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山東森洋環(huán)境技術(shù)有限公司
主營產(chǎn)品： 鐵碳填料，臭氧催化劑，芬頓催化劑，大氣VOCS催化劑，電催化氧化設(shè)備，微電解反應(yīng)器，電絮凝設(shè)備，電芬頓設(shè)備，三維電解設(shè)備，臭氧催化氧化塔，芬頓反應(yīng)器 |
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臭氧催化氧化的技術(shù)工作原理
2023-12-25 閱讀(1021)
隨著醫(yī)藥、化工、染料等行業(yè)的發(fā)展，人工合成有機(jī)物種類與數(shù)量與日俱增，高濃度難降解廢水越來越多，成分越來越復(fù)雜，廢水中所含的污染物主要是難降解的有機(jī)物(芳烴類等)，BOD/COD很低，有時(shí)在0.1以下，難以生物降解，另外污染物毒性大，許多物質(zhì)如苯胺、硝基苯、多環(huán)芳烴等都被列入環(huán)境污染黑名單。因此高濃度難降解有機(jī)廢水的處理，是廢水處理的難點(diǎn)和熱點(diǎn)，通常難以用常規(guī)工藝處理，需要用到臭氧高級(jí)氧化處理工藝。
臭氧在催化劑的作用下產(chǎn)生羥基自由基(·OH，hydroxyl free radical)的氧化過程，屬于高級(jí)氧化過程(advancedoxidation process，AOP)，又稱高級(jí)氧化技術(shù)(advancedoxidation technol- ogy)。高級(jí)氧化技術(shù)是近 20年來環(huán)境領(lǐng)域新發(fā)展的一組技術(shù)，臭氧催化氧化以羥基自由基為核心的強(qiáng)氧化劑，快速、無選擇性氧化環(huán)境中的各種有機(jī)與無機(jī)污染物。
臭氧，化學(xué)式為O3，又稱三原子氧、超氧，因其類似魚腥味的臭味而得名，在常溫下可以自行還原為氧氣。由于臭氧是由氧分子攜帶一個(gè)氧原子構(gòu)成，決定了它只是一種暫存狀態(tài)，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，所以臭氧沒有二次污染。
臭氧直接氧化有兩種方式，一種是由O3分子或單個(gè)O原子直接參與反應(yīng)引起；另一種是由O3分解產(chǎn)生的·OH自由基作為強(qiáng)氧化劑參與完成的。O3是一種強(qiáng)氧化劑，其氧化還原電位為2.07eV，能有效去除色、濁、嗅味，去除廢水中酚、氰、硫化物、農(nóng)藥、石油類等污染物。
水處理過程中以羥基自由基作為主要氧化劑的氧化過程稱為AOPs過程即稱為高級(jí)氧化技術(shù)。·OH的E°為2.8eV，僅次于F(3.05eV)，是自然界中存在的強(qiáng)氧化劑，幾乎無選擇性地和廢水中所有的污染物發(fā)生反應(yīng)，將常規(guī)氧化劑、臭氧和氯不能氧化分解的有機(jī)物，氧化為CO2和H2O。
O3在催化劑作用下產(chǎn)生了·OH，使污染物的降解變得快速而充分，同時(shí)該技術(shù)不產(chǎn)生二次污染；單一的O3直接氧化反應(yīng)具有選擇性，無法降解廢水中所有的有機(jī)污染物，降解不完整，出水效果不穩(wěn)定。
臭氧催化高級(jí)氧化技術(shù)特色主要體現(xiàn)在兩方面：
一是臭氧曝氣系統(tǒng)；
二是臭氧催化劑：臭氧在催化劑表面的化學(xué)吸附導(dǎo)致生成活性物質(zhì)，該活性物質(zhì)可以與非化學(xué)吸附的有機(jī)物分子發(fā)生反應(yīng)；有機(jī)物在催化劑表面的化學(xué)吸附及其與氣相或液相臭氧的進(jìn)一步反應(yīng)；有機(jī)物和臭氧均化學(xué)吸附在催化劑表面上，然后進(jìn)行化學(xué)吸附位間的相互反應(yīng)。
臭氧催化氧化工藝簡介
在非均相催化臭氧氧化體系中，一般有三種可能的反應(yīng)機(jī)理：
1、臭氧化學(xué)吸附在催化劑表面，生成活性物質(zhì)后與溶液中的有機(jī)物反應(yīng)。
2、有機(jī)物分子通過化學(xué)鍵的作用吸附在催化劑表面，進(jìn)一步與氣相或液相中的臭氧反應(yīng)。
3、臭氧和有機(jī)物分子同時(shí)被吸附在催化劑表面(絡(luò)合物作用)，隨后二者發(fā)生反應(yīng)。
臭氧催化劑特點(diǎn)
1、本催化劑機(jī)械強(qiáng)度大、使用壽命長。多孔材料為催化劑提供了巨大的比表面積，使得催化反應(yīng)在單位時(shí)間內(nèi)有更高的效率。
2、本催化劑的活性組分以具有活性的過渡金屬/氧化物為主，與載體物料性質(zhì)相近，附著強(qiáng)度高；通過高溫?zé)Y(jié)成型解決催化劑流失率的問題，防止二次污染。
3、采用本催化劑進(jìn)行臭氧催化氧化反應(yīng)，可顯著提高臭氧與污染物的反應(yīng)速率，有效降低處理成本。配合我司的臭氧氧化塔設(shè)備，可以減少臭氧投加量30%以上，臭氧利用率可達(dá)98%
以上。以化工廢水預(yù)處理、印染廢水深度處理為例，可比采用常規(guī)方法需投加臭氧量減少 30%，噸水運(yùn)行費(fèi)用亦可降低30%。
