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水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状
臭氧化系统中，催化剂(固体)与反应溶液处于不同相，反应在固-液相界面进行的氧化方法称
为多相催化臭氧氧化法。近年来，多相催化臭氧氧化技术已经成为去除水中高稳定性、难降解有机污染物的关键技术之一。利用固体催化剂协同臭氧氧化可以降低反应活化能或改变反
应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。
1 氧化效能研究
对于多相催化臭氧氧化技术，固体催化剂的选择是该技术是否具有高效氧化效能的关
键。在多相催化臭氧氧化技术中涉及的催化剂主要包括负载型过渡金属催化剂、(负载型)过渡金属氧化物催化剂以及具有较大比表面积的孔材料。按照催化剂的不同，将多相催化臭氧氧化技术氧化效能的研究现状进行总结，结果见表1。尽管研究者对多相催化臭氧氧化技术
降解有机污染物已经进行了大量研究，但大多数是以蒸馏水作为本底，主要集中在对有机物的分解效率、矿化度(TOC 去除率)、可生化性变化(BDOC) 、三卤甲烷生成势(THMFP) 等水
质指标的考察。
表1 多相催化臭氧氧化水处理技术氧化效能
催化剂目标有机物效果评价
负载型金属催化剂腐殖酸、水杨O3 对腐殖酸和水杨酸矿化率(TOC) 为Cu/TiO 2,Cu/Al 2O3,Cu/Attapulgite 12%-15% ；催化臭氧化矿化率约为64%
酸和缩氨酸
经载体比较，TiO 2 和活性炭(AC) 具有最Pt、Pb、Pd、Ag、Co、Ru、Ir、Rh、
Re 分别负载在TiO 2、SiO2、Al 2O3、活性炭、沸石上甲酸
高的催化活性；SiO2、Al 2O3 和沸石的
催化活性最差。负载型金属催化剂显著
提高了臭氧系统氧化能力，其中
Pt/Al 2O3 与Pb/Al 2O3 具有最高的催化效
能，纤维与有孔催化性能最差
Pt/ Pt/ Ni
O3 最大去除率<40%(TOC) ；Al 2O3/O3
Fe(Ⅲ)/Al 2O3 苯酚最大去除率>70%(TOC) ；Fe( Ⅲ)/Al 2O3/O3 最大去除率>90%(TOC)
(负载型)金属氧化物
O3/TiO 2 系统可以有效地降解草酸，TiO 2 草酸TOC 的去除率较单独臭氧化提高了
95%
TiO 2/Al 2O3、TiO 2/硅胶、TiO 2/绿坡镂石腐殖酸
T iO 2/Al 2O3 最显著地提高了臭氧对腐殖
酸(HA) 的氧化能力；500 ℃是
TiO 2/Al 2O3 最佳烧结温度
Al 2O3 的存在可以有效地提高臭氧对2-
Al 2O3 2-氯酚氯酚的氧化效率。在中性pH 条件下，催化臭氧氧化对2-氯酚的降解优势最突出
在MnO2 存在下，水溶液中的苯和二恶
MnO 2苯、二恶烷；
草酸
烷能被臭氧完全氧化为无机物；MnO 2
的存在大大提高了臭氧对草酸的降解
效果
水合MnO2莠去津；磺基
水杨酸、丙酸
新生态水合MnO 2较商用MnO 2 具有更
强的催化作用
MnO x/GAC 催化剂的存在显著地提高
了臭氧的利用率；在提高臭氧对有机物
分解率的同时(单独臭氧化降解率为
MnO x/GAC 硝基苯17%，而MnO x/GAC 催化臭氧氧化降解
率为50%)，MnO x/GAC( 锰氧化物/活性
炭催化剂也显著地提高了有机物的矿) 化度催化臭氧氧化为，臭氧单独( 40%
氧化为5%)
孔材料
活性炭的存在加快了有机物的分解。活
苯甲酸、对氯性炭对有机物臭氧化的影响作用与有
活性炭苯甲酸和乙
酸钠；1,2-二
机物种类有关：对于臭氧氧化速率低的
有机物，活性炭的影响明显；而对于臭羟基苯氧容易氧化的有机物，活性炭的催化优
势则较小
2 实际应用效能研究
多相催化臭氧氧化技术的大量研究工作是以蒸馏水作为本底，侧重于考察固体催化剂的催化活性。作为一种新型水处理技术，多相催化臭氧氧化技术在实际水处理工程中的应用仍
处于起步阶段；为提供实际应用基础试验数据，近年来研究者对应用多相催化臭氧氧化技术
处理实际水体中有机污染物的效能进行了考察，其中对饮用水水源和污水中有机污染物的处
理效果均有所涉及。
2000 年，Gracia 等利用TiO2/Al 2O3 催化臭氧氧化技术降解西班牙Ebro 河水中的有机污
染物(预处理去除悬浮颗粒物，初始TOC 质量浓度=4.46mg/L ；UV 254=0.067) 。研究发现，催
化剂的存在提高了TOC 的去除率；多相催化臭氧氧化后用氯消毒，其副产物少于臭氧氧化
后用氯消毒；多相催化臭氧氧化过程对有机污染的去除存在最佳臭氧投量。Li 等研究了AC/O 3 多相催化臭氧氧化与生物活性炭技术(AC/O 3/BAC) 联用去除密云水库中难降解有机物
的效能。研究发现，与单独臭氧氧化过程相比，AC/O 3 催化氧化过程更有效地提高了有机物
的可生化性，并且AC/O 3/BAC 工艺较O3/BAC 工艺具有明显的DOC 去除优势。
笔者通过中试规模连续流试验，比较了MnO x/GAC 多相催化臭氧氧化、臭氧单独氧化
对砂滤后松花江水(初始TOC 质量浓度 1.15-3.35mg/L ，UV 254=0.031-0.046) 的处理效能。试
验结果表明，MnO x/GAC 催化剂能够有效地提高臭氧氧化后COD Mn、UV 254、DOC 及THMFP
的降低幅度，最佳状态时臭氧催化氧化对以上 4 个指标的去除率分别是臭氧单独氧化的 3.6、
1.4、5.0、
2.8 倍；但与Li 等的研究结果不同，试验发现多相催化臭氧氧化后水中有机物的
可生化性没有提高。
近几年，一些研究者将多相催化臭氧氧化技术应用于废水有机污染物的处理，其中研究较多的是对纸浆废水的处理效果。Virginie 等采用TOC-CATA 多相催化臭氧氧化作为纸浆废
水的深度处理工艺。传统的臭氧氧化法降解纸浆废水是依靠臭氧氧化和沉淀 2 种作用，其中
沉淀起主要作用，有机物质并未被完全去除，并且臭氧消耗率受纸浆废水水质的影响较大；
对于TOCCATA 多相催化工艺，纸浆废水有机物则被完全矿化成CO2，并且该过程运行效果
稳定，臭氧利用率高。可见，多相催化臭氧氧化技术具有明显的应用优势。
3 机理研究
对于多相催化臭氧氧化反应过程，因为存在固、气、液三相反应，因此其机理的研究工
作比较困难。目前，在以下 3 方面对该过程机理讨论相对较多。
3.1 吸附在多相催化臭氧氧化中的作用
Leitner 等将金属铜(质量分数5%-10%) 分别浸渍负载在TiO2、Al 2O3 和黏土(主要为
Atta-pulgite) 上用以催化臭氧降解腐殖酸、水杨酸和缩氨酸时发现，催化剂载体(TiO 2、Al 2O3)
可以与有机污染物所含的羧基官能团-COOH 反应，这也是发现水中腐殖酸和水杨酸可以在
催化剂及其载体上有所吸附的原因。上述催化剂对腐殖酸有很强的吸附作用，以至于催化臭氧氧化对腐殖酸的TOC 去除并没有明显的优势；缩氨酸则不同，它在催化剂上的吸附作用
弱，催化臭氧氧化过程对缩氨酸则具有良好的TOC 去除效果。将3 种催化剂比较可见，Cu/
黏土对有机物的吸附作用很弱，与单独臭氧氧化相比，O3/Cu/黏土明显地提高了有机物的去
除率(以TOC 计)。
将TiO 2 负载在Al 2O3、硅胶以及绿坡镂石上，研究者发现，在催化臭氧氧化过程中，吸
附具有很重要的作用，具有最高催化活性的TiO 2/Al 2O3 催化剂对腐殖酸也具有最强的吸附能
力。
笔者在MnO x/GAC/O 3 降解硝基苯的试验中发现，催化臭氧氧化效率基本上为单独臭氧
氧化和催化剂对有机物吸附效率之和。
Legube 等研究认为，有机物的结构及其在催化剂上的吸附作用是决定多相催化臭氧氧
化过程效率的重要影响因素；而且，有机物在催化剂上的高吸附能力使得催化过程无降解效
率优势，但是，这并不能否定催化臭氧氧化过程，因为，吸附作用与催化作用对有机物的降
解遵循不同的反应机理。而笔者在MnO x/GAC/O 3 催化臭氧氧化硝基苯的试验中认为，多相
催化臭氧氧化系统中，有机物的催化臭氧氧化效能并非是臭氧氧化和有机物在催化剂上的吸
附作用的简单叠加；有机物吸附到催化剂表面后会继续被催化氧化分解。有机污染物在催化剂上的吸附作用并不是催化氧化过程发挥其高效催化能力的必要条件。催化氧化系统中，臭氧在催化剂表面的吸附、分解是催化臭氧氧化系统的关键；催化臭氧氧化反应体系中有机物
分解效率的高低是由所生成的活性物种对有机物的氧化能力所决定的。
3.2 pH 对多相催化臭氧氧化的影响
对于单独臭氧氧化过程，pH 是一个非常重要的影响因素。由于pH 影响臭氧的分解，
在不同的pH 范围内，臭氧氧化遵循不同的反应机理，所以研究者就pH 对多相催化臭氧氧
化过程的影响进行了大量的研究。但是pH 对不同多相催化臭氧氧化系统影响的试验现象并
不一致。
1991 年，Paillard 等发现在酸性条件下，O3/TiO 2 系统可以有效地降解草酸，与pH 对臭
氧化的影响规律一致，在高pH(5-9)条件下，催化效率更高。Logemann 和Annee 发现，活
性炭催化臭氧氧化过程中，在酸性pH 条件下，活性炭催化臭氧过程具有和碱性pH 条件相
当的除污染效能。
笔者所在课题组在研究pH 对MnO x/GAC 多相催化臭氧氧化非离解型有机污染物硝基
苯过程的影响时发现，与pH 对单独臭氧氧化过程的影响现象相反，低pH(2.74-3.52) 下反应
条件较高，高pH(6.72-9.61) 条件更有利于硝基苯的催化臭氧氧化降解。研究者依此试验现象
推测羟基自由基并非该过程的主导活性物种；而通过羟基自由基淬灭剂叔丁醇对该过程无抑
制作用的试验现象间接地证明了此推测的正确性。
尽管发现pH 对不同多相催化臭氧氧化系统具有不同的影响规律，但是研究者对该现象
的产生原因少见解释。目前，仅发现在Andreozzi 等研究pH 对固体MnO2 催化臭氧氧化草
酸过程的影响的文献中有所讨论。Andreozzi 等发现，降低pH，催化臭氧氧化速率加快；pH
在4.1-6.0 变化最明显。他们认为这可能是由于pH 对＝Mn( Ⅲ)C2O42-配合物生成量有所影响。
在羟基化的固体催化剂表面存在 2 种不同的活性点MO -和MOH 2+，并有如下平衡：＝MO -+2H+→＝MOH 2+ (1)
试验测得所用MnO2 催化剂的pH zpc 为5.6，在较低pH 条件下，表面活性点MnOH 2+有
助于草酸(pK a1=1.2；pK a2=4.2)的吸附，所以观察到低pH 下随表面MnOH 2/浓度增大反应活
性提高。
此外，尽管对于单独臭氧氧化过程，pH 条件与其反应机理相对应(在酸性pH 条件下，
臭氧分子为主要氧化物种；在碱性pH 条件下为羟基自由基反应机理)，但是对于多相催化
臭氧氧化过程则无法简单地通过pH 条件来确定反应机理。Paillard 等一方面发现pH 对TiO 2
催化臭氧氧化过程的影响规律与对臭氧化的影响规律一致，但是另一方面发现在碱性pH 条件下O3/TiO 2 系统不受重碳酸盐碱度增加的影响。
3.3 多相催化臭氧氧化反应机理的探讨
目前研究者对多相催化臭氧氧化反应机理的认识还不清晰。对此有不同的推测，但主要集中在多相催化反应中是否有羟基自由基参与反应。
3.3.1 羟基自由基反应机理
在这种机理的推测中，金属氧化物表面的羟基对·OH 自由基的生成起着至关重要的作
用。研究者认为，这些羟基的作用如同均相催化反应中的OH-离子(图 1 略)。Ernst 等对于
-，Al 2O3 催化臭氧氧化机理进行如下推测：首先臭氧与Al 2O3 表面的羟基-OH 作用生成HO 2
HO2-继续与臭氧分子反应生成HO 2·，HO2·和臭氧之间作用生成O3-·和HO 3·，最后HO3·分
解生成HO ·。
3.3.2 非羟基自由基反应机理
1991 年，Paillard 等发现与自由基反应机理相悖，O3/TiO 2 系统不受重碳酸盐碱度增加的
影响。Logemann 和Annee 也发现活性炭的催化臭氧氧化过程几乎不受自由基抑制剂(重)碳
酸盐的影响。在酸性pH 条件，活性炭催化臭氧氧化过程具有和碱性pH 条件相当的除污染
效能。因此，他们推断活性炭催化过程并不遵循·OH 自由基机理。他们推测O3 和有机物
分子同时吸附在催化剂表面，O3 分解生成比自身反应活性更高的表面键O-·自由基，被吸
附的有机物分子被O-·自由基氧化。氧化最终产物(主要为无机碳)对催化剂亲和力降低，从
催化剂表面脱附。同时O3在催化剂表面不断分解产生O-·自由基，使氧化反应继续进行。
4 研究中存在的问题
我国饮用水水源有机污染普遍，尤其是高稳定性、难降解有机污染物，浓度低，危害大，去除难，是影响水质的关键污染物。而现有水处理技术或者无法去除这些微量有机污染物，
或者存在成本高、工艺复杂、操作管理难等问题。而大量的研究结果证明，多相催化臭氧氧化技术是降解水体有机污染的一种有效方法。对于多相催化臭氧氧化工艺，固体催化剂一次性填装于反应装置中，并解决了催化剂分离问题，其成本合理，操作、运行简单而又方便，
可以在大规模水处理中应用。
但是，对于该技术的研究与开发工作仍然存在如下问题：
(1)试验现象不统一。因为用于多相催化臭氧氧化技术的催化剂种类繁多，试验现象经
常不一致，甚至相互矛盾，无法进行比较。因此仍需要从催化剂物理、化学性质与其除污染
效能关系的角度进行深入研究，以总结出其内在统一规律。
(2)机理研究处于推测阶段。多相催化臭氧氧化技术的反应机理目前均处于推测阶段，
并且对于不同的催化剂、不同的有机污染物，研究者有不同的机理推测，这可能与所用催化剂的不同物理化学特性有关。
(3)生产性试验数据缺乏。目前大量的研究工作是台式规模、以蒸馏水为本底进行的试
验。尽管实验室试验表明多相催化臭氧技术可以有效地降解有机污染物，但是该技术在实际水污染治理中的生产性实验数据很缺乏。其中，对于水质背景影响、有机污染物矿化程度、
分解产物安全性、催化剂寿命、运行工艺参数等问题仍需要深入研究。
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作者：非成败 作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 一、进水条件 当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12，最佳的酸碱运行条件为pH=6-9，pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度 进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产生影响，建议温度范围为10-30℃，最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物 氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响，建议氯化物的浓度在5000mg/L以下，氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式 臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因素。 二、相关简图 1.1催化氧化填料 催化剂主要特点如下：
(1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为载体，制备的催化剂具有很大的比表面积和合适的孔结构； (2) 在活性炭载体表面选择性的负载Fe、Mn等过渡金属活性组分及K、Na 等碱金属催化助剂，原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物； (3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分在载体表面分散性良好。 催化剂填料图片如下： 臭氧催化氧化填料 规格参数如下： 项目指标单位规格 外观指 标 吸水率% 45% -55% 粒径mm 条形3-6 堆积密度t/m30.45 -0.62 耐磨强度% ≥92% 压碎强度N/cm ≧110 碘值mg/g ≧550 活性金属含量% 3% -4% 性能指COD去除率% 40%-75%
(推荐)臭氧催化氧化计算书
一、进水条件 当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12，最佳的酸碱运行条件为pH=6-9，pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度 进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产生影响，建议温度范围为10-30℃，最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物 氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响，建议氯化物的浓度在5000mg/L以下，氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式 臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因素。 二、相关简图 1.1催化氧化填料 催化剂主要特点如下： (1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为载体，制备的催化剂具有很大的比表面积和合适的孔结构； (2) 在活性炭载体表面选择性的负载Fe、Mn等过渡金属活性组分及K、Na 等碱金属催化助剂，原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物； (3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分
在载体表面分散性
良好。 催化剂填料图片如下： 臭氧催化氧化填料 规格参数如下： 项目指标单位规格 外观指 标 吸水率%45% -55%粒径mm条形3-6堆积密度t/m30.45 -0.62耐磨强度%≥92% 压碎强度N/cm≧110碘值mg/g≧550 活性金属含量%3% -4% 性能指 标 COD去除率%40%-75% Rt（水力停留时间）min30-60寿命年3~5
臭氧联合氧化技术在污水处理方面的新进展
臭氧联合氧化技术在污水处理方面的新进展 贾瑞平，陈烨璞 (上海大学理学院化学系，上海200444) 【摘要]介绍了近年来国内外采用臭氧以及臭氧联合氧化技术在污水处理研究方面的新进展。在低剂量和短时间内臭氧难以完全矿化有机物，且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。但以其他方法与臭氧联用，可大大促进臭氧分解，提高有机物的去除率。因此臭氧与过氧化氢、紫外线、超声波、光催化以及生物技术等多种手段联用于水处理已经成为目前研究的热点，并取得了显著的进步。 【关键词]臭氧；污水处理；高级氧化；生物处理；联合氧化 水是人类社会得以存在和发展的重要资源。随着人们对水的需求越来越多。污水处理后回用成为解决水资源短缺问题的有效途径。 臭氧是一种强氧化剂。用于污水处理可有效地消毒、除色、除臭、改善水味、去除有机物和降低COD等。因此，近年来臭氧及其与其他手段联合用于处理各种污水的技术获得了迅速的发展。笔者着重讨论了近年来臭氧联合氧化技术用于污水处理方面的新进展。l臭氧氧化法 臭氧是一种强氧化剂，氧化电势为2.07V，与有机物反应时速度快并且可就地生产，原料易得，使用方便，不产生二次污染。臭氧能与水中各种形态存在的污染物质(溶解、悬浮、胶体物质及微生物等)起反应，将复杂的有机物转化成为简单有机物，使污染物的极性、生物降解性和毒性等发生改变。多余O3可自行分解为O2。 刘和义等对极难生物降解的呋吗唑酮模拟废水进行了臭氧化处理研究。当模拟废水中呋吗唑酮初始质量浓度为500mg／L，pH128，臭氧投加量2g／L时，BOD5/COD>03，可生化性显著高；臭氧投加量6g／L时，脱色率达100％，CODQ和TOC去除率分别达到95．9％和95．2％。水中有机物基本矿化。卢宁川等采用臭氧氧化的方法．对某厂苯酐车间的增塑剂废水的氧化降解过程进行了探讨。结果表明，将废水pH调至9、臭氧氧化时间为60min时，对增塑剂废水中COD的去除率较高，可达41.5％，适当提高pH可加快污染物的氧化速率，同时降低了臭氧投加计量比值。从而增加了臭氧的利用率。 王长友等采用臭氧氧化法降解金矿氰化废水，废水水样pH为8.0~9.0，当氧化反应时间达到12min，臭氧投加量为133.33mg／L时，氰化物去除率达到98.1％．残余氰化物质量浓度为0.43mg／L。 Y．Chen等研究了臭氧氧化降解水溶液中的2-巯噻唑(2一MT)。当2一MT全部分解时，硫酸盐生成率和TOC去除率分别为24％和2.3％。在实验中，增加臭氧量，则硫酸盐生成率和TOC去除率最大值分别可达48％和16％。实验结果同时也表明，在2一MT的杂环结构中，N、S原子很难被氧化成硝酸盐和硫酸盐。所以2一MT臭氧化的产物还需进一步氧化。 2臭氧联合氧化法 2.1高级氧化技术 利用催化降解技术或光化学方法氧化降解污染物的过程通常称为高级氧化过程(AdvancedOxidationProcessAOP)。与其他传统水处理方法相比，高级氧化技术具有选择性小、反应速度快、可有效减少THMs的生成量、可将THMs的前体物彻底氧化为二氧化碳和水以及对TOC和COD去除效率高等优点。
催化臭氧技术
一、水处理催化臭氧技术 催化臭氧技术是基于臭氧的高级氧化技术，它将臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性结合起来，能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。催化臭氧化按催化剂的相态分为均相催化臭氧化和多相催化臭氧化，在均相催化臭氧化技术中，催化剂分布均匀且催化活性高，作用机理清楚，易于研究和把握。但是，它的缺点也很明显，催化剂混溶于水，导致其易流失、不易回收并产生二次污染，运行费用较高，增加了水处理成本。多相催化臭氧化法利用固体催化剂在常压下加速液相（或气相）的氧化反应，催化剂以固态存在，易于与水分离，二次污染少，简化了处理流程，因而越来越引起人们的广泛重视。 1催化臭氧化 对于催化臭氧化技术，固体催化剂的选择是该技术是否具有高效氧化效能的关键。研究发现，多相催化剂主要有三种作用。 一是吸附有机物，对那些吸附容量比较大的催化剂，当水与催化剂接触时，水中的有机物首先被吸附在这些催化剂表面，形成有亲和性的表面螯合物，使臭氧氧化更高效。 二是催化活化臭氧分子，这类催化剂具有高效催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在这类催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率。 三是吸附和活化协同作用，这类催化剂既能高效吸附水中有机污染物，同时又能催化活化臭氧分子，产生高氧化性的自由基，在这类催化剂表面，有机污染物的吸附和氧化剂的活化协同作用，可以取得更好的催化臭氧氧化效果[3]。在多 相催化臭氧化技术中涉及的催化剂主要是金属氧化物（Al 2O 3 、TiO 2 、MnO 2 等）、 负载于载体上的金属或金属氧化物(Cu/TiO 2 、Cu/Al 2 O 3 、TiO 2 /Al 2 O 3 等)以及具有 较大比表面积的孔材料。这些催化剂的催化活性主要表现对臭氧的催化分解和促进羟基自由基的产生。臭氧催化氧化过程的效率主要取决于催化剂及其表面性质、溶液的pH值，这些因素能影响催化剂表面活性位的性质和溶液中臭氧分解反应[4]。 1.1 （负载）金属催化剂 通过一定方式制备的金属催化剂能够促使水中臭氧分解, 产生具有极强氧
均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术
均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术 催化臭氧氧化设备是使催化剂和反应物作用, 形成不稳定的中间产物, 改变反应途径, 或加快氧化剂的分解并使之与水中有机物迅速反应, 在较短的时间内降解染料分子并提高氧化剂的利用效率的方法。而光电催化氧化技术根据催化剂的形态不同又分为均相催化臭氧化和非均相催化臭氧化。 催化臭氧氧化设备 1、均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术 前人多选用均相催化剂处理染料废水,虽然均相催化臭氧氧化可以达到令人满意的处=理效果, 但因为催化剂是以离子的形态分布在水中,无法与反应体系分离, 处理完毕后催化剂便同染料废水一起排放, 不仅造成催化剂的流失浪费, 同时也造成了水体的金属离子的二次污染。为了解决这一问题, 研究人员把具有催化作用的活性组分通过某些方法固定到一些载体上, 把负载了活性组分的固体催化剂投入到废水中在臭氧存在的条件下与废水反应, 进行非均相催化臭氧氧化反应。 2、非均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术 在非均相催化中, 催化剂是以固态存在, 主要有贵金属系、铜系和稀土系三大类。而贵金属因为价格昂贵其应用受到限制, 目前研究最多的是廉价金属及金属氧化物。非均相催化剂根据其制备工艺分为非负载型和负载型, 目前研究的重点在负载型非均相催化剂。负载型非均相催化剂由载体、活性组分和助剂三部分组成。常用的载体有Al2O3、沸石、活性炭纤维、分子筛等, 活性组分多为过渡金属。
为了进一步提高催化臭氧氧化的效果, 往往需要在单组分催化剂的基础上进行多元组分催化剂的研究, 根据催化剂的制备条件、各种活性组分的配比和助剂的选择来制备催化效率更高的催化剂。
光催化臭氧氧化法
光催化臭氧氧化法(臭氧紫外线法) 此法是在投加臭氧的同时辅以紫外光照射，其效率大大高于单一紫外法和单一臭氧法。这一方法不是利用臭氧直接与有机物反应，而是利用臭氧在紫外线的照射下分解的活泼的次生氧化剂来氧化有机物。03/UV工艺机理的解释有目前有两种:Okabe认为，当03被紫外光照射时，首先产生游离氧自由基((O)，然后，.O 与水反应产生.-OH.03一=hv(310nm)一,O。十OZO，+H2口-> 20H，而Glaze 等人则认为，031UV过程首先产生H202，然后H202在紫外光的照射下分解生成·OH.1目前这一工艺真实可靠的机理还有待进一步深入研究。 Prengle等人在实验中首先发现了03/UV系统可显著地加快有机物的降解速率。之后Glaze等人提出了03与UV之间的协同作用机理。臭氧在紫外光辐射下会分解产生活泼的轻基自由基，再由轻基自由基氧化有机物。因而它能氧化臭氧难以降解的有机物，如乙醛酸、丙二酸、乙酸等。其中紫外线起着促进污染物的分解，加快臭氧氧化的速度，缩短反应的时间的作用。此外，紫外线的辐射还能使有机物的键发生断裂而直接分解。研究证明03/UV比单独臭氧处理更有效，只有在酸性时，臭氧才是主要的氧化剂，中性及碱性时氧化是按自由基反应模式进行的，在03/UV , 03情形下，酚及TOC的去除率随pH值升高而升高，在一定的pH时，三种方法的处理效果为q/UV>03>UV o施银桃等以300 W高压汞灯为光源,研究了紫外光联合臭氧化、单纯臭氧氧化及单纯紫外光照处理400 mg/L的活性艳红K-2BP废水的可行性。结果表明:光催化臭氧化可加速有机物的矿化。在同样时间条件下,三者氧化能力由大至小为:UV/O3>单独O3>单独UV。光催化臭氧化染料过程中,TOC随反应时间的增大而逐渐减小,表明反应过程中有部分有机物逐渐矿化为无机物。TOC虽降低了,但最终TOC去除率仍大
分析催化臭氧氧化技术及部分组成说明
分析催化臭氧氧化技术及部分组成说明 催化臭氧氧化设备是使催化剂和反应物作用, 形成不稳定的中间产物, 改变反应途径, 或加快氧化剂的分解并使之与水中有机物迅速反应, 在较短的时间内降解染料分子并提高氧化剂的利用效率的方法。而光电催化氧化技术根据催化剂的形态不同又分为均相催化臭氧化和非均相催化臭氧化。 催化臭氧氧化设备 1、均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术 前人多选用均相催化剂处理染料废水,虽然均相催化臭氧氧化可以达到令人满意的处理效果, 但因为催化剂是以离子的形态分布在水中,无法与反应体系分离, 处理完毕后催化剂便同染料废水一起排放, 不仅造成催化剂的流失浪费, 同时也造成了水体的金属离子的二次污染。为了解决这一问题, 研究人员把具有催化作用的活性组分通过某些方法固定到一些载体上, 把负载了活性组分的固体催化剂投入到废水中在臭氧存在的条件下与废水反应, 进行非均相催化臭氧氧化反应。 2、非均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术 在非均相催化中, 催化剂是以固态存在, 主要有贵金属系、铜系和稀土系三大类。而贵金属因为价格昂贵其应用受到限制, 目前研究最多的是廉价金属及金属氧化物。非均相催化剂根据其制备工艺分为非负载型和负载型, 目前研究的重点在负载型非均相催化剂。负载型非均相催化剂由载体、活性组分和助剂三部分组成。常用的载体有Al2O3、沸石、活性炭纤维、分子筛等, 活性组分多为过渡金属。
为了进一步提高催化臭氧氧化的效果, 往往需要在单组分催化剂的基础上进行多元组分催化剂的研究, 根据催化剂的制备条件、各种活性组分的配比和助剂的选择来制备催化效率更高的催化剂。
臭氧催化氧化
化学与环境工程学院水处理高级氧化处理 学号：122209201133 专业：环境工程 姓名： 任课老师： 2015年6月
臭氧催化氧化技术 摘要：近几年臭氧高级氧化技术已在我国各个行业污水处理方面迅速发展，自从“两会” 结束以后，我国更注重环境友好型社会建设，臭氧氧化技术在印染废水、煤化工废水、反渗透浓缩垃圾渗滤液、废乳化液等方面有了深一步进展，取得了很大的进步。 关键词：臭氧氧化技术、工业废水、臭氧利用率 1.臭氧氧化机理 1.1 臭氧性质 臭氧是一种氧化性极强的不稳定气体，须现场制备使用。臭氧是氧气的同素异形体，含有3 个氧原子，呈sp2 杂化轨道，成离域π键，形状为V 形，极性分子。臭氧在常温常压下为淡蓝色气体，水中的溶解度为9.2mlO3/L，高于氧气（42.87mg/L），水中溶解浓度高于20mg/L 时呈紫蓝色。臭氧有很强的氧化性，氧化还原电位为 2.07V，单质中仅低于F2(3.06V)。 1.2 臭氧的氧化机理 臭氧能够氧化大多数有机物，特别是氧化难以降解的物质，效果良好。臭氧在与水中有机物发生反应过程中，通常伴随着直接反应和间接反应两种途径，不同反应途径的氧化产物不同，且受控的反应动力学类型也不同。 （1）直接氧化反应 臭氧直接反应是对有机物的直接氧化，反应速率较慢，反应具有选择性，反应速率常数在1.0~103M-1S-1范围内。由于臭氧分子的偶极性、亲电、亲核性，臭氧直接氧化机理包括Criegree 机理、亲电反应、亲核反应三种。 （2）间接氧化反应 臭氧间接反应是有自由基参与的氧化反应，过程中产生了?OH，氧化还原电位高达2.80V，自由基作为二次氧化剂使得有机物迅速氧化，属于非选择性瞬时反应，反应速率常数为108~1010M-1S-1，氧化效率大大高于直接反应。此外?OH 与有机物发生的反应主要有三种：脱氢反应（Hydrogen abstraction），亲电加成( Electrophilic addition)，转移电子(Electron transfer reaction)。 2 臭氧氧化法的影响因素 ⑴臭氧浓度 由于臭氧在水中的溶解度比较小，提高臭氧的浓度能够提高改变臭氧在水中中的溶解平衡，使水中臭氧的浓度上升，进而提高臭氧氧化的效果。 ⑵体系的pH 反应体系的pH对臭氧氧化降解的影响非常大。体系的pH会直接影响以羟基自由基为主的各类自由基的产生。 ⑶体系的温度 体系温度对反应速率有明显的影响，温度升高有助于提高臭氧分子在水溶液中自分解产生自由基的浓度，同时温度提高有助于水溶液的污染物分子与臭氧分子或是自由基的平均分子动能，有利于污染物分子与臭氧分子或是自由基的碰撞，从而提高氧化降解的速率。 3 以臭氧为主体的组合工艺
臭氧催化氧化计算书之欧阳歌谷创作
一、进水条件 欧阳歌谷（2021.02.01） 当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12，最佳的酸碱运行条件为pH=6-9，pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度 进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产生影响，建议温度范围为10-30℃，最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物 氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响，建议氯化物的浓度在5000mg/L以下，氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式 臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因素。
二、相关简图 1.1催化氧化填料 催化剂主要特点如下： (1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为载体，制备的催化剂具有很大的比表面积和合适的孔结构； (2)在活性炭载体表面选择性的负载Fe、Mn等过渡金属活性组分及K、Na等碱金属催化助剂，原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物； (3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分在载体表面分散性良好。 催化剂填料图片如下： 臭氧催化氧化填料 规格参数如下：
1.2进水方式 臭氧催化高级氧化进水工艺流程 上游出水进入臭氧催化高级氧化池，首先进入臭氧催化高级氧化池第一段，从原水取一定比例的水进行循环，在离心泵管道上设置射流溶气装置，通过溶气装置投加臭氧，达到提高臭氧气体的溶解效率，并有效减少臭氧投加量。溶解臭氧的污水，通过池底设置的二次混合设备，将含臭氧污水与原污水充分混合。含臭氧的污水，混合后的污水流经固定填充的固相催化剂表面，催化剂表面具有不平衡电位差，在催化剂的作用下，激发产生羟基自由基，羟基自有基的氧化还原电位为E0=2.8ev，在如此高的氧化电位的作用下大部分难降解的有机物发生断链反应形成短链的有机物或直接被氧化至CO2和H2O。第二段、第三段取水位置分别是第一段出水和第二段出水，同样采用高效臭氧溶气装置投加臭氧，原理与第一段相同。通过三段投加，污水中难降解有机物被充分降解，使污水达到设计标准。接触池内未溶解的臭氧需重新还原变为氧气，避免对大气环境造成污染。在臭氧接触池池顶上设置有臭氧尾气分解处理设施，设计采用热触媒式臭氧尾气处理装置进行处理，将空气中残留臭氧还原为氧气，使尾气处理装置出口处臭氧浓度低于0.1ppm。 相关工程案例平面简图如下： 内部构造简图如下： 三、主要构筑物计算
水处理催化臭氧技术 常用的3种催化剂总结
水处理催化臭氧技术常用的3种催化 剂总结 臭氧催化氧化技术是基于臭氧的高级氧化技术，它将臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性结合起来，能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。 臭氧催化氧化技术按催化剂的相态分为均相臭氧催化氧化技术和多相臭氧催化氧化技术，在均相臭氧催化氧化技术技术中，催化剂分布均匀且催化活性高，作用机理清楚，易于研究和把握。但是它的缺点也很明显，催化剂混溶于水，导致其易流失、不易回收并产生二次污染，运行费用较高，增加了水处理成本。多相臭氧催化氧化技术法利用固体催化剂在常压下加速液相（或气相）的氧化反应，催化剂以固态存在，易于与水分离，二次污染少，简化了处理流程，因而越来越引起人们的广泛重视。 对于臭氧催化氧化技术技术，固体催化剂的选择是该技术是否具有高效氧化效能的关键。研究发现，多相催化剂主要有三种作用： 一是吸附有机物，对那些吸附容量比较大的催化剂，当水与催化剂接触时，水中的有机物首先被吸附在这些催化剂表面，形成有亲和性的表面螯合物，使臭氧氧化更高效。 二是催化活化臭氧分子，这类催化剂具有高效催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在这类催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率。 三是吸附和活化协同作用，这类催化剂既能高效吸附水中有机污染物，同时又能催化活化臭氧分子，产生高氧化性的自由基，在这类催化剂表面，有机污染物的吸附和氧化剂的活化协同作用，可以取得更好的催化臭氧氧化效果的。 在多相臭氧催化氧化技术技术中涉及的催化剂主要是金属氧化物（Al2O3、TiO2、MnO2等）、负载于载体上的金属或金属氧化物（CuTiO2、CuAl2O3、TiO2AlO3等）以及具有较大比表面积的孔材料。这些催化剂的催化活性主要表现对臭氧的催化分解和促进羟基自由基的产生。臭氧催化氧化过程的效率主要取决于催化剂及其表面性质、溶液的pH值，这些因素能影响催化剂表面活性位的性质和溶液中臭氧分解反应。
高级氧化技术_催化臭氧化研究进展
高级氧化技术——催化臭氧化研究进展 曾玉凤１，刘宏伟２，汪鹏华２，刘自力 ３，４ （１．广西大学化学化工学院，高级工程师，广西南宁５３０００４）（２．广西大学化学化工学院研究生，广西南宁５３０００４）（３．广西大学化学化工学院教授，广西南宁５３０００４）（４．广州大学化学化工学院教授，广东广州５１０００６） 【摘要】 作为高级氧化技术之中的一个分支，催化臭氧化处理废水技术逐渐成为研究的热门领域．提高催化臭氧化效率的关键之处在于产生大量、持久的活性基团如?ＯＨ自由基，但其本质上涉及的是催化剂的选取问题．本文简要介绍了近年来均相催化剂和多相催化剂在催化臭氧化处理废水技术中的应用和研究进展． 【关键词】 催化臭氧化；均相催化剂；多相催化剂；高级氧化技术；臭氧；废水处理【中图分类号】Ｘ３【文献标识码】Ａ【文章编号】１００４－４６７１（２００６）０５－００６６－０４ ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＡｄｖａｎｃｅｄＯｘｉｄａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ—— —ＣａｔａｌｙｔｉｃＯｚｏｎａｔｉｏｎＺｅｎｇＹｕ－ｆｅｎｇ１，ＬｉｕＨｏｎｇ－ｗｅｉ１，ＷａｎｇＰｅｎｇ－ｈｕａ１，ＬｉｕＺｉ－ｌｉ１，２ （１．ＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ５３０００４） （２．ＭＡＳｔｕｄｅｎｔ，ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ５３０００４） （３．Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ５３０００４） （４．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕａｎｇＺｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１０００６）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｂｒａｎｃｈｏｆａｄｖａｎｃｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ（ＡＯＰ），ｃａｔａｌｙｔｉｃｏｚｏｎａｔｉｏｎｆｏｒｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｇｒａｄｕａｌｌｙｂｅｃｏｍｉｎｇａｎａｔｔｒａｃｔｉｖｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｏｆｅｎｈａｎｃｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｃａｔａｌｙｔｉｃｏｚｏｎａｔｉｏｎｗａｓｈｏｗｔｏｐｒｏｄｕｃｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅａｎｄｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｓｏｆａｃｔｉｖｅｇｒｏｕｐｓｓｕｃｈａｓ?ＯＨｒａｄｉｃａｌ．Ｂｕｔｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ，ｉｔｗａｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｈｏｏｓｉｎｇｃａｔａｌｙｓｔ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｂｒｉｅｆｌｙｒｅｖｉｅｗｓａｂｏｕｔｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｔａｎｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｄｉｓｐｏｓａｌｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｉｔｈｃａｔａｌｙｔｉｃｏ－ｚｏｎａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｔｉｃｏｚｏｎａｔｉｏｎ；ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｔ；ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｔ；ＡＯＰ；ｏｚｏｎｅ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ 第２７卷第５期玉林师范学院学报（自然科学） Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．５ ２００６年ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＹＵＬＩＮＴＥＡＣＨＥＲＳＣＯＬＬＥＧＥ （ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） 化学研究
臭氧催化氧化计算书电子教案
臭氧催化氧化计算书
一、进水条件 当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12，最佳的酸碱运行条件为pH=6-9，pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度 进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产生影响，建议温度范围为10-30℃，最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物 氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响，建议氯化物的浓度在5000mg/L以下，氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式 臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因素。 二、相关简图 1.1催化氧化填料 催化剂主要特点如下： (1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为载体，制备的催化剂具有很大的比表面积和合适的孔结构； (2) 在活性炭载体表面选择性的负载Fe、Mn等过渡金属活性组分及K、Na 等碱金属催化助剂，原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物；
(3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分在载体表面分散性良好。 催化剂填料图片如下： 臭氧催化氧化填料 规格参数如下：
1.2进水方式 臭氧催化高级氧化进水工艺流程 上游出水进入臭氧催化高级氧化池，首先进入臭氧催化高级氧化池第一段，从原水取一定比例的水进行循环，在离心泵管道上设置射流溶气装置，通过溶气装置投加臭氧，达到提高臭氧气体的溶解效率，并有效减少臭氧投加量。溶解臭氧的污水，通过池底设置的二次混合设备，将含臭氧污水与原污水充分混合。含臭氧的污水，混合后的污水流经固定填充的固相催化剂表面，催化剂表面具有不平衡电位差，在催化剂的作用下，激发产生羟基自由基，羟基自有基的氧化还原电位为E0=2.8ev，在如此高的氧化电位的作用下大部分难降解的有机物发生断链反应形成短链的有机物或直接被氧化至CO2和H2O。第二段、第三段取水位置分别是第一段出水和第二段出水，同样采用高效臭氧溶气装置投加臭氧，原理与第一段相同。通过三段投加，污水中难降解有机物被充分降解，使污水达到设计标准。接触池内未溶解的臭氧需重新还原变为氧气，避免对大气环境造成污染。在臭氧接触池池顶上设置有臭氧尾气分解处理设施，设计采用热触媒式臭氧尾气处理装置进行处理，将空气中残留臭氧还原为氧气，使尾气处理装置出口处臭氧浓度低于0.1ppm。 相关工程案例平面简图如下：
催化臭氧氧化装置的氧化反应及处理效果
催化臭氧氧化装置的氧化反应及处理效果 印染工厂主要生产废水污染物的排放，其主要污染物为浆剂、添加剂、油、酸和碱、纤维杂质、砂材料，无机盐等等特点，同时也是污染物浓度高，成分复杂，水质发生变化，颜色程度高、毒性大的特点，难以生物降解的物质，电渗析技术属于处理的工业废水，直接排放将对环境造成严重的污染。污水处理后回车间设备清洁、绿化、地面冲洗废水等，质量和排放标准。通过分析和对比的特点，废水及处理的效果。 工艺说明及主要构筑物 (1)格栅。1座，砖混结构，尺寸3·2 m×1 m× 1·5 m，采用人工清除式格栅，栅条间距采用1 cm，一天清理2次，以保证排水畅通。废水先经格栅去除大块杂物后，自流入隔油池。 (2)调节池。钢混结构，尺寸8 m×6 m×2.5 m， 1座，HRT 2.3 h。废水在调节池内一方面利用气浮作用将油脂进一步除去，另一方面将废水充分混合，均匀水质水量。 (3)沉淀池。钢混结构，尺寸5 m×5 m×3 m， 2座，HRT 3 h。加酸调pH到4左右，使废水中的油墨等大分子物质断链而释出，因废水中的释出物释出后能很快沉淀下来。因此，反应完全后进入沉淀池进行沉淀，沉淀池上清液进入中间池。 (4)催化氧化池。内设组合式催化氧化装置2 台，尺寸6 m×4 m×3 m，处理能力为25 m3/h，其关键装置是一个管式催化氧化单元。管径采用200 (根据情况小大由之)的不锈钢管或PVC管，管内壁涂有光催化功能的TiO2涂层，这种装置单位体积表面积大，1 m3液体管内表面积达20 m2。管内沿管径轴向安装紫外灯管，废水进入管中通过管道推流混合，不用搅拌装置。废水在管内流动与管内壁的 TiO2涂层接触，在其表面发生光催化氧化反应，同时双氧水在紫外光作用下也产生各种氧化反应，最终达到去除污染物的目的。 催化氧化设备适用范围广，可以提高废水生物性，操作简单，清洗方便，不会发生污染和有机化合物粘连现象。催化表面积大，效率高，紫外线完全可以使用，大大降低了能源消耗单位处理。
臭氧催化氧化计算模板
一、进水条件 令狐采学 当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12，最佳的酸碱运行条件为pH=6-9，pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度 进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产生影响，建议温度范围为10-30℃，最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物 氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响，建议氯化物的浓度在5000mg/L以下，氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式 臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因素。
二、相关简图 1.1催化氧化填料 催化剂主要特点如下： (1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为载体，制备的催化剂具有很大的比表面积和合适的孔结构； (2)在活性炭载体表面选择性的负载Fe、Mn等过渡金属活性组分及K、Na等碱金属催化助剂，原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物； (3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分在载体表面分散性良好。 催化剂填料图片如下： 臭氧催化氧化填料 规格参数如下：
1.2进水方式 臭氧催化高级氧化进水工艺流程 上游出水进入臭氧催化高级氧化池，首先进入臭氧催化高级氧化池第一段，从原水取一定比例的水进行循环，在离心泵管道上设置射流溶气装置，通过溶气装置投加臭氧，达到提高臭氧气体的溶解效率，并有效减少臭氧投加量。溶解臭氧的污水，通过池底设置的二次混合设备，将含臭氧污水与原污水充分混合。含臭氧的污水，混合后的污水流经固定填充的固相催化剂表面，催化剂表面具有不平衡电位差，在催化剂的作用下，激发产生羟基自由基，羟基自有基的氧化还原电位为E0=2.8ev，在如此高的氧化电位的作用下大部分难降解的有机物发生断链反应形成短链的有机物或直接被氧化至CO2和H2O。第二段、第三段取水位置分别是第一段出水和第二段出水，同样采用高效臭氧溶气装置投加臭氧，原理与第一段相同。通过三段投加，污水中难降解有机物被充分降解，使污水达到设计标准。接触池内未溶解的臭氧需重新还原变为氧气，避免对大气环境造成污染。在臭氧接触池池顶上设置有臭氧尾气分解处理设施，设计采用热触媒式臭氧尾气处理装置进行处理，将空气中残留臭氧还原为氧气，使尾气处理装置出口处臭氧浓度低于0.1ppm。 相关工程案例平面简图如下： 内部构造简图如下：
臭氧催化氧化技术废水回收零排放解决方案
臭氧催化氧化技术废水回收零排放解决方案 根据大连某印染企业的废水排放量、废水特点和综合废水回收零排放节能减排要求，决定采用臭氧催化氧化技术工艺或大孔树脂吸附技术为其解决废水处理难题，此套工艺运行费用低，运行管理方便，出水水质满足回用要求。 臭氧催化氧化技术说明 因氧化效率要比单纯臭氧氧化提高数倍，通过催化引发具有强氧化能力的-OH自由基，强化分解水中具有高稳定性、且难降解的有机污染物质。 臭氧催化氧化系统特点： 1、多相臭氧催化氧化技术不仅去除COD及色度，同时后续分离装置加入絮凝剂，降低了出水浊度。 2、经多相臭氧催化氧化处理后即可回用于对盐分要求不高的生产工序中去。 3、装置集氧化、过滤于一体，处理效果好。 大孔树脂吸附技术 大孔树脂针对印染废水的颜色，色度去除大于90%，且它可反复利用，不仅降低了成本，还拥有占地面积小等众多优势。使用灵活方便。大孔吸附树脂是一类具有大孔结构且不含交换基团的高分子树脂，在树脂内部存在三维空间立体孔结构，其孔径、孔容和比表面积都较高，对于酸、碱和有机溶剂表现出不溶性，对热、氧以及化学试剂则表现出惰性。 大孔树脂吸附系统特点： 1、孔径合适，比表面积高，对目标物吸附能力强。 2、耐温、耐盐、耐酸碱性能好，适用于不同的工艺条件。 3、动力学性能优异，吸附速率高。 4、树脂运行不可预测费用低，操作简便，占地少。 5、树脂可重复利用，不会造成二次污染。 大孔树脂与生物法处理印染废水相比较，大孔树脂能够再生利用，具有更好的脱色效果，非常适合染料废水处理工艺中解决印染废水的脱色问题，并且完全去除污染物，使废水回收零排放。 莱特莱德公司十多年来一直专注于污水处理技术。公司拥有专业的研发团队、设计团队、销售人员和售后服务部门，为企业提供全方位的服务。如果您想了解更多关于产品介绍的细节，可以留言或查看店铺。
臭氧催化氧化计算书
一、进水条件 当用于处理废水时,除要求布水布气均匀外,还要注意调查分析进水来源状况,特别注意就是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12,最佳的酸碱运行条件为pH=6-9,pH 过低会影响催化剂寿命,并导致出水质量下降,pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度 进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果,也会对催化剂的催化效果产生影响,建议温度范围为10-30℃,最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物 氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响,建议氯化物的浓度在5000mg/L 以下,氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式 臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度就是影响去除效果的主要因素。 二、相关简图 1.1催化氧化填料 催化剂主要特点如下: (1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为载体,制备的催化剂具有很大的比表面积与合适的孔结构; (2) 在活性炭载体表面选择性的负载Fe、Mn等过渡金属活性组分及K、Na 等碱金属催化助剂,原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物; (3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化与活化的生产工艺,活性组分在
载体表面分散性良好。 催化剂填料图片如下 : 臭氧催化氧化填料 规格参数如下: 项目指标单位规格 外观指 标 吸水率% 45% -55% 粒径mm 条形3-6 堆积密度t/m30、45 -0、62 耐磨强度% ≥92% 压碎强度N/cm ≧110 碘值mg/g ≧550 活性金属含量% 3% -4% 性能指 标 COD去除率% 40%-75% Rt(水力停留时间) min 30-60 寿命年3~5
臭氧阀值规范及浓度计算
臭氧阀值规范及浓度计算 在气相条件中，臭氧杀灭微生物的效果，取决这几个主要因素：臭氧阀值浓度，即当臭氧空气浓度在达到此浓度要求时，才能具有杀灭微生物的能力；微生物种类；处理时间；臭氧分布方式；空间内的温度和湿度条件；室内墙面、顶棚、地板及其他装饰材料的还原性影响等气相条件下，臭氧对微生物的杀灭效果是有区别的，经实验证明，臭氧对人、动物的致病菌、病毒具有很强的溶菌性杀灭作用。 影响气相臭氧杀菌效果的环境因素主要是温度和湿度。一般情况下，温度低、湿度大则杀灭效果好，相对湿度＞70％，杀灭效果能很好的体现出来。这是由于相对湿度提高，可以使细胞膨胀，细胞壁变薄，使之更容易受到臭氧的渗透溶解。 臭氧的毒性、腐蚀性及安全性解释：臭氧是无毒物质安全气体，谈到它的毒性主要是其强氧化能力，在浓度高于1.5ppm以上时，人员须离开现场，原因是臭氧刺激人的呼吸系统，造成呼吸系统的应激性反应，严重的会造成可逆性伤害，为此，国际臭氧协会（IOA）制定卫生标准：国际臭氧协会：0.1ppm，接触10小时；美国：0.1ppm，接触8小时；中国：0.15ppm，接触8小时。 文献报告，臭氧浓度在0.02ppm时，嗅觉灵敏的人便可觉察，称为感觉临界值，浓度在0.15ppm时为嗅觉临界值，一般人都能嗅出，也是卫生标准点。当浓度达到1-10ppm时，称为刺激范围。事实上安全使用臭氧完全可以保证人的健康不受危害。臭氧应用一百多年来，至今世界上无一例因臭氧中毒死亡事故发生。 在具体使用中，臭氧消毒过程应与人员隔离，一般的臭氧发生装置都是自动控制的，只要设定好相关参数，即可以实现无人职守，这与化学消毒剂喷雾消毒需要专门培训过的人员现场操作相比，对人员的身体健康更有保证的。 臭氧具有很强的氧化性，臭氧可以氧化很多金属，铝、锌、铅与臭氧接触会产生氧化腐蚀，但含25％Cr的铬铁合金（不锈钢）基本上不会受臭氧腐蚀。 臭氧对普通橡胶腐蚀作用最大，所以在应用中应使用耐腐蚀的硅橡胶或添加耐腐剂的橡胶制品。 臭氧发生一般采用高压电源供电，所以在有导电气体或含烃类介质存在的环境中应杜绝使用，使用人员须按操作规程安全执行。 综合以上因素，我们在空气消毒用臭氧发生器的使用上建议： (1)空气消毒用臭氧发生器的安装。分体或移动式放在单独空间中，一般要放置高处，因为臭氧比重在空气中较大，易下降，放置高处的目的主要是有利于臭氧的散播；在空间相对封闭的，如空气自循环的无菌室、洁净室和特殊要求空间，建议采用在闭路空气循环系统中，加装臭氧发生装置，如组装在空调机组、安装在总送风道或总回风道中，在达到设定消毒时间后，使用活性炭吸附或催化剂还原进行空气消毒灭菌，这样既可以达到空气消毒的目的，同时还可以使工作人员不必离开工作环境。目前该项技术在制药行业无菌室的应用已经十分广泛和成熟，主要工作流程如下：空压机-制氧机-臭氧发生装置-空调总送风管-各消毒净化区。 (2)空气消毒用臭氧发生装置的选用计算。利用臭氧消毒需要至少要达到阀值浓度，发生浓度低于阀值浓度，是达不到灭菌效果的，而浓度过高会造成运行成本增加，所以应该计算选用合适范围的发生浓度的臭氧发生装置。根据《消毒技术规范》和实践应用数据，在GMP制药车间的洁净区，洁净级别三十万级取消毒需要保持臭氧浓度N＝5mg/M3，十万级取N＝10 mg/M3，万级取N＝30mg/M3，百级取N＝40mg/M3。臭氧总用量计算公式为：W＝NV/（1－S），式中，W－臭氧
催化臭氧氧化反应器技术优势及预处理特点
催化臭氧氧化反应器技术优势及预处理特点 水环境保护是当前人类社会广泛关注的一个问题，随着我国国民经济的快速发展，高浓度的有机废水对我国宝贵的水资源造成了威胁。然而臭氧氧化设备利用现有的生物处理方法，电化学高级氧化设备对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难，而高级氧化法可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还在环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机物完全矿化或分解，具有很好的应用前景。 目前废水处理最常用的生物法对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难，而化学氧化法可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还对环境类激素等微量有害化学物质的处理方面有很大的优势。 臭氧氧化设备特点 臭氧氧化设备最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·HO的链式反应，或者通过生成有机过氧化自由基后，进一 步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O, 从而达到氧化分解有机物的目的。与其他传统的水处理方法相比，臭氧氧化设备具有以下特点：产生大量非常活泼的羟基自由基·HO其氧化能力(2.80v)仅次于氟(2.87)，它作为反应的中间产物，可诱发后面的链反应，羟基自由基与不同有机物质的反应速率常数相差很小，当水中存在多种污染物时，不会出现一种物质得到降解而另一种物质基本不变的情况;·HO无法选择地直接与废水中的污染物 反应将其降解为二氧化碳、水和无害物，不会产生二次污染;普通化学氧化法由于氧化能力差，反应有选择性等原因，往往不能直接达到完全去除有机物降低TOC和COD的目的，而高级氧化法则基本不存在这个问题，氧化过程中的中间产物均可以继续同羟基自由基反应，直至最后完全被氧化成二氧化碳和水，从而达到了彻底去除TOC、COD的目的;由于它是一种物理化学过程，很容易加以控制，以满足处理需要，甚至可以降低10-9级的污染物;同普通的化学氧化法相比，臭氧氧化设备的反应速度很快，一般反应速率常数大于109mol-1Ls-1, 能在很短时间内达到处理要求;既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配，如作为生化处理的预处理，可降低处理成本。 臭氧氧化设备应用 高级氧化法处理废水早已经在一些对经济成本不敏感的工业过程中得到了广泛的应用，在国内近年来也应用UV/H2O2过程处理造纸厂废水并取得显著进展，O3/UV系统处理废气的研究早已展开。近年来，高级氧化过程应用领域已扩展到水体中难降解的持久性污染物。此外，高级氧化过程所需的新型反应器、撞击流反应器、臭氧氧化设备偶合的研究也正在展开，以便进一步强化废水的降解和提高其处理效果。在城市污水消毒、医院污水处理，以及野外污水处理等方面高级氧化过程也有应用的实例。随着对高级氧化的深入研究，可望在不久的将来在更多的领域内有广泛的应用，也会产生新的理论和技术。
非均相臭氧催化氧化技术方案
内蒙古易高煤化科技有限公司膜系统浓水处理项目 技术方案一 非均相臭氧催化氧化技术 山西晶凯科技有限责任公司 2015年9月
目录 一、技术方案部分 1. 项目概况 (3) 2. 工艺简介 (3) 二、投资及运行成本部分 1. 运行成本 (12) 2. 投资估算 (12)
一、技术方案部分 1.项目概况 内蒙古易高煤化科技有限公司煤制甲醇生化废水反渗透浓水回用的同时，产生了一部分纳滤及反渗透浓水，这部分浓排水具有有机物含量高，含盐量高的特点，若要外排，其中CODcr、氨氮等主要指标要达到排放标准。 2.工艺简介 2.1.处理水量 膜浓缩水处理系统总体设计处理规模Q=40m3/h。 2.2.进水水质 本系统进水为污水三膜法回用的浓排水，水质具体指标见下表：
2.3. 产水要求 产水CODcr ≤100mg/L ，氨氮≤15mg/L ，其它指标暂不做要求。 2.4. 工艺流程 2.4.1 工艺的选择与评价 图2-1 膜系统浓水处理工艺流程图 2.4.2 工艺流程说明 40m 3/h 纳滤、反渗透膜系统浓水分别进入混凝沉淀池，混凝沉淀池为新建处理设施，在混凝处理单元中采用中国科学院过程工程研究所研发的混凝专用药剂(KL-107)，该药剂为高分子物质，通过网捕卷扫、架桥吸附、络合沉降等作用，脱除废水中相当一部分长链、环状极性有机物（主要为苯系衍生物等），进而确保经混凝处理后，废水中的相当一部分CODcr 、色度、悬浮物等得到去除。废水经 40m 3/h 清水池
过泵提升进入多介质过滤器，悬浮物进一步降低，同时对后续催化氧化系统进行保护。然后进入催化反应器中，在两级催化剂作用下，废水中无法生物降解的有机物被臭氧产生的羟基自由基氧化成容易生物降解的小分子有机物或部分矿化，处理出水进入后续氨氮脱除处理。 经过处理的废水进入加药单元，通过动态定量投加氯化镁和磷酸氢二钠，去除水中的氨氮。出水CODcr、氨氮等达标后，进入清水池，定期外排。 2.4.3工艺特点 1）混凝沉淀池 来水进入混凝处理系统，混凝处理系统为新建处理设施，在混凝处理单元中投加转为煤化工废水而研发的特殊混凝药剂，有效去除水中的由极性物质提供的CODcr、色度等物质。 2）多介质过滤器 a．多介质过滤能够有效去除水中的大颗粒悬浮物，降低废水的SDI值，对后续起到保护作用； b．造价低廉，自控程度高，操作简单，运行费用低； c．经过反洗可以多次使用，滤料使用寿命长； 3）非均相臭氧催化氧化技术 a.臭氧利用率高，运行成本低 在高效非均相催化剂的作用下，臭氧的利用率由30%提高到95%以上，从而大幅度的降低了系统的运行成本； b.操作便捷，自控程度高 本技术采用集成技术，涉及到的设备量少，自控程度高。此外，本工艺不需要加入任何药剂和pH调节，不需人工多次操作，人工运行成本低； c.高效性 本臭氧催化氧化技术针对废水生化处理后难以深度脱除而开发的特异性技术，对煤化工废水处理具有高效性。