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山東森洋環(huán)境技術有限公司
主營產品： 鐵碳填料，臭氧催化劑，芬頓催化劑，大氣VOCS催化劑，電催化氧化設備，微電解反應器，電絮凝設備，電芬頓設備，三維電解設備，臭氧催化氧化塔，芬頓反應器 |
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臭氧催化氧化的技術工作原理
2023-12-25 閱讀(739)
隨著醫(yī)藥、化工、染料等行業(yè)的發(fā)展，人工合成有機物種類與數(shù)量與日俱增，高濃度難降解廢水越來越多，成分越來越復雜，廢水中所含的污染物主要是難降解的有機物(芳烴類等)，BOD/COD很低，有時在0.1以下，難以生物降解，另外污染物毒性大，許多物質如苯胺、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廢水的處理，是廢水處理的難點和熱點，通常難以用常規(guī)工藝處理，需要用到臭氧高級氧化處理工藝。
臭氧在催化劑的作用下產生羥基自由基(·OH，hydroxyl free radical)的氧化過程，屬于高級氧化過程(advancedoxidation process，AOP)，又稱高級氧化技術(advancedoxidation technol- ogy)。高級氧化技術是近 20年來環(huán)境領域新發(fā)展的一組技術，臭氧催化氧化以羥基自由基為核心的強氧化劑，快速、無選擇性氧化環(huán)境中的各種有機與無機污染物。
臭氧，化學式為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氧原子構成，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O原子直接參與反應引起；另一種是由O3分解產生的·OH自由基作為強氧化劑參與完成的。O3是一種強氧化劑，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過程即稱為高級氧化技術。·OH的E°為2.8eV，僅次于F(3.05eV)，是自然界中存在的強氧化劑，幾乎無選擇性地和廢水中所有的污染物發(fā)生反應，將常規(guī)氧化劑、臭氧和氯不能氧化分解的有機物，氧化為CO2和H2O。
O3在催化劑作用下產生了·OH，使污染物的降解變得快速而充分，同時該技術不產生二次污染；單一的O3直接氧化反應具有選擇性，無法降解廢水中所有的有機污染物，降解不完整，出水效果不穩(wěn)定。
臭氧催化高級氧化技術特色主要體現(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吸附導致生成活性物質，該活性物質可以與非化學吸附的有機物分子發(fā)生反應；有機物在催化劑表面的化學吸附及其與氣相或液相臭氧的進一步反應；有機物和臭氧均化學吸附在催化劑表面上，然后進行化學吸附位間的相互反應。
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機理：
1、臭氧化學吸附在催化劑表面，生成活性物質后與溶液中的有機物反應。
2、有機物分子通過化學鍵的作用吸附在催化劑表面，進一步與氣相或液相中的臭氧反應。
3、臭氧和有機物分子同時被吸附在催化劑表面(絡合物作用)，隨后二者發(fā)生反應。
臭氧催化劑特點
1、本催化劑機械強度大、使用壽命長。多孔材料為催化劑提供了巨大的比表面積，使得催化反應在單位時間內有更高的效率。
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，與載體物料性質相近，附著強度高；通過高溫燒結成型解決催化劑流失率的問題，防止二次污染。
3、采用本催化劑進行臭氧催化氧化反應，可顯著提高臭氧與污染物的反應速率，有效降低處理成本。配合我司的臭氧氧化塔設備，可以減少臭氧投加量30%以上，臭氧利用率可達98%
以上。以化工廢水預處理、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%，噸水運行費用亦可降低30%。
