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造纸产业是关乎国民经济的基础原材料产业,废水污染问题是制约其发展的重要因素。造纸废水经二级生化处理可去除90%以上的BOD和COD,但废水中仍然含有难以生物降解的的水溶性木素及其衍生物,导致出水难以达到国家排放标准。本文以四种具代表性的木素衍生物模型物和实际的制浆废水二级生物处理出水为研究对象,研究了臭氧氧化过程对目标污染物的降解去除效果及生物降解效果影响的规律,并对目标污染物在臭氧氧化过程中的降解途径进行了初步探讨。首先,考察初始pH值、温度、臭氧浓度和目标物初始浓度对木素衍生物模型物及CODCr降解去除效果的影响。结果表明,在实验范围内,四种模型物水溶液CODCr去除效果随着初始pH值、温度和臭氧浓度的提高而增强;且丁香酚、愈创木酚、藜芦醇、DOP水溶液初始浓度分别在1.0 mmol/L、0.5 mmol/L、1.5 mmol/L和0.2 mmol/L时降解效果最优。经过60 min的臭氧氧化过程,丁香酚、愈创木酚、藜芦醇、DOP水溶液和制浆废水去除率分别为67.77%、69.58%、55.25%、57.01%和58%。在此基础上,对木素衍生物CODCr降解动力学进行探讨,研究发现丁香酚和愈创木酚水溶液CODCr降解符合两段拟一级动力学特征(0~10 min和10~60 min),藜芦醇水溶液CODCr降解在不同初始目标物浓度范围下符合两段拟一级动力学特征(84~252 mg/L和252~420mg/L),DOP水溶液CODCr降解符合一段拟一级动力学特征,并分别建立了四种木素衍生物模型物CODCr降解的动力学模型。而制浆废水在初始pH值=11,反应温度25℃,臭氧浓度为24.83 mg/L,废水初始浓度为386.61mg/L臭氧化条件下,氧化降解60 min后CODCr去除率可达55%。接着,研究了臭氧氧化前后四种木素衍生物模型物和制浆废水的生物降解性的变化规律以及臭氧-生物联合工艺处理效果的变化。研究发现相比未经臭氧氧化预处理的模型物废水,臭氧氧化过程对废水生化效果改善明显,生物降解性大大提高,经臭氧-生物联合工艺处理后丁香酚、愈创木酚、藜芦醇和DOP的CODCr去除率分别达65%、75.4%、51.22%和47%,分别比未经臭氧预处理的木素模型物废水生物处理效果提高。而制浆废水在臭氧氧化30 min和60 min后再联合摇床法生物处理过程CODCr总去除率达54.6%和63.7%,表明延长对废水臭氧化过程,再经生化处理能进一步提高对废水的处理效果。最后,利用气相色谱-质谱联用技术,分析臭氧氧化反应前后木素衍生物模拟废水有机污染物组分的变化。结果发现,经臭氧氧化过程后,几种木素衍生物可降解成酯类、醛类、醇类和小分子脂肪酸(甲酸、乙酸)等物质,这些物质比较容易被微生物降解,从而提高废水的可生化性,这就是臭氧氧化过程能够提高木素衍生物废水生物降解性的内在原因。