臭氧催化劑:高效降解污水有機(jī)物的創(chuàng)新技術(shù)
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臭氧氧化:臭氧本身具有很強(qiáng)的氧化作用,其氧化還原電位為2.07eV。臭氧氧化作用主要分為兩個(gè)方面:臭氧分子與污染物反應(yīng)的直接氧化作用;臭氧分解所產(chǎn)生的羥基自由基與污染物分子反應(yīng)的間接氧化作用。雖然單純的臭氧氧化能在一定程度上對(duì)有機(jī)物進(jìn)行去除,但是單獨(dú)的臭氧利用率低,對(duì)污染物處理不徹底。
臭氧催化氧化:通過(guò)在臭氧體系中投加催化劑,能夠顯著提高臭氧的分解能力,生成大量的·O H,無(wú)選擇的降解水中的有機(jī)物,,是一種針對(duì)單獨(dú)臭氧氧化效率低而發(fā)展起來(lái)的新型技術(shù)。
臭氧催化劑通過(guò)催化作用將臭氧轉(zhuǎn)化為具有更強(qiáng)氧化能力的羥基自由基,?從而提高臭氧的氧化效率。?
臭氧催化劑的原理主要在于利用催化劑的作用,?將臭氧這種強(qiáng)氧化劑轉(zhuǎn)化為無(wú)選擇性氧化的羥基自由基(?·OH)?。?羥基自由基具有比臭氧分子更強(qiáng)的氧化能力,?且反應(yīng)無(wú)選擇性,?能夠氧化分解污水中的大量有機(jī)污染物。?在催化作用下,?臭氧氣體與廢水一起進(jìn)入催化氧化塔,?上升經(jīng)過(guò)催化床層,?產(chǎn)生大量羥基自由基。?這些羥基自由基能夠有效地將廢水中的大分子難降解有機(jī)物通過(guò)斷鏈、?開(kāi)環(huán)等方式轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì),?再進(jìn)一步礦化為二氧化碳和水。 ?臭氧分解后產(chǎn)生氧氣,?不會(huì)造成二次污染,?確保處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放。?
臭氧催化劑根據(jù)不同形態(tài)可分為均相催化劑和非均相催化劑。?均相催化劑主要利用溶液中的金屬(?離子)?催化作用,?而非均相催化劑則主要利用固態(tài)金屬、?金屬氧化物或負(fù)載在載體上的金屬或金屬氧化物的催化作用。?這些催化劑能夠催化臭氧將水中的有機(jī)物直接氧化為CO2和H2O,?或者將大分子有機(jī)物氧化分解成小分子,?使其更容易被降解。?
臭氧催化劑的引入大幅度提高了臭氧利用率與臭氧的有機(jī)物礦化能力。?采用復(fù)合多孔高強(qiáng)度硅鋁鈦為載體,?并摻雜不易流失的催化組分,?提高了催化劑的穩(wěn)定性能和機(jī)械強(qiáng)度,?使用壽命長(zhǎng),?無(wú)需定期投加。?此外,?臭氧氧化催化劑具有較大的比表面積,?處理廢水通量大,?增加廢水與催化劑接觸時(shí)間,?減少占地面積,?能夠根據(jù)水質(zhì)水量的變化進(jìn)行調(diào)節(jié),?適應(yīng)能力強(qiáng),?耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
市面常見(jiàn)臭氧催化劑按照載體分為以下幾類(lèi):
陶粒/陶土類(lèi):物理鍵的結(jié)合,物理強(qiáng)度差,催化劑易流失,壽命短;
活性炭類(lèi):物理鍵的結(jié)合,催化劑易流失,壽命短,柱狀類(lèi)增大反洗的水頭損失;
硅鋁復(fù)合材料類(lèi):在傳統(tǒng)陶粒的基礎(chǔ)上引入部分氧化鋁成型作為載體,是陶粒載體催化劑的升級(jí)版,具有生產(chǎn)成本低的特點(diǎn),強(qiáng)度相對(duì)較大,硬度更高,磨損相對(duì)陶粒較低,但仍容易磨損掉粉,部分填料掉粉會(huì)使出水顯色。
活性氧化鋁類(lèi):基體與催化組分以化學(xué)鍵結(jié)合,催化組分不易流失,壽命長(zhǎng),中性條件下抗污染能力強(qiáng),效果穩(wěn)定。
科力邇采用多種過(guò)渡金屬氧化物及貴金屬為催化組分,對(duì)不同廢水具有極佳的適應(yīng)性和高催化活性,催化臭氧高效轉(zhuǎn)化產(chǎn)生·OH,氧化效率比傳統(tǒng)臭氧催化氧化提高2~5倍,采用該技術(shù)可有效降低污水COD。
高效非均相催化劑關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn):
(1)采用多種過(guò)渡金屬氧化物為催化組分,通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)及工程驗(yàn)證,調(diào)整材料的配比使催化劑對(duì)不同廢水具有極
佳的適應(yīng)性,同時(shí)提供高催化活性;
(2)采用中低溫?zé)Y(jié)技術(shù),在保證活性組的同時(shí),有效減少生產(chǎn)能耗以及催化劑使用過(guò)程中的流失率,防止二次污染;
(3)以高活性組分材料為催化劑載體,采用多孔結(jié)構(gòu)具有較高的比表面積,并摻雜不易流失催化組分,提高催化劑的穩(wěn)定性能。載體機(jī)械強(qiáng)度大、使用壽命長(zhǎng)。
(4)催化劑可有效降低反應(yīng)活化能,從而達(dá)到深度氧化、最大限度地去除有機(jī)污染物的目的。
(5)可加速臭氧在水中的自分解,增加水中產(chǎn)生的·0H 濃度,從而提高臭氧氧化效果,氧化效率比單純臭氧氧化提高2~5 倍。
(6)采用原子沉積對(duì)催化劑進(jìn)行改性技術(shù),催化劑載體縣有超親水性,催化劑不易污染、結(jié)垢和堵塞,可長(zhǎng)周期運(yùn)行。