臭氧纳米气泡对废水脱色反应原理

  臭氧在水中形成活泼的自由基（OH·）与污染物反应，使色素团中的不饱和键断裂，生成分子量小、无色的有机酸、醛等中间产物，从而达到脱色目的。

  臭氧微纳米气泡用于对色素的脱色反应可从臭氧纳米气泡对共轭л-电子系的氧化分解予以说明。染料中常见的基本组成为邻羟基偶氮色素。这些化合物与臭氧纳米气泡反应时，首先是臭氧纳米气泡对肼撑体(溶液中几乎总是以此形式存在)进行亲电子攻击。又如羟基苯甲烷系色素的酚酞通过内酯环的可逆性开、闭环产生颜色与失色，从而可用作指示剂。碱性酚酞易与臭氧纳米气泡起反应。臭氧纳米气泡在电子丰富的C=C键位进行1.3一加成反应，可切断色素骨架从而脱色。臭氧纳米气泡与三苯基甲胺系色素之孔雀绿反应时，同时攻击二甲胺部位的氮和碳骨架(C=C键)，此与酚酞反应时相同。带有C=N键的甲亚胺系色素与臭氧纳米气泡反应时对C=N键氮原子进行亲电子性反应。臭氧纳米气泡同时攻击C=N键和二甲胺基生成嗯唑烷环，共轭被切断而脱色。

  微纳米臭氧气泡超氧化设备广泛用于去除水中的难生物降解有机物，能提高废水的 BOD和 COD 的比值，使其废水达到可生化的目的。采用臭氧微纳米气泡超氧化法处理废水。在PH偏碱性的条件下降低废水 COD 的效果较好，同时废水COD 的去除效果随微纳米臭氧水浓度的增大而提高。

采用微纳米臭氧气泡氧化法处理废水超氧化能显著提高废水的可生化性。在碱性和臭氧纳米气泡浓度较高的条件下，对废水 BOD 与 COD 的比值的提高效果较好。

微纳米臭氧气泡处理废水PH值对氧化过程的主要影响因素：

（1）氧本身氧化能力强弱与PH值有关，微纳米臭氧分子中的氧原子本身具有强亲电子或质子特征，直接表现出强氧化性能。微纳米臭氧在水中的分解速度随PH值提高而加快。如果PH提高一个单位，微纳米臭氧分解大约会快三倍，从而产生更多的•OH，可见碱性条件下对产生强氧化性的•OH多么重要！

（2）废水中有机物物理、化学性质与PH值有密切关系。

（3）微纳米臭氧吸收率与PH值有一定的关系，通常碱性条件吸收要优于酸性条件。

（4）PH值在微纳米臭氧气泡氧化过程中的变化主要表现在中性（PH=7）或碱性（PH＞（5）条件下，PH值随氧化过程进行呈下降趋势，其原因是有机物氧化成小分子有机酸醛类物质。因此，要加强微纳米臭氧氧化反应，应不断进行PH值调节偏碱进行。

  臭氧微纳米气泡在处理难降解有机污染废水时，在碱性环境条件下使用低成本、大产率、高浓度微纳米臭氧可产生更多•OH参与污染物反应，改变其分子结构和化学性质成为易降解物质，比电解技术更有效、更具竞争力,结合传统生化工艺,可有效去除色度和难降解有机物並降低治理污染成本费用，在化工、制药、印染等行业应用前途广阔。废水通过臭氧微纳米气泡超氧化后的废水，其中的难降解的含酚、芳烃类的含量也大大降低，废水中芳烃类物质的含量越少，废水的 BOD 与 COD 的比值越高，可生化性越好。