【干货】臭氧催化氧化技术九大问答！
- 2023/6/9 10:04:03
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- 来源：环保小蜜蜂
- 关键词:臭氧催化氧化污水处理
目前，污水深度处理工艺工程可行技术并不多。活性炭吸附、其它化学吸附剂、芬顿法属氧化、膜法和曝气生物滤池等工艺，虽然各有各的优点，但也有一定的局限性，相比来说，催化臭氧氧化是绿色工艺。
1、为什么说，污水深度处理工艺工程可行技术并不多?
简述几个工艺。活性炭吸附:水处理效果是好的，除费用高外，主要是需要再生废炭量达万分之十左右，活性炭再生工艺是个问题;其它化学吸附剂:脱附需要酸碱，脱附液达3 – 5%，同样是难题。芬顿法属氧化，有机物去除效果尚好，但硫酸亚铁加量上千ppm，还有双氧水和液碱等，仅去除了一百ppm左右的COD，产泥量和产盐量越来越是问题。膜法和曝气生物滤池都有其局限性。
2、为什么说，催化臭氧氧化是绿色工艺?
从原理上，催化臭氧工艺与芬顿工艺氧化有机物的方法是相同的，都是依靠•OH。但产生•OH的途径不同。芬顿工艺是在酸性条件下依靠Fe2+催化H2O2，属同相催化。不仅要加化学药剂，中和后产生大量的铁泥和硫酸根。而催化臭氧依靠的是“过渡金属化合物”，催化剂是固相，异相催化，真正意义的催化剂，且在pH中性条件下催化，不产泥、不产盐。
3、应用于深度处理，为什么臭氧一定要催化?
臭氧虽然是种强氧化剂，能氧化很多种有机物。但要搞清楚一个概念:能氧化，并不等于能彻底氧化。将大分子有机物氧化成小分子醇、醛、有机酸等，有机物并没有去除，甚至TOC值没有变化。何况，臭氧并不能直接氧化生化出水中很多种有机物。大量实验表明，臭氧的直接氧化对大部分废水的生化出水，COD去除率仅10 – 20%。而催化后，臭氧分解产生•OH，不仅氧化能力更强，氧化有机物的种类也更多。
4、为什么说，催化臭氧在深度处理中应用是种新工艺?
曾有工程界人士认为，在水处理中臭氧的应用有大量的工程实践，即指臭氧在给水中的消毒与在工业废水中的脱色。但臭氧在深度处理中应用，与前两者完全不同。消毒，仅需破坏细胞的生理功能，不需要改变有机物分子形态;脱色，也仅需要改变分子结构中显色基团;而深度处理要求将有机物彻底氧化。在投加量上，消毒仅需2 – 3 ppm;而在深度处理中需投加上百个ppm;更需要使用催化剂。
5、铁基催化剂有什么特点?有几种?
“过渡金属的化合物是臭氧催化剂”。铁，是过渡金属，它的化合物也是催化剂。据报道:Fe3O4、Fe2O3都有催化功能。关于纯物质的催化能力，有种学术观点认为:固相中有OH的过渡金属化合物，易于催化形成•OH。但各种催化成份的催化能力，在工程实践的意义并不大，主要是催化剂总量。
大部分通过浸渍、烧结制备的催化剂，催化成份的量仅有几十个微米厚。与之不同的催化剂里外都是有效的催化成份，也可能在氧化环境中催化剂表面保持并可重新形成有效的催化成份，所以有持久的催化能力。
6、臭氧在深度处理中的应用，工艺难点在哪里?
臭氧比空气重，溶解度是氧气的13倍;关键臭氧不是稳定的气体，常温下净水中的半衰期只有20分钟，且温度和杂质对臭氧半衰期影响很大，在工业废水中一般只有数分钟。深度处理工艺中关键，是在臭氧无效分解之前，经催化臭氧有效分解产生•OH。因此，反应器单位体积催化剂表面积(与催化剂比表面积概念有所不同)是十分重要的参数。简单地说:催化剂的量要多;三相传质条件要好。
7、铁屑基催化剂有什么特点?有什么工艺优越?
铁屑经表面经改性形成FeOOH，一方面是催化成份，有效地催化臭氧;另一方面又是纯化成份，保护铁屑内的零价铁。因此，改性铁屑在催化臭氧反应器中成为化工意义的填料，且比表面积比商品填料拉西环、鲍尔环高出七-八倍。铁屑基催化剂成品做成规整化填料，或称单元化填料，如“蜂窝或沙琪玛”形状，大大提高了工程上的催化效果。
(1)规整化填料，避免了运输和使用过程中填料表面相互摩擦，从而保护表面改性所形成的有效催化成份FeOOH；
(2)沙琪玛状单元化填料孔隙率虽大，孔隙孔径却很小。因为•OH在水中的寿命只有纳秒级，即:•OH不可能通过水流扩散传质，去氧化液相主体有机污染物;只能通过微观传质(如布朗运动)，就近氧化液体中有机物。孔径很小的规整化填料为此创造了条件。
流化态的催化剂，若使用量较小，难以起到工程意义的催化效果。
在适宜的参数范围内对铁刨花进行压缩，保证铁屑基规整化填料具有较大的比表面积、较大的孔隙率、较小的孔径范围、较大的孔隙连通率，是制作规整化填料的关键。
8、催化臭氧工艺对臭氧发生器有什么要求?
在臭氧消毒中，臭氧浓度很低，因此对臭氧发生器没有什么要求。在深度处理中，臭氧投加量大;且氧化反应困难，从反应动力学角度，希望臭氧浓度高;因此，供气浓度高的臭氧发生器是选择的方向。此外，即使臭氧浓度很高的供气，气体中绝大部分仍然是氧气。
臭氧发生器，有的使用纯氧源，有的使用空气源。除臭氧供气浓度外，空气源将会给深度处理中总氮的去除带来负面影响，不建议采用。
9、介绍一下催化臭氧工艺的反应器形式。
效果好的当然是塔式反应器，钢结构，一般在水量3000M3/d以下时使用;在水量5000M3/d以上时，从工程经济考虑，只能使用钢筋混凝土结构，流型设计为折流式，但水力停留时间、催化剂量等应适当放大。
原标题：【干货】臭氧催化氧化技术九大问答！
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