摘要：随着工业污水与生活废水排放量的增长，环境污染日益加剧，降低污水对环境的危害迫在眉睫。色度作为污水治理的重要方向之一，逐渐被广泛重视。为了减少污染、提高工业用水再利用率，对污水色度的特征及危害进行了分析，验证了生化尾水色度、CODcr与腐殖酸浓度有关，色度与铁锰离子浓度无关，最终探究了臭氧氧化工艺中臭氧浓度与氧化时间对生化尾水色度去除率的影响，确定了最佳氧化时间为7 min，最佳臭氧质量浓度为3.05 mg/L，为后续生化尾水色度去除研究提供了理论基础。

　　关键词：臭氧氧化工艺；生化尾水；色度；CODcr；腐殖酸

　　随着工业污水与生活废水的积累，环境污染的进程逐渐加快，为了减小水污染对环境的负面影响，人们对水污染研究越来越重视。色度是水污染评价的关键指标之一，不仅在客观因素上对人类生活造成影响，而且其含有的有色金属离子与显色有机物对于环境有很大危害，因此污水色度的治理成为了一项重要的工作，本文以某污水处理厂的生化尾水为例，研究臭氧氧化工艺对生化尾水色度去除效果，为色度去除研究提供理论实践指导。

　　1污水色度的特征及危害分析

　　污水的色度是有效评价水体污染程度的重要指标之一，为了降低污水厂生化尾水对环境的污染，需要以色度为污水治理的研究方向，对其特征与危害进行分析。

　　1.1污水色度的特征分析

　　研究表明，污水产生颜色的主要原因是有可发色的有机物和着色金属离子。在印染废水中色度与酚类、苯系有关，在化工废水中色度来源于有机物的共轭建、显色基团等有关，常见的共轭建有C=C和C=O，常见的显色基团有N=O、N=N等；工业废水中存在的二价铁离子、三价铁离子、铜离子、锰离子及螯合物，都会导致水的色度变化。

　　1.2污水色度的危害分析

　　高色度污水对于生物与环境有很大的危害性，常见的有以下3种：高浓度污水中含有大量有机质，会导致水中的微生物呼吸困难，对于水生生物有致命影响；高色度污水中光投射率下降，会影响水底生物正常繁殖；高色度污水中的重金属离子与显色有机物会在食物链中进行传播与积累，危害动物与人类健康。

　　2生化尾水色度成因研究

　　本文所研究的生化尾水取自于某工业污水处理厂污水处理系统的出水口，首先对导致生化尾水色度的因素进行分析，将尾水样品分为两部分，一部分用于测定腐殖酸与CODcr等指标，另一部分用于测定铁、锰金属离子。

　　2.1腐殖酸与CODcr测定

　　取100 mL水样加入EDTA，烘干后加入氢氧化钠与焦磷酸钠，振荡后离心，使用光度计测定待测水样中的腐殖酸浓度；分别配置质量浓度5、10、20、30、40、50、60 mg/L腐殖酸溶液，观察显色情况，并测定质量浓度20~200 mg/L腐殖酸溶液中的CODcr。

　　根据对比结果可知，生化尾水样品的腐殖酸质量浓度为41.4 mg/L，腐殖酸质量浓度越高溶液颜色越深，且CODcr值随着腐殖酸浓度升高而升高，两者关系如图1所示。

　　2.2铁、锰金属离子测定

　　取50 mL水样加入盐酸羟胺与盐酸试剂，消解后加入乙酸钠溶液、领菲啰啉试剂，使用光度计测定待测水样中的铁离子浓度；分别配置50 mL的质量浓度0、1、2、3、4、5 mg/L的铁离子溶液，消解后加入乙酸钠溶液、领菲啰啉试剂，使用光度计测定待测水样中的铁离子浓度，与水样的铁离子浓度进行对比，显色结果如图2所示。

　　根据对比结果可知，生化尾水样品的铁离子质量浓度在0.1~0.7 mg/L之间，且不同浓度铁离子溶液的颜色几乎无变化，可知生化尾水的色度不是由铁离子引起的。

　　取25 mL水样加入酸进行消解，调节pH，加入试剂后用光度计测定锰离子浓度；分别配置质量浓度为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/L锰离子溶液，加入酸进行消解，调节pH、加入试剂后用光度计测定锰离子质量浓度，与水样的锰离子进行对比，显色结果如图3所示。

　　根据对比结果可知，生化尾水样品的锰离子质量浓度在0.2~0.4 mg/L之间，且不同质量浓度锰离子溶液的颜色几乎无变化，可知生化尾水的色度不是由锰离子引起的。

　　根据上述研究可知，生化尾水中的显色物质主要是腐殖酸，质量浓度约为40 mg/L，此时生化尾水样品中的CODcr值约为20 mg/L。

　　3臭氧氧化工艺对生化尾水色度的研究

　　臭氧具有强氧化性，能够提高水的降解能力，有良好的脱色效果。臭氧氧化一方面能够改变溶液中有机物的结构，另一方面能够减少水质中的CODcr、色度等，因此，本文探究臭氧氧化时间、臭氧氧化浓度对CODcr和色度去除的影响。

　　3.1臭氧氧化时间实验分析

　　取5份200mL生化尾水样品，臭氧流量为15mL/min，氧化时间分别设置为2、5、10、15、20 min，实验结束后使用密闭消解法测定CODcr，使用稀释倍数法测定生化尾水的色度，观察臭氧氧化时间对生化尾水CODcr和色度的影响，实验结果如图4所示。

　　据图4可知，就CODcr去除率而言，在0~10 min内，CODcr去除率随着氧化时间的增加而缓慢增大，10~15min内，CODcr去除率上升，且增幅较大，15~20min内CODcr去除率几乎保持不变；就色度去除率而言，在0~5 min内，色度去除率随着氧化时间的增加而缓慢增大，5~7 min内，色度去除率快速增长，7~20 min内，色度去除率先较快增长，而后趋势变慢并稳定增长，综合考虑经济因素与臭氧氧化效率，选择最佳氧化时间为7 min。

　　3.2臭氧氧化浓度试验分析

　　取5份450 mL生化尾水样品，分别通入质量浓度为1.52、2.29、3.05、3.81、4.57 mg/L的臭氧进行反应，臭氧氧化时间均设置为7 min，对氧化后的生化尾水CODcr和色度进行测定，观察臭氧浓度对生化尾水CODcr和色度的影响，实验结果如图5所示。

　　据图5可知，生化尾水的CODcr和色度随着臭氧浓度增大而减小，就CODcr去除率而言，臭氧质量浓度在1.52~3.05 mg/L之间，随着臭氧质量浓度的增加，CODcr去除率逐渐增大，增幅逐渐减小，臭氧质量浓度在3.05~4.57mg/L之间，CODcr去除率几乎无变化；就色度去除率而言，臭氧质量浓度在1.52~3.05 mg/L之间，随着臭氧质量浓度的增加，色度去除率逐渐增大，增幅逐渐减小，臭氧质量浓度在3.05~4.57 mg/L之间，色度去除率几乎无变化，因此基于经济效益与生化尾水色度去除效果考虑，选择最佳臭氧质量浓度为3.05 mg/L。

　　4结论

　　工业污水与生活废水的积累造成了环境的污染与能源的浪费，工业污水处理后的水质不稳定，成分复杂，为了降低其污染，使用臭氧氧化工艺对生化尾水色度进行研究，研究结论如下：

　　1）对污水色度的特征进行分析，了解色度的形成与金属离子、显色有机物有关；对污水色度带来的3危害进行分析。

　　2）对本文所研究的生化尾水色度成因进行分析，分别测定腐殖酸、铁离子与锰离子对生化尾水色度的影响，验证了色度与铁、锰离子浓度无关，色度、CODcr与腐殖酸浓度有关。

　　3）针对臭氧氧化工艺对生化尾水色度的影响进行研究，探究了臭氧质量浓度、氧化时间与色度去除率的关系，确定了最佳氧化时间为7 min，最佳臭氧质量浓度为3.05 mg/L。

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