逐漸升高。可見，在活性炭的催化作用下，酸性大紅3R廢水的氧化降解速率更快，造成中間產(chǎn)物小分子有機(jī)酸累積更快，而后被進(jìn)一步氧化降解。

2.3.4 臭氧利用率

投加木質(zhì)、煤質(zhì)、椰殼顆?；钚蕴繒r，對處理過程中液相臭氧濃度和散逸臭氧量進(jìn)行檢測，計算臭氧利用率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種活性炭存在時，反應(yīng)體系中液相臭氧濃度和散逸臭氧量始終保持在極低水平，處理過程中平均臭氧利用率高于99%。

3 結(jié) 論

1)微氣泡臭氧氧化處理中，增加臭氧投加量和降低酸性大紅3R廢水的初始濃度，酸性大紅3R廢水的脫色速率和TOC去除速率均明顯上升，但臭氧利用率有所下降。當(dāng)臭氧投加劑量為48.3 mg/min、酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度為100 mg/L時，處理30 min的脫色率達(dá)到100%，處理120 min的TOC去除率達(dá)到78.0%，TOC去除表觀反應(yīng)速率常數(shù)為0.015 min-1，平均臭氧利用率始終高于99%。處理過程中存在中間產(chǎn)物小分子有機(jī)酸積累和后續(xù)氧化降解現(xiàn)象，使得廢水的pH值呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢。

2)煤質(zhì)活性炭對微氣泡臭氧氧化具有較強(qiáng)的催化活性，能夠顯著提高對酸性大紅3R廢水的脫色速率和TOC去除速率。在臭氧投加量為48.3 mg/min、酸性大紅3R廢水的初始質(zhì)量濃度為100 mg/L、煤質(zhì)活性炭質(zhì)量濃度為5 g/L時，處理15 min的脫色率達(dá)到100%，處理120 min的TOC去除率可達(dá)到91.2%，TOC去除表觀反應(yīng)速率常數(shù)為0.037 min-1，顯著高于單獨(dú)微氣泡臭氧氧化過程。

3)臭氧投加量、污染物初始濃度和活性炭催化劑是影響微氣泡臭氧氧化處理性能的重要因素，對微氣泡臭氧氧化影響因素進(jìn)行優(yōu)化，可提高污染物的去除速率及臭氧利用率，顯著改善處理性能。

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Influencing factors on microbubble ozonation treatment ofacid red 3R wastewater

YA Yurong1, CHEN Xiaoxuan2, DU Yawei2, WANG Xiaolei1, ZHANG Jing2, WU Jiangbo1, LIU Chun2

(1.Jiacheng Environmental Protection Engineering Company Limited, Shijiazhuang, Hebei 050031, China; 2.School of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China; 3.Pollution Prevention Biotechnology Laboratory of Hebei Province, Shijiazhuang, Hebei 050018, China)

The microbubble ozonation was used to treat acid red 3R wastewater in order to investigate the influencing factors on its performance. The effects of ozone dose, initial acid red 3R concentration and activated carbon on the performance of microbubble ozonation treatment of acid red 3R wastewater are investigated. The decolorization rate, TOC removal rate, pH variation and ozone utilization efficiency in the microbubble ozonation treatment are compared under different treatment conditions. The results indicate that when increasing ozone dose or decreasing initial acid red 3R concentration, both decolorization rate and TOC removal rate of acid red 3R wastewater increase, but ozone utilization efficiency decreases. The coal-based activated carbon shows strong catalytic activity for microbubble ozonation, which could enhance the decolorization rate and TOC removal rate of acid red 3R wastewater. The better performance of microbubble ozonation treatment is achieved when the ozone dose is 48.3 mg/min and the initial acid red 3R mass concentration is 100 mg/L. Under these conditions, the decolorization efficiency reaches to 100% after treatment for 30 min, the TOC removal efficiency reaches to 78.0% after treatment for 120 min, the reaction rate constant of TOC removal is 0.015 min-1and the ozone utilization efficiency is higher than 99%. With addition of the coal-based activated carbon of 5 g/L, the decolorization efficiency reaches to 100% after treatment for 15 min, the TOC removal efficiency reaches to 91.2% after treatment for 120 min and the reaction rate constant of TOC removal increases to 0.037 min-1.The accumulation and following degradation of intermediate products of small molecule organic acid happens during treatment process, and as a result, the solution pH decreases initially and then increases. Therefore, the optimization of influencing factors for microbubble ozonation could increase both contaminant removal rate and ozone utilization efficiency, and then improve treatment performance significantly.

water pollution control engineering; ozonation; microbubble; acid red 3R wastewater; influencing factor

2016-07-01；

2017-05-04；責(zé)任編輯：王海云

河北省自然科學(xué)基金(E2015208140)；2015年石家莊市裕華區(qū)科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計劃

押玉榮(1968—)，女，河北石家莊人，高級工程師，主要從事廢水處理技術(shù)方面的研究。

劉 春教授。E-mail：liuchun@hebust.edu.cn

1008-1542(2017)04-0403-08

10.7535/hbkd.2017yx04013

X522

A

押玉榮，陳曉軒，杜亞威，等.微氣泡臭氧氧化處理酸性大紅3R廢水的影響因素[J].河北科技大學(xué)學(xué)報,2017,38(4):403-410. YA Yurong, CHEN Xiaoxuan, DU Yawei, et al.Influencing factors on microbubble ozonation treatment of acid red 3R wastewater[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2017,38(4):403-410.