臭氧催化氧化技术,你不能不知道的十大问答!

2021-07-05 08:25:42 8


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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。芬顿法属高级氧化,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。

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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。

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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。

臭氧是单级反应,对于不饱和键的氧化能力非常强,无选择性的氧化, 没法进一步氧化单键,其矿化能力比较弱,相当于只干了“一半活”。
加入催化剂的效果:
1、增强利用率;
2、提高矿化能力(部分转化为氢氧自由基,持续、 链状反应); 
3、降低活化能;
4、提高生化性。

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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。

顺便说一句,给水中臭氧—活性炭工艺,活性炭主要是吸附功能并作为微生物载体;臭氧则氧化分解水源水中的腐殖酸类大分子有机物。活性炭并不是臭氧的催化剂,否则微生物功能受到损害。

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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。

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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。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。这是我们的研究成果。

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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5000m3/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。对于钢筋混凝土结构的反应器,目前已经开发出成品的单元化填料。

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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。

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在深度处理工艺选择上,传统芬顿和臭氧催化氧化有什么区别?

1)从操作简便性上,传统芬顿需要先调酸在加药在调碱,操作复杂;臭氧催化氧化操作简单,不用加药; 

2)从二次污水上看,传统芬顿有污泥的产生,会造成二次污染,污泥处置 也很麻烦,臭氧催化没有二次污染;

 3)从成本上来看,传统芬顿运行成本高;臭氧催化成本相对较低。

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催化臭氧工艺在各行业工业废水的应用情况

水质不同,催化臭氧氧化的效果差距很大,即使同一行业的废水,效果也有很大的差异,解决这一问题的方法就是小试实验。实践结果:(1)绝大部分的废水(约占99%),催化后均提高了COD的去除率;(2)大部分工业废水,经催化后COD的去除率提高幅度约60 – 150%左右;大部分工业废水,经50至120分钟的催化臭氧氧化,COD的去除率在50 – 70%之间。我们已做过多种行业废水的中试研究(塔高8米,处理水量在100m3/d左右),包括印染废水、煤化工废水、精细化工(农药、医药)废水、电子(液晶显示)行业废水等。万吨级废水处理,已有数项工程施工、验收。

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