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2024-04-11
在高濃度有機(jī)廢水處理領(lǐng)域，臭氧氧化技術(shù)因其不產(chǎn)生二次污染物等特點(diǎn)被市場高度認(rèn)可，與臭氧單獨(dú)作為氧化劑相比，臭氧在催化劑的作用下形成的·OH與有機(jī)物的反應(yīng)速率更高、氧化性更強(qiáng)，可將臭氧單獨(dú)氧化無法降解的部分小分子有機(jī)酸、醛等有機(jī)物完全礦化，因而臭氧催化氧化技術(shù)成為諸多高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)中的開發(fā)對象。
催化臭氧技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前，臭氧催化氧化技術(shù)的開發(fā)重點(diǎn)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(shù)引入非均相催化劑或使用多級(jí)連續(xù)催化氧化等方法提高臭氧的利用率，進(jìn)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(yīng)易出現(xiàn)相互影響或相互抑制的現(xiàn)象，導(dǎo)致反應(yīng)·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(dǎo)致臭氧催化氧化運(yùn)行成本居高不下，成為以臭氧催化氧化體系應(yīng)用的掣肘。
催化臭氧技術(shù)的優(yōu)化
非均相臭氧催化劑
通過引入多孔介質(zhì)載體可以增大與反應(yīng)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(shí)能增加臭氧的利用率。另外載體的種類結(jié)構(gòu)影響催化劑的催化活性、表面性質(zhì)等，進(jìn)而影響催化臭氧化性能。
反應(yīng)器內(nèi)部有填料區(qū)，設(shè)備內(nèi)設(shè)有承托層，為多孔空心結(jié)構(gòu)體，承托層上孔的孔徑不大于固體催化劑的粒徑，單個(gè)承托體的體積為單個(gè)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(yīng)器內(nèi)被壓實(shí)或磨蝕，使固體催化劑的使用壽命長；反應(yīng)器外側(cè)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(jìn)水流量的1-20倍。通過循環(huán)混液的流動(dòng)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(jìn)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(jí)氧化技術(shù)的核心在于強(qiáng)氧化劑的產(chǎn)生和使用。羥基自由基等強(qiáng)氧化劑具有極高的反應(yīng)活性，能夠迅速氧化廢水中的有機(jī)物和污染物，從而實(shí)現(xiàn)高效的廢水處理。同時(shí)，高級(jí)氧化技術(shù)還能夠解決一些傳統(tǒng)技術(shù)難以處理的廢水問題，例如含有難以降解工業(yè)廢水，有機(jī)物的廢水、重金屬離子廢水等。
高級(jí)氧化技術(shù)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(xué)處理方法相比，高級(jí)氧化技術(shù)不需要添加大量的化學(xué)藥劑，降低了對環(huán)境的二次污染風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，高級(jí)氧化技術(shù)的適用范圍廣泛，可以根據(jù)不同類型和濃度的廢水進(jìn)行針對性的處理方案設(shè)計(jì)。
高級(jí)氧化技術(shù)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(dāng)廢水與催化劑接觸時(shí)，水中的有機(jī)物首先被富集在催化劑表面，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)通入臭氧時(shí)，臭氧在催化劑表面實(shí)現(xiàn)高效傳質(zhì)和氧化反應(yīng)，富集在催化劑表面的有機(jī)物濃度高，參與反應(yīng)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(qiáng)氧化性自由基，從而提高臭氧的氧化能力和反應(yīng)速度，提高O3轉(zhuǎn)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(jī)污染物，又能催化活化臭氧分子且大幅度提高臭氧傳質(zhì)效率，產(chǎn)生大量羥基自由基，使臭氧分解有機(jī)物的反應(yīng)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(zhì)為活性催化材料，采用最新立體構(gòu)架技術(shù)，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(shí)臭氧氧化效率提高30%-80%。
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