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2024-04-11
在高濃度有機廢水處理領域，臭氧氧化技術因其不產(chǎn)生二次污染物等特點被市場高度認可，與臭氧單獨作為氧化劑相比，臭氧在催化劑的作用下形成的·OH與有機物的反應速率更高、氧化性更強，可將臭氧單獨氧化無法降解的部分小分子有機酸、醛等有機物完全礦化，因而臭氧催化氧化技術成為諸多高濃度有機廢水處理技術中的開發(fā)對象。
催化臭氧技術的應用現(xiàn)狀
目前，臭氧催化氧化技術的開發(fā)重點是提高·OH的產(chǎn)量及生成速度，在傳統(tǒng)的臭氧催化氧化技術引入非均相催化劑或使用多級連續(xù)催化氧化等方法提高臭氧的利用率，進而增加·OH的產(chǎn)量以提升污染物去除效果。由于氣、液、固三相在同一空間內(nèi)的催化氧化反應易出現(xiàn)相互影響或相互抑制的現(xiàn)象，導致反應·OH產(chǎn)量或生成速度有限，因而依舊存在臭氧利用率低、消耗量大等問題，導致臭氧催化氧化運行成本居高不下，成為以臭氧催化氧化體系應用的掣肘。
催化臭氧技術的優(yōu)化
非均相臭氧催化劑
通過引入多孔介質載體可以增大與反應物接觸的比表面積，在一定程度上節(jié)省催化劑用量、降低成本同時能增加臭氧的利用率。另外載體的種類結構影響催化劑的催化活性、表面性質等，進而影響催化臭氧化性能。
反應器內(nèi)部有填料區(qū)，設備內(nèi)設有承托層，為多孔空心結構體，承托層上孔的孔徑不大于固體催化劑的粒徑，單個承托體的體積為單個固體催化劑的5-50倍，相鄰的承托件之間有空隙，承托件能避免固體催化劑在反應器內(nèi)被壓實或磨蝕，使固體催化劑的使用壽命長；反應器外側連接有循環(huán)管路，能通過循環(huán)管路上的循環(huán)泵調(diào)節(jié)循環(huán)流量為進水流量的1-20倍。通過循環(huán)混液的流動能不斷帶走承托件內(nèi)固體催化劑表面產(chǎn)生的自由基，使固體催化劑的表面更容易連續(xù)不斷地生成羥基自由基，能更進一步地提高污水的催化氧化處理效果；
文章來源：環(huán)保水圈
高級氧化技術的核心在于強氧化劑的產(chǎn)生和使用。羥基自由基等強氧化劑具有極高的反應活性，能夠迅速氧化廢水中的有機物和污染物，從而實現(xiàn)高效的廢水處理。同時，高級氧化技術還能夠解決一些傳統(tǒng)技術難以處理的廢水問題，例如含有難以降解工業(yè)廢水，有機物的廢水、重金屬離子廢水等。
高級氧化技術的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在處理效果和穩(wěn)定性方面，還表現(xiàn)在其對環(huán)境的影響較小、能源消耗較低等方面。與傳統(tǒng)的物理化學處理方法相比，高級氧化技術不需要添加大量的化學藥劑，降低了對環(huán)境的二次污染風險。同時，高級氧化技術的適用范圍廣泛，可以根據(jù)不同類型和濃度的廢水進行針對性的處理方案設計。
高級氧化技術原理：
A、富集：產(chǎn)品比表面積高、根據(jù)廢水中污染物成分選擇親和性高的催化劑，當廢水與催化劑接觸時，水中的有機物首先被富集在催化劑表面，當系統(tǒng)內(nèi)通入臭氧時，臭氧在催化劑表面實現(xiàn)高效傳質和氧化反應，富集在催化劑表面的有機物濃度高，參與反應的幾率更高，降解更快更徹底，COD去除率大幅度提高。
B、催化活化：催化劑表面均勻分布高效催化活性材料，臭氧分子在活性催化劑的作用下易于分解產(chǎn)生如羥基自由基等強氧化性自由基，從而提高臭氧的氧化能力和反應速度，提高O3轉化率，尾氣中殘余臭氧更低。
C、協(xié)同作用：SAO3臭氧催化劑表面既能高效富集水中有機污染物，又能催化活化臭氧分子且大幅度提高臭氧傳質效率，產(chǎn)生大量羥基自由基，使臭氧分解有機物的反應產(chǎn)生協(xié)調(diào)作用，取得超出理想的氧化降解效果。
桑尼SAO3系列多相臭氧催化劑利用多種高效活性金屬氧化物及金屬單質為活性催化材料，采用最新立體構架技術，在高溫條件下提高微孔數(shù)量和分布均勻度，獲得更高的比表面積和活性表面，最大限度提高臭氧氧化效率。在同樣氧化條件下，SAO3催化劑存在時臭氧氧化效率提高30%-80%。
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