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   近年來，氧化工藝在水處理的研究與發(fā)展方面受到了越來越多的關注。O3/H2O2工藝是氧化工藝中的一種，和其他AOPs 一樣，都是基于產生•OH，其氧化電位僅次于氟，達到2.8 V。該自由基的活性高、無選擇性，能夠將幾乎所有的有機化合物氧化成CO2和無機離子。O3和H2O2的聯(lián)合作用加快了O3的分解，進而促進了•OH 的生成[4-5]，提高了有機化合物的降解效率。此外，H2O2的加入是將單純的臭氧化作用轉變?yōu)檠趸に嚭蛕ui可行的途徑。因此，不論從氧化效能還是效益上來看，O3/H2O2工藝在水處理應用中都是不錯的選擇。

臭氧水處理的反應機理及影響因素

    O3是一種強氧化劑，它對有機物的氧化機制有兩種：臭氧分子直接氧化以及O3分解產生•OH 的間接氧化[11]。其中O3直接氧化具有選擇性，主要針對不飽和鍵、芳香族化合物以及含氨基物質，而間接氧化依賴產生的•OH 實現(xiàn)，具有無選擇性并且反應速率更快[12]。O3氧化的反應機制取決于水體本身，尤其是溶液的pH、堿度以及包含的天然有機物成分。在酸性或者游離基清除劑存在條件下發(fā)生臭氧分子直接分解，而在堿性或者有促進自由基鏈式反應的溶質存在條件下則產生•OH 來進行反應[11-12]。

    O3/H2O2工藝是在O3氧化的基礎上添加誘發(fā)O3快速

    產生•OH的H2O2來進行反應，其反應機理如下：

         H2O2→HO2-+H+； （1）

         O3+HO2-→•OH+O2-+O2； （2）

         O3+O2-→O3-+O2； （3）

         O3-+H2O→•OH+HO-+O2； （4）

        •OH+污染物→產物。（5）

    在此過程中，H2O2解離產生的HO2-可以引發(fā)鏈反應產生更多的•OH，從而式（1）顯示的反應至關重要，而H2O2是二元弱酸，其解離受pH影響很大，因此反應液的pH 是影響反應的一個重要因素。O3和H2O2的投加量決定了反應體系中氧化劑的初始濃度，繼而決定了體系反應速率。鏈式反應受引發(fā)劑、促進劑、抑制劑的影響很大，因此反應體系中除目標污染物外的共存物的種類與濃度對反應的影響也很大。另外，從反應式中可以看出，O3/H2O2工藝中氧化劑本身反應之后生成的是O2和H2O，不會對環(huán)境造成任何污染，因此無論從氧化效率還是環(huán)境角度來看，該工藝都是值得推崇的。

 

臭氧水處理的影響因素

    H2O2與O3的比例

    將上式（1）～式（4）聯(lián)立可得，

         2O3+H2O2→2•OH+3O2。（6）

    反應式（6）顯示生成一個單位的•OH 所消耗的H2O2與O3的理論摩爾比是0.5，摩爾比小于0.5會限制•OH的生成，大于0.5 時多余的H2O2會和水中的有機成分競爭•OH，從而使H2O2變成•OH的猝滅劑[15]。但在實際水樣的研究中，由于水樣成分的復雜性，可能會存在一些影響產生•OH的鏈式反應的離子，從而會導致H2O2與O3的比值偏離理論值；

  另外，不同的反應器以及應用工藝也會對該比值產生影響，這樣也就給實際操作帶來了一定的復雜性和不確定性。在O3/H2O2降解阿特拉津影響因素研究中得出，H2O2與O3的摩爾比為0.75 時處理效果*。

  PH對整個反應體系的影響H2O2解離是反應體系鏈式反應的關鍵步驟，共軛堿HO2-是反應中的活性物質，它的濃度受pH 的影響很大。在較高的pH條件下，即使是較低濃度的H2O2溶液也能解離出能夠有效地促使O3分解的引發(fā)劑HO2-[19-20]；而在酸性pH 條件下，H2O2與O3的反應非常慢；當pH 在5 以上時，O3和H2O2的分解速率提高很快[19]。亞爾斯蘭等人研究發(fā)現(xiàn)，O3/H2O2工藝處理印染廢水中臭氧的吸收主要取決于廢水的pH，研究結果顯示H2O2濃度為10 mmol/L、pH=11.5時臭氧的吸收率為74%，當pH=2.5、H2O2濃度不變時，臭氧的吸收僅有11%[21]。pH并非越高越好。倪曉曉[22]在O3/H2O2氧化法預處理酒精廢水的研究中得出*pH 為11，超過這個值時COD的去除率反而降低。從目前的研究來看，針對不同的水體或者不同的去除物質O3/H2O2 所要求的pH 是不一樣的，但大部分在7～12 范圍內。

水中共存物對O3/H2O2反應體系的影響

    O3/H2O2反應體系共存的一些物質常常成為自由基鏈式反應的引發(fā)劑、促進劑以及抑制劑[23]。實際水樣的成分復雜多變，水中共存的化學物質對O3/H2O2氧化作用的影響也越來越受到研究者的關注與重視。于穎慧指出[24]，水中本底成分對O3/H2O2氧化降解2，4-D的有較大的影響：自由基捕獲劑叔丁醇以及高濃度的腐殖酸、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Zn2+ 對于2，4-D 的去除具有較明顯的抑制作用，但是HCO3-以及一定濃度的腐殖酸對水中2,4-D的氧化降解有一定的促進作用；Co2+、Ni2+、Ca2+、Cr3+在較低濃度時對2，4-D的氧化降解有促進作用，高濃度時候有一定的抑制作用。

（1）廢水溶液化學組分對O3/H2O2降解因組分種類而異；HCO3-、HCOO-、Cu2+對O3/H2O2作用功效具有抑制作用，Al3+具有促進作用；

（2）不同組分間可以不同的聯(lián)合作用方式影響O3/H2O2的作用功效，如HCO3-與HCOO-之間為協(xié)同作用，Cu2+與HCOO- 之間為獨立作用，Al3+ 與HCOO- 之間可近似認為是相加作用。