臭氧催化氧化是利用臭氧在催化劑作用下產(chǎn)生的羥基自由基 [·OH]氧化分解水中有機(jī)污染物,由于·OH的氧化能力極強(qiáng),且氧化反應(yīng)無選擇性,所以可快速氧化分解絕大多數(shù)有機(jī)化合物(包括一些高穩(wěn)定性、難降解的有機(jī)物)。負(fù)載金屬的活性炭催化劑是由微小結(jié)晶和非結(jié)晶部分混合組成的復(fù)合物,催化劑表面含有大量的酸性或堿性基團(tuán)。這些酸性或堿性基團(tuán)的存在特別是羥基、酚羥基的存在,使催化劑不只具有吸附能力,而且還具有催化能力。臭氧/催化劑協(xié)同作用過程中,在催化劑的作用下使臭氧分解產(chǎn)生[·OH]從而引發(fā)鏈反應(yīng),此反應(yīng)還會產(chǎn)生十分活潑的、具有強(qiáng)氧化能力的單原子氧[·O]。臭氧催化劑將臭氧的強(qiáng)氧化性和催化劑的吸附、催化特性結(jié)合起來,能較為有效地解決有機(jī)物降解不完全的問題。武漢臭氧催化氧化反應(yīng)器生產(chǎn)廠家
水處理用的高級氧化方法,臭氧不只具有直接氧化廢水中的有機(jī)物能力,還有很好的脫色和去味功能,并且在氧化過程中不產(chǎn)生污泥。臭氧在水中分解速度很快,分解的產(chǎn)物為氧氣,可以幫助處理后水充氧,且?guī)缀鯖]有二次污染,故臭氧的應(yīng)用越來越多。臭氧由于不穩(wěn)定且極易分解,故臭氧都是現(xiàn)場產(chǎn)生并立即投入使用。較常用的臭氧生產(chǎn)方法為高壓放電法,為提高臭氧的產(chǎn)生效率及延長臭氧機(jī)的使用壽命,往往使用純氧作為氧源來生產(chǎn)臭氧,故臭氧也是帶有高能量的產(chǎn)品。為降低使用臭氧的成本,提高臭氧的氧化效率,在臭氧高級氧化廢水的處理過程中,研究開發(fā)各種臭氧氧化催化劑也就成為研究的熱點。離子型臭氧氧化催化劑,一些過鍍金屬或貴金屬離子,具有在水中加速臭氧分解的作用,從而能對臭氧的氧化具有催化功能。武漢臭氧催化氧化反應(yīng)器生產(chǎn)廠家臭氧催化反應(yīng)器在常溫下具有一定的抑菌效果,可用于處理裝飾材料、家具等的消毒處理。
眾所周知,臭氧的氧化性極強(qiáng),其氧化比氟略低。高于氯和高錳酸鉀?;诔粞醯膹?qiáng)氧化性,很多污水站都開始采用臭氧工藝來處理污水,并且臭氧在水中可短時間內(nèi)自行分解,沒有二次污染,是一種理想的氧化藥劑。目前,臭氧氧化技術(shù)在污水處理中得到了多方面的應(yīng)用。臭氧不只具有很強(qiáng)的消毒殺菌作用,還可以氧化去除水中的污染物質(zhì)。但是采用臭氧氧化難降解污水還需要考慮臭氧的使用量,由于臭氧的氧化對污染物具有選擇性,所以直接采用臭氧進(jìn)行氧化的效率是非常低的,從而對難降解有機(jī)物的去除率也比較低。針對這一點出現(xiàn)了臭氧用催化劑,從而提高了臭氧氧化的利用率。
臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧通過氣水接觸設(shè)備擴(kuò)散到待處理水中,通常使用微孔擴(kuò)散器、氣泡塔或噴射器、渦輪混合器等。臭氧的利用率要在90%以上,剩余的臭氧將隨尾氣排放。為避免污染空氣,尾氣可采用活性炭或雜多酸劑分解,臭氧也可采用催化燃燒法分解。水溶液中臭氧分解非常重要的一個影響因素是PH值,在發(fā)生O3和H2O2/O3反應(yīng)體系中,需要合理的控制PH值,因為如果pH值太低會直接影響到臭氧氧化反應(yīng),使得反應(yīng)具有一定的選擇性,不能有效的將有機(jī)物的去除,隨著PH值的不斷增加,溶液中的OH-不斷增加,其也會進(jìn)一步加強(qiáng)氧化能力的反應(yīng),不斷提高整體的反應(yīng)效率。但由于pH值過高,其中會有OH清除劑,會消耗其中的羥基自由基,對整個過程中有機(jī)污染物的氧化會產(chǎn)生很大的影響。臭氧催化反應(yīng)器應(yīng)盡量避免在密閉空間內(nèi)使用,以免對人體造成傷害。
臭氧雖然具有很強(qiáng)的氧化性,但由于其高選擇性,在反應(yīng)過程中很難去除污水。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,這方面的研究越來越多,臭氧水處理也在不斷改進(jìn)。目前,利用臭氧的均相催化和多相催化來達(dá)到降解有機(jī)物的目的。間接催化反應(yīng)主要是臭氧可以直接或通過觸發(fā)反應(yīng)、增殖反應(yīng)和終止反應(yīng)產(chǎn)生的自由基氧化多種化合物,每個反應(yīng)產(chǎn)生不同的自由基。自由基和水中有機(jī)物的反應(yīng)速度很快,同時不需要選擇,關(guān)鍵部分是羥基自由基。羥基自由基是較常見的氧化劑,其氧化電極電位只低于氯,它的優(yōu)點是能迅速與有機(jī)物反應(yīng),而且不需要選擇,很容易與氣體不同位置的有機(jī)物反應(yīng),產(chǎn)生易氧化的中間產(chǎn)物。對于這些游離基因來說,反應(yīng)速度很快,目前的反應(yīng)速率已經(jīng)達(dá)到了106~109L/mol s,所以各個有機(jī)化合物的催化臭氧反應(yīng)速度是相似的,所以也造成了自由基反應(yīng)的選擇性低。臭氧催化反應(yīng)器在水處理中常使用反應(yīng)后的水在再次消毒,以保證水的安全衛(wèi)生。河南循環(huán)流化床式臭氧催化氧化反應(yīng)器
臭氧催化反應(yīng)器的反應(yīng)溫度較高。武漢臭氧催化氧化反應(yīng)器生產(chǎn)廠家
臭氧在深度處理中的應(yīng)用,工藝難點在哪里?臭氧比空氣重,溶解度是氧氣的13倍;關(guān)鍵臭氧不是穩(wěn)定的氣體,常溫下凈水中的半衰期只有20分鐘,且溫度和雜質(zhì)對臭氧半衰期影響很大,在工業(yè)廢水中一般只有數(shù)分鐘。深度處理工藝中關(guān)鍵,是在臭氧無效分解之前,經(jīng)催化臭氧有效分解產(chǎn)生?OH。因此,反應(yīng)器單位體積催化劑表面積(與催化劑比表面積概念有所不同)是十分重要的參數(shù)。簡單地說:催化劑的量要多;三相傳質(zhì)條件要好。在臭氧消毒中,臭氧濃度很低,因此對臭氧發(fā)生器沒有什么要求。在深度處理中,臭氧投加量大;且氧化反應(yīng)困難,從反應(yīng)動力學(xué)角度,希望臭氧濃度高;因此,供氣濃度高的臭氧發(fā)生器是選擇的方向。隨便說一句,即使臭氧濃度很高的供氣,氣體中絕大部分仍然是氧氣。武漢臭氧催化氧化反應(yīng)器生產(chǎn)廠家