| (2)随着反应的进行，溶液的pH值下降，酸性环境不利于·OH的存在，反应由·OH自由基反应为主导转变为臭氧直接氧化为主导，氧化还原电位降低，且反应具有一定的选择性，这种氧化方式的改变使得反应速度减慢。结合经济性考虑，本试验条件下较为合理的反应时间是10min。
2.2 外加磁场对臭氧化反应的影响
图4磁场强度与色度处理效果的关系
Fig.4 Relationship between the magnetic field intensity and decoloration rate
图5磁场强度与UV254处理效果的关系
Fig.5 Relationship between the reaction time of UV254 and treatment efficiency
在臭氧投加量3.5mg/L的情况下，对比不同磁场强度下，废水臭氧化处理的效果。由图4、图5可以看出，在不同的磁化时间下，色度、UV254、COD去除率随着磁场强度的增加而增加。但是随着反应时间的延长，不同磁场条件下的色度、UV254、COD去除率有趋于一致的趋势。另外，在外加磁场强度为800Gs、2700Gs、3000Gs时，色度去除率达到最高去除率的反应时间比未加磁场时分别缩短了0min、6min、7 min；对于UV254的去除，外加磁场强度为800Gs、2700Gs、3000Gs时比未加磁场的反应时间缩短了5～10min。以上现象表明磁场加快了臭氧化反应体系中产生·OH的速率，但不能提高·OH的生成量。
2.3 磁强化臭氧氧化对出水可生化性的影响
系统稳定后，进水TOC平均为18.58mg/L左右，臭氧化出水TOC平均为14.82mg/L，去除率在20%左右；磁场强化臭氧化出水TOC平均为14.07mg/L左右，去除率在24%左右。分析认为，臭氧化改变了水中有机污染物的分子结构，将长链、环状的大分子污染物大部分氧化为小分子的化合物，并没有彻底氧化，机物的总量没有太大变化。磁场的作用加快了臭氧化反应体系中产生·OH的速率，但没有提高·OH的生成量，所以两种情况下出水的TOC值基本相同。
与此同时，臭氧氧化出水UV254平均为0.112，磁场强化臭氧氧化出水UV254平均为0.086，UV254/TOC分别为0.008，0.006。UV254/TOC这个比值是衡量水中有机物芳香构造程度的一个指标。一般而言，具有饱和构造的有机物(非紫外消光性)容易生化降解，而具有非饱和构造的有机物(紫外消光性)不易生化降解。因此，UV254/TOC比可以概略地表示单位TOC的有机物中具有非饱和构造成分的多寡。研究[9]结果表明UV254/TOC的值在0.02以下的原水适宜于生化降解处理。由此可知，水厂二级生化出水经臭氧化处理以后，更易于生化降解，可以进行后续生化深度处理，磁场强化臭氧化情况下要比单纯利用臭氧氧化的出水的生化性要好。
2.3 磁强化臭氧氧化体系反应机理讨论
磁场可以改变水的很多性质，且磁场对自由基反应的影响最为明显。在某些情况下，水中的臭氧反应可以产生自由基。自由基通过基元反应自促发生成·OH自由基。·OH自由基可以和水中大部分有机物（以及部分无机物）发生反应[5]。可以推测磁场能够提高·OH的产生速率或生成率。在没有外加磁场的情况下，一个产生于分子内部的磁场（称为局部磁场）可以为自由基对自旋状态的变化提供磁矩。在外加磁场作用下，自由基对的自旋矢量的拉莫尔(Larmor)旋进速度会发生变化。两个自旋矢量的旋进速度之差（Δω）可用下式表示[6]：
式中： ， g1与g2是两个自由基独电子的g值，与体系本性相关；μB是玻尔磁子；h是普朗克常数；HO是外磁场强度； 是两个自由基的超精细耦合常数；I是核自旋量子数。Δω值的大小可决定自由基对两个自旋矢量的S态向TO态转变的速度。按上面公式，上述转变速度会随△g的增大或HO的增大而提高[7]。按照△g机理，HO越大．S态与TO态之间转化的时间越短，S态向TO态转变的速度也就越快，即单重态的总数就越少，发生重结合的可能性就越小，化学反应速度就越快。
结合本试验作者认为：施加一个外加磁场能改变废水的理化性质，并影响化学反应的进行。磁场作用对反应过程中产生的自由基对在不同激发态间的转换速度有影响[8]，延长了自由基的寿命，使自由基主要进行笼外反应，从而提高了自由基反应效率，改变了化学反应进程。
3 结论
（1）通过试验，确定磁场强化臭氧氧化处理生化二级出水的最佳参数为臭氧投加量为3.5mg/L，磁场强度为3000Gs，反应时间为10min。
（2）磁场能促进臭氧化反应体系中产生·OH的速率，提高臭氧的氧化效率，缩短了反应时间，但不能提高·OH的生成量。在外加磁场强度为800Gs、2700Gs、3000Gs时，色度去除率达到最高去除率的反应时间比未加磁场时分别缩短了0min、6min、7 min；对于UV254的去除，外加磁场强度为800Gs、2700Gs、3000Gs时比未加磁场的反应时间缩短了5～10min。
（3）水厂二级生化出水经臭氧化处理以后，更易于生化降解，可以进行后续生化深度处理，磁场强化臭氧化情况下要比单纯利用臭氧氧化的出水的可生化性要好。 2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页 |
