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非均相臭氧催化氧化技术(AOPS)

氧化技术(AdvancedOxidationProcesses简称AOPs)是近20年来水处理领域兴起的新技术,通常指在环境温度和压力下通过产生具有高反应活…

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高级氧化技术

高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses简称AOPs)是近20年来水处理领域兴起的新技术,通常指在环境温度和压力下通过产生具有高反应活性的羟基自由基来氧化降解有机污染物的处理方法。

其中是否产生并利用羟基自由基进行氧化是区别于传统氧化与高级氧化技术的根本所在。而如何通过合适的手段产生更多的羟基自由基则是判定某项高级氧化技术是否具有发展前景的关键。

传统化学氧化:臭氧氧化、双氧水氧化、高锰酸钾氧化及二氧化氯氧化等。高级氧化技术主要包括:湿式氧化(WAO)、光化学催化氧化、臭氧催化氧化以及芬顿氧化等。


非均相臭氧催化氧化

西安臭氧催化剂氧化技术为-种采用一系列臭氧多相催化氧化的方法去除废水中的污染物或改变污染物状态的高级氧化技术。该技术通过引发具有强氧化能力的羟基自由基,强化分解水中高稳定性、难降解有机污染物,对高稳定性有机污染物的分解效率比单纯臭氧氧化提高数倍甚至数十倍,显著提高了出水的安全性及污水的可生化性。同时,催化剂还可提高水中臭氧的分解能力,增加水中溶解氧的浓度,并强化后续生化处理工艺的去除效率。

非均相催化剂(固态)与反应溶液处于不同相,反应在固-液相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。利用非均相固态催化剂协调臭氧氧化可以降低反应活化能或改变反应历程,从而达到深度氧化并提高废水可生化性的目的。

氧化还原反应的特征是在反应中有电子从一个物质(还原剂)转移到另一个物质(氧化剂),任何化学物质的氧化还原特性都可以用标准氧化还原电位来确定。臭氧具有较高的标准氧化还原电位,在所有的原子中仅比氟原子、氧原子、OH.自由基低,所以臭氧分子可以和大多数有机物发生氧化还原反应。这种反应能力在与某些无机物(如Fe2+等) 的反应过程中也是非常重要的。但是,对于大多数的臭氧反应一般不发生直接的电子转移到其它物质。

采用非均相臭氧催化氧化的必要性

A:氧化方法对比

B:臭氧直接氧化有机物过程


臭氧具有亲电性,对含双键的有机物、胺、苯环、含硫有机物等氧化速率快,但其氧化反应阶段大多停留于加氧或初步开环阶段,显然氧化能力及深度均不够。而针对其它的有机物氧化速率则相对较慢,甚至低于臭氧自身分解速度,具有较强的选择性。

C:废水中残留的难降解类有机物分类

1)含氮杂环类:基本上不为生物所氧化,通过生化处理其降解率不到1%,这类型有机物难生化、难氧化有机物是构成污水中残留有机物的主要成分之一。

2)可溶性微生物产物SMP(SolubleMicrobialProducts):二段生化出水中还包括生化处理过程中所自产的可溶性微生物产物(SMP),有机成分包括微量没有消耗完的可利用底物和生化过程中产生的SMP。SMP是可以生物降解的,但是其降解速度极慢。

因此,对臭氧进行催化氧化使其产生氧化能力更强且几乎无选择性的羟基自由基是十分有必要的。

非均相臭氧催化氧化工艺系统构成

A:臭氧溶解及分布系统

利用某种方式使得臭氧化气体与待处理废水进行混合、溶解及分配的过程装置,大体有穿孔气水混合方式、微孔布气气水混合方式、压力射流气水混合及分布方式等。我司设计团队可依据不同水质及要求匠心打造,在我司专属催化剂的协助下,可将臭氧的利用率提高至90%以上。臭氧溶解效果及利用率是影响其催化氧化效果的关键因素之一。


B:催化塔体或池体

催化反应工艺主体平台,具备完善的进、出水装置、承托及气水二次或多次分配装置、反洗装置等。此外,为提高反应效率,塔或池的外形结构、材质及内构件配备需采取专业特殊设计。


C:高效催化剂

催化剂是催化臭氧转化产生羟基自由基的核心构件。聚光环保自主研发发明..产品JG-8CH型高性能臭氧催化剂具有较为广谱的适应性。尤其在石化行业废水处理、制药行业废水处理、煤化工行业废水处理以及部分精细化工废水处理上取得了十分理想的催化处理效果。

JG-8CH型高性能臭氧催化剂精心选用Cu、Fe、Ni、Co、Mn等过渡金属中的活性组份进行制备。采用均匀分配及竞争附着的手段将其进行配方生产,以达到.佳的原位催化、表面吸附及分散均匀等特点。

聚光环保紧紧围绕如何提高催化剂的催化效能和臭氧的利用率做了大量的研究并经多年的工程检验,产品性能已非常成熟。然而,我司并未局限于现有成绩,而是在技术上不断精进。到目前为止,公司生产的臭氧催化剂已经发展到第三代产品,该催化剂(JG-8CH型催化剂)由于具备了多种催化活性组份共存,且分散均匀、孔径适中等优点,可提高羟基自由基的产生量达300%~500%,大幅增强了臭氧的催化氧化能力。

D:臭氧催化氧化处理效果对比


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