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臭氧氧化技术在污水处理中的研究现状

臭氧氧化技术在污水处理中的研究现状本文综述了近年来臭氧氧化技术及其联合氧化技术的研究现状,包括臭氧氧化技术、臭氧/过氧化氢联合氧化技术、臭氧/紫外线联合氧化技术、臭氧/活性炭协同氧化技术,介绍了各种高级氧化技术的基本原理及研究现状,并对其特点进行了简要评述。

随着社会经济的发展,工业、生活废水中有机污染物种类越来越多,污水排放标准却在不断提高,常规的“物化手段+ 生化工艺"处理方式难以满足高标准的排放要求,而以O3 氧化工艺为代表的高级氧化技术往往能满足当前污水处理的需要。

众所周知,臭氧的氧化能力极强,氧化还原电位为2.07 V,在碱性溶液中仅次于氟。臭氧的高级氧化技术,就是通过臭氧氧化与各种水处理技术组合,形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基(其氧化还原电位为2.80 V )。臭氧高级氧化法与常规水处理方法比较,具有显著的特点,如对于生物难降解物质处理效果好、降解速度快、占地面积小、净化程度高、无二次污染、浮渣和污泥产生量较少等优点。本文将对近几年来的臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用进行简单的介绍。

1 .臭氧的特性

臭氧是氧气的同素异形体,在自然条件下,为淡蓝色气体。在标准压力和常温下,它在水中的溶解度是氧气的13 倍;正常情况下,臭氧极不稳定,容易分解成氧气。臭氧有很强的氧化能力,是已知最强的氧化剂之一;臭氧为剧毒氧化性气体,一般认为人体在臭氧浓度

不大于0.2 mg/m3 的环境下是安全的;臭氧对几乎所有的金属和非金属材料都有腐蚀作用。

2.臭氧及衍生氧化方法

2.1 臭氧氧化法

臭氧氧化有机物通过两种反应:直接反应和间接反应。直接反应通过环加成、亲电反应、亲核反应实现。间接反应通过O3 与H2O 的自由基诱发反应生成.OH,.OH 通过电子转移反应、抽氢反应、.OH加成反应可与大部分有机物进行反应,从而将部分有机物降解为CO2 和H2O。经过臭氧氧化后,污水的COD 可得到一定的去除而且色度也可大大降低。

马黎明等人用臭氧氧化法处理生化后的造纸废水,实验结果表明,当初始pH 值为8.12,臭氧通入量为514 mg(400ml废水),在25℃时臭氧氧化反应10 min 色度和COD 平均去除率分别达到86.3% 和38.9%,处理效果较好。随着pH 值的增大,COD 及色度的去除率也随之增大,酸性条件下去除率最低,碱性条件下臭氧化过程处理效果最为显著。

王树涛等对臭氧氧化工艺处理城市污水厂二级处理出水进行了研究。结果表明,污水COD 在30-50mg/L 的情况下,当臭氧投加量10 mg/L、接触时间为4 min 时,臭氧氧化对COD、TOC 的去除率分别达到25.7% 和16.5%,使UV254 和色度分别降低了62.31%和79.25%,同时分子质量< 1 ku 的有机物所占比例由原来的52.9% 升高到72.6%。

臭氧能氧化水中许多有机物,但臭氧与有机物的反应是有选择性的,而且不能将有机物彻底分解为CO2 和H2O,臭氧氧化后的产物往往为羧酸类有机物。所以要提高臭氧的氧化速率和效率,进行彻底的矿化处理,就必须采用与其他措施联合促进臭氧的分解而产生活泼的.OH 自由基。因此,臭氧技术由原来的单独使用逐渐发展为与其他方法联合使用。

2.2 臭氧/ 双氧水联合氧化法

O3/H2O2 高级氧化技术是一种有效降解废水中污染物的高级氧化过程。该过程不产生二次污染,可直接将污染物氧化为CO2 和H2O。其实质是H2O2 加速O3 分解产生高活性的羟基自由基。通过臭氧与双氧水联合处理污水,COD 及色度的去除率普遍高于单独利用臭氧及双氧水处理污水。

O3/H2O2 处理工艺中,自由基的链反应实际是由HO2- 引发的,生产HO 的总反应方程式可归纳为:H2O2+2O3 → 2HO+3O2利用H2O2 引发O3 分解产生自由基是一种比较成熟的O3 催化氧化工艺,在国内外已成功地应用于大规模水处理中。

彭人勇等采用O3/H2O2 法对嘧啶废水的处理进行了研究,试验通过将不同量的H2O2 加入1LCOD 浓度为3647mg/L 的嘧啶废水中,研究pH 值、反应时间、O3 流量及H2O2 投加量对处理效果的影响。试验结果证明,在pH 值为11,反应时间为70 min,O3 流量为4 g/h,H2O2 投加量为50 mmol/L 的条件下,废水的嘧啶和COD 的去除率分别达到84.46% 和74.97%。

张伏中等针对已经达标的焦化废水中存在的残余有机物,考察O3/H2O2 氧化工艺的有效性并期望实现工业循环水水质目标的工艺条件。以实际达标排放的焦化废水水样作为研究对象,在自行设计的圆柱形鼓泡反应器中建立了O3 与H2O2 协同氧化反应体系,通过试验明确了O3 浓度、H2O2 投加量、溶液pH 值、自由基抑制剂等因素对有机物降解的影响规律。结果表明:在水温为25℃时、水样pH 值为7.0、臭氧浓度为11.01mg/L、H2O2 浓度为1.0mmol/L 的条件下,反应30min 后O3/H2O2 氧化工艺对COD 和UV254 的去除率分别达到78.1% 和83.7%,相比单独O3 氧化分别提高了14.3% 和 4.1%,达到了良好的处理效果。

2.3 臭氧/ 紫外线联合氧化法

O3/UV 深度氧化法处理水中有机物的过程,不仅O3 可以对有机物进行氧化降解,更重要的是O3 在UV的作用下分解,产生氧化性极强的羟基自由基。在O3/UV 深度氧化体系中,羟基自由基产生的机理为:

O3+UV → O2+.O

.O+H2O → 2.OH

朱辉采用O3/UV 工艺对生化处理后的低浓度印染污水进行处理研究。结果表明,对于初始pH 值为7.4 的500 ml废水,在臭氧投加量为33.75 mg(臭氧浓度为2.70mg/L),UV 灯为10 W 的条件下,O3/UV 工艺的UV254 去除率和COD 去除率分别达到了69.0% 和89.8%,分别比单独臭氧工艺提高了30.6% 和23.5%。相比于单独臭

氧工艺,O3/UV 工艺处理出水的有机物中,易氧化有机物的比例较大。

杨监峰等研究了通过O3/UV 对苯胺废水的处理效果,试验采用自制装置,有效容积为1.5L,采用10W紫外灯,试验结果证明,单独采用UV 方法时,苯胺的去除率仅为4.1%,而采用O3/UV 方法时,在O3 通入量为21.4 mg/min,初始pH 值为6.74 和苯胺质量浓度为100 mg/L 的条件下,反应10 min 时苯胺的去除率可达99% 。

可见,O3/UV 联合氧化法对废水中难以处理的杂质进行化学氧化处理,是一种处理废水的实际和经济的方法。它对一些有毒的、难以深度处理的化合物特别有效。尤其在用其它方法处理时反应速度非常低的情况,此法更为经济。

2.4 臭氧/ 活性炭联合氧化法

活性炭具有极大的比表面积,并且表面含有大量的酸性或碱性基团,这些酸性或碱性基团的存在,特别是羟基、酚羟基的存在,使活性炭不仅具有吸附能力,而且还具有催化能力,臭氧/ 活性炭联合氧化法处理污水应运而生。在活性炭的吸附及催化作用下臭氧加速变成羟基自由基,由此导致了类似于O3/H2O2或O3/UV 的高级氧化反应过程,从而提高氧化效率。

马黎明等对活性炭催化臭氧氧化法处理生化后造纸废水进行了研究,每次试验取400ml废水样及一定量的活性炭注入反应器,调节磁力搅拌转速在250-300r/min,分别对不同pH 值、反应时间和活性炭用量等条件下活性炭臭氧氧化进行了研究。结果表明,pH值为7.98,活性炭加入量为1 g,臭氧反应时间12min时,COD 和色度的去除率

达到40.2% 和91.6%,比单独臭氧氧化处理分别提高了7.6% 和7.0%,BOD/COD 比值由单独臭氧化过程的0.14 提高到了0.26,可生化性得到明显改善。

隋铭皓等对臭氧/ 活性炭氧化法去除原水中微污染物的效果进行过了研究,试验采用自制装置,在装置内装入5g 活性炭、3L 硝基苯溶液,臭氧投加量为5.8mg/L,结果表明,活性炭作为催化剂与臭氧共同作用,对硝基苯的去除率明显高于单独臭氧氧化;在保证活性炭与臭氧分子和有机物充分接触的2 min 内,臭氧/ 活性炭对硝基苯的氧化速率是臭氧氧化的6 倍;随着pH 值的增加,臭氧/ 活性炭对硝基苯的去除率逐渐提高(单独臭氧氧化同样如此),但至pH =9.55 时,臭氧/ 活性炭对硝基苯的去除失去优势。

虽然臭氧/ 活性炭氧化法中活性炭的重复使用率不高,但活性炭催化转化臭氧为羟基自由基创造了一个基于臭氧的高级氧化过程,除臭氧的过氧化氢、紫外催化转化法外,为水中难降解污染物的降解又提供了一个可供选择的方法。

3.结语

综上所述,臭氧氧化及臭氧与其他技术的联合氧化法对多种废水均有不错的处理效果。但目前应用臭氧高级氧化技术存在一定的缺点:一是臭氧发生器能耗较高,产率较低;二是臭氧发生器价格昂贵,整体工艺成本较高;三是对臭氧氧化技术的反应机理的研究尚不够充分。

臭氧氧化法处理废水的研究与应用在国内外还处于起步阶段,目前各项技术及配套工艺还不够完善,作用机理尚待深入研究,但其也

有着诸多的优点,随着对廉价臭氧发生器等装置的开发及反应机理的深入研究,凭借其高效、快速无二次污染等众多的优点,相信它在未来水处理行业的应用潜力会越来越受到人们的重视。

化工论文范文

化工论文范文 化工产业是国家经济的重要支柱。随着经济社会的发展,国内外环境污染突发事件时有发生,造成当地经济较大程度的损失,同时也严重影响了人类健康和社会的和谐稳定。下面是店铺为大家推荐的化工论文,供大家参考。 化工论文范文一:邮寄废水处理中臭氧氧化技术的运用 摘要:臭氧氧化作为一种有效的有机废水处理技术,对难生物降解的有机废水具有良好的降解效果。臭氧一般不能氧化彻底有机物,由此衍生了一系列的臭氧组合工艺,本文介绍了臭氧的性质及氧化机理,分析了臭氧氧化和衍生技术在处理农药废水、焦化废水、垃圾渗滤液、纺织印染废水等难降解有机废水中的应用,并指出了臭氧氧化技术存在的问题。 关键词:臭氧氧化技术;有机废水;废水处理 世界人口的疯长及日益发展的工业是越来越多的水体遭受污染。而臭氧具有较高的氧化还原点位和很强的氧化性,可以氧化多种化合物,对于生物难降解的有机物具有反应速度快,处理效果好,不产生污泥等特点。随着工业技术的革新,人们发现臭氧消毒的效率要远优于氯消毒,不会在消毒过程中产生对人体有害的三氯甲烷(THMS),并且还可以有效去除水中的色、臭、味、和铁、锰等无机物质,并能降低UV吸收值、TOC、COD及氨氮。因此,臭氧氧化技术被广泛地应用于产业废水处理中[1]。 1臭氧的特性 臭氧,一种浅蓝色具有刺激性气味的气体,氧原子以sp2杂化的方式形成π键,臭氧分子形状为V形。臭氧的ORP比水处理中常用消毒剂氯气高0.7V,其氧化能力也远远高于氯气高。在水中的溶解度比氧气约高13倍[1]。经臭氧处理后的水中通常含有较多的杂质,成分比较复杂,还含有许多有机污染物,所以臭氧在水中很不稳定,会迅速分解成氧气分子[2]。 2臭氧氧化及其衍生工艺

印染废水处理现状及发展趋势

印染废水处理现状及发展趋势 印染废水是指在纺织印染工艺中产生的废水,其中含有大量有机物、 色素、助剂等污染物质。由于其复杂的组成和高浓度的污染物,印染废水 的处理一直是环境保护领域的一个难题。本文将探讨印染废水处理的现状 及发展趋势。 目前,印染废水处理主要采用物理化学和生物技术相结合的方法。物 理化学处理包括调节pH值、沉淀、过滤等操作,可有效去除污染物的大 部分,但仍存在处理效率低、消耗能源高等问题。生物技术包括生物降解、生物吸附等方法,具有处理效果好、能耗低的优势,但对废水的温度和 pH值有一定要求。 为了进一步提高印染废水处理的效果,目前有以下几个发展趋势: 1.新型材料的应用:纳米材料、功能材料等被广泛应用于印染废水处 理中,其具有较大的比表面积和高的吸附能力,能够高效地吸附和去除废 水中的污染物。 2.高级氧化技术的研究:高级氧化技术包括光催化、臭氧氧化、电化 学氧化等方法,在印染废水处理中表现出良好的效果。这些技术利用活性 氧和自由基对污染物进行氧化降解,能够高效去除有机物和色素等难降解 物质。 3.绿色工艺的推广:绿色工艺是指在印染过程中采用无污染或低污染 的工艺和材料,尽量减少废水的产生和污染物的排放。例如,采用可降解 染料、低温染色等工艺可以显著减少废水的处理负担。

4.循环利用的提高:传统的印染废水处理将大部分废水排放至环境中,造成了水资源的浪费。未来的趋势是将印染废水进行集中处理后,采用循 环利用的方式,将水资源回收再利用,减少对环境的影响。 5.智能化管理与控制:在印染废水处理过程中,采用智能化的监测、 管理和控制技术,可以实时监测废水的水质和处理效果,提高处理过程的 稳定性和效率。 总之,印染废水处理的现状是采用物理化学和生物技术相结合的方法,但仍存在一些问题。未来的发展趋势是采用新型材料、高级氧化技术,推 广绿色工艺,提高循环利用的水平,并采用智能化管理和控制技术,以实 现更高效、环保的印染废水处理。

臭氧氧化技术在污水处理中的研究现状

臭氧氧化技术在污水处理中的研究现状本文综述了近年来臭氧氧化技术及其联合氧化技术的研究现状,包括臭氧氧化技术、臭氧/过氧化氢联合氧化技术、臭氧/紫外线联合氧化技术、臭氧/活性炭协同氧化技术,介绍了各种高级氧化技术的基本原理及研究现状,并对其特点进行了简要评述。 随着社会经济的发展,工业、生活废水中有机污染物种类越来越多,污水排放标准却在不断提高,常规的“物化手段+ 生化工艺"处理方式难以满足高标准的排放要求,而以O3 氧化工艺为代表的高级氧化技术往往能满足当前污水处理的需要。 众所周知,臭氧的氧化能力极强,氧化还原电位为2.07 V,在碱性溶液中仅次于氟。臭氧的高级氧化技术,就是通过臭氧氧化与各种水处理技术组合,形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基(其氧化还原电位为2.80 V )。臭氧高级氧化法与常规水处理方法比较,具有显著的特点,如对于生物难降解物质处理效果好、降解速度快、占地面积小、净化程度高、无二次污染、浮渣和污泥产生量较少等优点。本文将对近几年来的臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用进行简单的介绍。 1 .臭氧的特性 臭氧是氧气的同素异形体,在自然条件下,为淡蓝色气体。在标准压力和常温下,它在水中的溶解度是氧气的13 倍;正常情况下,臭氧极不稳定,容易分解成氧气。臭氧有很强的氧化能力,是已知最强的氧化剂之一;臭氧为剧毒氧化性气体,一般认为人体在臭氧浓度

不大于0.2 mg/m3 的环境下是安全的;臭氧对几乎所有的金属和非金属材料都有腐蚀作用。 2.臭氧及衍生氧化方法 2.1 臭氧氧化法 臭氧氧化有机物通过两种反应:直接反应和间接反应。直接反应通过环加成、亲电反应、亲核反应实现。间接反应通过O3 与H2O 的自由基诱发反应生成.OH,.OH 通过电子转移反应、抽氢反应、.OH加成反应可与大部分有机物进行反应,从而将部分有机物降解为CO2 和H2O。经过臭氧氧化后,污水的COD 可得到一定的去除而且色度也可大大降低。 马黎明等人用臭氧氧化法处理生化后的造纸废水,实验结果表明,当初始pH 值为8.12,臭氧通入量为514 mg(400ml废水),在25℃时臭氧氧化反应10 min 色度和COD 平均去除率分别达到86.3% 和38.9%,处理效果较好。随着pH 值的增大,COD 及色度的去除率也随之增大,酸性条件下去除率最低,碱性条件下臭氧化过程处理效果最为显著。 王树涛等对臭氧氧化工艺处理城市污水厂二级处理出水进行了研究。结果表明,污水COD 在30-50mg/L 的情况下,当臭氧投加量10 mg/L、接触时间为4 min 时,臭氧氧化对COD、TOC 的去除率分别达到25.7% 和16.5%,使UV254 和色度分别降低了62.31%和79.25%,同时分子质量< 1 ku 的有机物所占比例由原来的52.9% 升高到72.6%。

污水处理技术的研究进展

污水处理技术的研究进展 近年来,随着城市化进程的加快和人口的增长,城市污水处理 问题越来越受到人们的关注。污水处理技术因其对环境保护的重 要性,得到了迅速发展。本文将介绍污水处理技术的研究进展, 包括生物处理、物理化学处理、高级氧化技术以及新的膜技术等。 一、生物处理技术 生物处理技术是目前污水处理领域最常用的一种技术。其利用 微生物将有机物降解为无机物,实现水体净化的目的。目前,生 物处理技术主要分为好氧处理和厌氧处理两种方式。 好氧处理是指在氧气存在的情况下,微生物参与污水的生化反应,将有机物和氨氮等有害物质转化为无害物质,并产生可溶解 性有机物和微量元素等营养物质,从而实现有机物的去除。厌氧 处理则是指在缺氧的情况下,利用厌氧菌将有机物分解为甲烷、 二氧化碳等无害物质。

生物膜反应器(MBR)则是种集好氧反应器和微孔过滤器于一身的新型生物处理技术,具有出水水质高、占地面积小、操作易于控制等优点。 二、物理化学处理技术 物理化学处理技术通过物理或化学反应作用于水体,在去除有机物、重金属污染物和营养物等方面起着重要的作用。该技术多用于处理高浓度污水以及处理难以生物降解的有机物和色度等。 吸附、氧化还原、离子交换、沉淀絮凝等是常见的物理化学处理技术。在适当的条件下,这些技术可以实现对水体中多种有害物质的高效去除。 三、高级氧化技术 高级氧化技术主要采用紫外线、臭氧、过氧化氢等能提供高能量反应的化学或物理手段,通过直接或间接氧化降解污染物,其效率比传统的物理化学处理技术更高。

高级氧化技术一般分为: (1)紫外线技术 紫外线反应器通过紫外线照射分解氧化污染物,其效率和反应时间较短。 (2)臭氧技术 臭氧是一种强氧化剂,对化学中的大多数物质都有较强的氧化作用,可以达到高降解效果。臭氧技术成功应用于工业废水处理和污水处理领域。 (3)过氧化氢技术 过氧化氢是一种分子式为H2O2的氧化剂,可在不产生二氧化碳和其它有害物质的情况下,通过产生致氧自由基(·OH),氧化降解污染物。 四、新型膜技术

污水高级氧化技术的研究现状及其新进展

污水高级氧化技术的研究现状及其新进展 污水高级氧化技术的研究现状及其新进展 一、引言 随着人口增长和工业化进程的加快,污水排放量不断增加,对水资源的供给和环境的保护造成了巨大压力。传统的污水处理方法往往无法有效去除含有毒性有机物的废水,因此需要寻找一种更高效、更环保的污水处理技术。高级氧化技术被认为是一种能够有效去除难降解有机物的治水方法,近年来得到了广泛关注和应用。 在本文中,将对高级氧化技术的研究现状进行综述,并介绍其新进展。 二、高级氧化技术基本原理 高级氧化技术是利用氧化剂产生高活性氧中间体以及自由基,对污染物进行氧化还原反应,以达到废水治理的目的。常用的氧化剂包括臭氧、过氧化氢、次氯酸钠等。利用这些氧化剂产生的自由基可以直接氧化有机物质,或者在催化剂的作用下实现有机物的降解。高级氧化技术不仅可以去除难降解有机物,还能有效去除色度和重金属离子等特殊污染物。 三、高级氧化技术的研究现状 近年来,针对高级氧化技术的研究逐渐增多,并涉及到不同的应用领域。下面将对一些常用的高级氧化技术进行介绍。 1. 光催化氧化技术 光催化技术利用半导体材料吸收光能激发电子,产生电子和空穴对,进而引发一系列氧化还原反应,实现有机物降解。常用的光催化材料有二氧化钛、氮化铟等。目前,一些研究已经成功应用光催化技术来处理含有毒性有机物的废水。

2. 高级氧化还原电化学技术 电化学技术是利用电极产生电子和自由基,通过氧化还原反应解决水体中的污染物。高级氧化还原电化学技术结合了电化学和高级氧化技术的特点,能够高效地去除有机污染物。该技术主要包括电化学降解、电致化学氧化以及电化学生成臭氧等。 3. 电子束辐射技术 电子束辐射技术是指利用高能电子辐照废水,产生一系列化学反应,从而去除有机物。由于电子束能量高,能够快速引发一系列化学反应,因此能够实现废水中有机物的高效处理。该技术通常应用于含有高浓度工业废水的处理。 4. 冷等离子体技术 冷等离子体技术是指利用气体放电产生等离子体,通过等离子体反应装置实现废水处理和气体净化。尤其是冷等离子体与催化剂相结合可以产生更强的氧化活性物种,有效降解有机污染物。该技术不仅适用于废水处理,还可以处理大气中的有机污染物。 四、高级氧化技术的新进展 目前,高级氧化技术仍然在不断发展与改进中,以下是一些新的进展: 1. 新型催化剂的研发:为了提高高级氧化技术的效果,研究人员不断开发新型催化剂。例如,金属有机骨架材料(MOFs)和纳米材料等被引入到高级氧化技术中,以提高反应速率和选择性。 2. 结合其他技术的改进:高级氧化技术通常与其他污水处理技术结合使用,以进一步提高废水处理效果。例如,将高级氧化技术与活性炭吸附、生物处理等技术结合,可以实现同时去除有机污染物和微生物的可行性。

臭氧催化氧化技术在饮用水处理中的应用现状

臭氧催化氧化技术在饮用水处理中的应 用现状 摘要:近年来,国民经济持续较快发展,工业城镇化进程迅速推进,人类活动广泛开展,饮用水源污染日益严重。为了保证饮用水的安全,2022年3月15日, 国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会联合发布中华人民共和国国家标准公告(2022年第3号)“关于批准发布《生活饮用水卫生标准等5项强制性国家标准的公告》”,正式批准《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)等5项 强制性国家标准。随着供水污染的严重和饮用水卫生要求的提高,传统的水处理 工艺已经不能满足目前的要求和饮用水安全,使饮用水深度处理技术种类繁多,臭氧先进氧化技术是应用最为广泛的。臭氧主要以两种方式与水中的有机污染物发生反应:一种是直接反应,即臭氧分子直接与有机污染物发生反应。二是间接反应,即先将臭氧分解在水中,产生强氧化性无氢氧基自由基(•OH),然后无氢氧基自由 基与有机污染物发生诱发链反应。由于OH具有强氧化和与有机污染物反应快的 特点,因此产生了一系列先进的氧化技术来促进臭氧消耗OH,主要有H2O2/O3、 UV/O3、UV/H2O2/O3、电催化/O3、超声波/O3和臭氧催化氧化,其中臭氧催化氧化是最受关注的。本文主要介绍臭氧催化氧化技术在饮用水处理领域的应用。 关键词:臭氧催化氧化技术;饮用水处理;应用现状; 引言 水是人类最宝贵的自然资源。地球上水资源覆盖面积约有136000万平方公里,地球上水资源覆盖面积约有136000万平方公里,但可供人类利用的淡水资 源仅占其中的0.7%左右。随着医药、化学、印染等相关工业的蓬勃发展,全球每年有超过4200亿吨有机废水排放到河流、湖泊和海洋中,其中含有染料、洗涤剂、药品、个人护理产品、农药、羧酸和芳香族化合物等有机污染物。如果这些污染物在水环境中长期滞留,不仅会破坏水体生态,消耗水体溶解氧,还可通过生物沉积和食物链的富集作用最终威胁人体健康。迄今,在自来水中已发现的

臭氧催化氧化与活性炭联用给水处理工艺特性中试研究共3篇

臭氧催化氧化与活性炭联用给水处理工艺特性中试研究共3篇 臭氧催化氧化与活性炭联用给水处理工艺特性中试研究1臭氧催化氧化与活性炭联用给水处理工艺特性中试研究 随着生产和民生用水需求的不断增加,水资源的保护和污水的净化日益受到了广泛的关注。目前,水处理工艺中臭氧催化氧化和活性炭吸附是一种有效的技术组合,可以有效地去除水中的有机物、异味、色度等污染物,提高水的品质和满足人们对于水质安全的需求。本文将结合实际中试研究,对臭氧催化氧化与活性炭联用的给水处理工艺特性进行探讨。 首先,臭氧催化氧化和活性炭吸附的机理是不同的。臭氧催化氧化是一种强氧化剂,能够通过臭氧的分解反应,产生活性自由基,从而使有机分子分解成无机物。活性炭吸附则是一种物理吸附的过程,通过活性炭的孔隙来吸附有机分子。二者的机理不同,但是却能相互协同作用,起到更好的水处理效果。 其次,中试研究表明,臭氧催化氧化和活性炭吸附联用的给水处理工艺具有以下特点: 1.去除效果好。臭氧催化氧化和活性炭吸附联用具有互补性,对于水中的不同污染物具有不同的去除效果。臭氧催化氧化能够有效去除水中的有机物、异味等污染物,而活性炭吸附则能够去除色度等杂质。二者联用可以提高水处理的效果。

2.节能环保。臭氧催化氧化和活性炭吸附联用具有节能环保的特点。臭氧通过紫外光或电场产生,不需要化学药剂,因此环保无污染,同时臭氧可以循环使用,降低了能耗。 3.技术难度低。臭氧催化氧化和活性炭吸附的技术难度较低,且操作简单。由于两种技术相互协同,不需要引入更多的设备,也降低了工艺复杂度,降低了成本。 4.运行稳定性高。臭氧催化氧化和活性炭吸附联用的工艺运行稳定,能够适应不同水质的处理要求,具有较高的适应性。同时,由于二者机理相互协同,能够互相稳定化作用,使得工艺的运行稳定性更高。 总之,臭氧催化氧化和活性炭吸附联用的给水处理工艺具有明显的优势。通过中试研究进行实际应用,我们可以看到该工艺具有良好的去除效果、节能环保、技术难度低、运行稳定性高等特点,能够提高水质安全水平,满足人们对于水质的需求。未来,我们需要开展更多的研究,进一步提高该技术的应用和推广 综上所述,臭氧催化氧化和活性炭吸附联用的给水处理工艺是一种有效、节能环保、技术难度低、运行稳定性高的处理方式,具有广泛的应用前景。在未来的研究中,我们应该进一步发掘该工艺的潜力,优化其工艺条件,拓展其应用范围,以更好地满足人们对于水质安全的需求 臭氧催化氧化与活性炭联用给水处理工艺特性中试研究2

煤化工废水处理现状及发展方向

煤化工废水处理现状及发展方向 煤化工行业是我国的支柱产业之一,对于国家的经济发展和社会进步具有重要意义。然而,煤化工生产过程中产生的废水成分复杂,处理难度较大,如不进行有效处理将对环境造成严重危害。本文将探讨煤化工废水处理的现状及未来发展方向,以期为相关企业和研究人员提供参考。 废水成分复杂,含有多种有害物质,如有机污染物、重金属离子等;有机污染物的可生化性较差,难以通过常规生物法进行处理; 废水中重金属离子毒性较大,对生物处理过程产生抑制作用; 处理过程能耗高,运营成本大,对企业负担较重。 加强预处理措施,如化学氧化、还原等,将复杂的有机污染物转化为易生物降解的物质,提高废水的可生化性; 采用高级氧化技术,如光催化、电化学等,对废水中的重金属离子进行高效去除; 结合膜分离技术,如超滤、纳滤等,实现废水中有害物质的高效分离和废水回用的双重目标;

优化生化处理过程,提高微生物的活性,降低处理过程的能耗。 随着科技的不断进步,未来煤化工废水处理将朝着以下方向发展: 多元化处理技术集成,将多种处理方法有机结合,实现废水的高效处理和资源化利用; 绿色能源的利用,如利用太阳能、风能等可再生能源,降低处理过程的能源消耗; 加强过程控制和监管,实现废水处理的自动化和智能化; 拓展废水处理产业链,将废水处理与生态农业、生态渔业等相结合,实现经济效益和环境效益的双赢。 煤化工废水处理对于保护环境、促进经济发展具有重要意义。虽然目前废水处理存在诸多问题,但通过采取有效的解决方案和发展先进的技术,未来的煤化工废水处理将有望实现高效、节能、环保的目标。企业和研究人员应积极和探索新的处理技术与方法,以推动煤化工废水处理的可持续发展。 煤化工行业是我国的支柱产业之一,然而,煤化工废水治理一直是一个难点问题。这类废水含有高浓度的有机物、氨氮、悬浮物等有害物

臭氧化法净水技术的概况及发展前景

臭氧作为一种强氧化剂、消毒剂在工业给水及饮用水的处理,废水的处理和回用等方面已开始得到广泛应用,它可消毒杀菌,使病毒灭活,杀死微生物改变活性污泥的的性能它可脱色,除臭,除味,改善水的感官性能可以除去水中各种重金属离子汞、锌、铁、银、锰等可去除水中悬浮固体并使胶体物质改性而易于凝聚、沉淀过滤以降低浊度可使水中、、等指标降低可以去除水中酚、氰、硫、油、烷基苯磺酸盐、有机磷、有机氯、木质素、四乙铅、硝基化合物以及各种致癌物质臭氧可作为废水的三级处理方法使其得到回用它可以和其它水处理工艺单元结合,和超声波,紫外线等新技术结合强化改善各种水处理过程。可以说,直到现在,人们还未掌握它具有的全部作用价值,它是自然界进行生态系统调控的有力武器。 一、国内外臭氧法净水技术的发展 国内外臭氧发生装置的研制情况 臭氧化法水处理技术发展与臭氧发生装置的发展密切相关。制造成本低,耗电少,安全可靠的臭氧发生器是臭氧化法净水技术的发展前提。 臭氧化法净水反应过程的研究 臭氧可以与水中以各种形态存在的物质(溶解状,悬浮状及胶体状物质以及微生物等)起反应。臭氧通过各种物化、生化作用可将水中各种不同的复杂物质变为简单物质,将非极性有机物转变为极性有机物,将有色有机物转换为无色有机物,将高分子有机物变为低分子有机物,将具有低生物降解性能的有机物转变为高生物降解性能的有机物,将亲水性的有机胶体转变为疏水性易凝聚过滤的无机物。臭氧可以将有毒物质转化为无毒性质,可以氧化各种无机物,可以杀死微生物,改变菌胶团和活性污泥的性能等。 臭氧在水中与各种污染物质反应进行的方式有以下几种: a.由臭氧中氧原子的直接氧化。 b.污染物质与臭氧分子直接反应,产生不稳定的臭氧化物使有机物分解破坏。 c.在氧化反应中从臭氧化气中分离出的氧气的催化作用。 d.臭氧在自行分解过程中产生OH-基(羟基自由基)的氧化作用。 e.溶解-诱导氧化反应:臭氧与水中含有高浓的溴化物(废水中),锰离子(缺氧的地下水中)激烈反应生成溴酸和高锰酸离子,这些物质可作为二次氧化剂和消毒剂。 上述各种反应形式又可分为受传质速度控制的反应过程和受化学反应速度控制的反应过程。 受传质速度控制的反应过程进行得很快(零点几秒或几秒或更短)称做快速反应。主要反应在液膜附近完成。反应速度直接与传质系数的大小有关,传质系数大则反应效率高,如臭氧消毒,脱色,除酚等都属于这类反应。对水中各种不同污染物与臭氧的反应动力学的研究也在深入进行。臭氧对各种有机物质的氧化顺序为:链烯烃>胺>酚>多环芳香烃>酵(个人认为现代意义是醇)>醛>链烷烃。 水与臭氧接触反应设备的研究 臭氧发生设备从反应机理上选择接触反应设备,应该说,这是更合理的,例如对于快速反应(受传质速度控制的过程)应选用传质系数高的设备,如固体螺旋混合器,而对于受化学反应速度控制的过程(慢速反应),则宜选用能够保证水和臭氧反应所需的接触时间的设备,如鼓泡塔。 二、臭氧在各种水处理过程中的应用 臭氧在工业给水及饮用水处理中的应用 a.消毒处理——杀菌,病毒灭活,杀死微生物等。

臭氧催化氧化机理及其技术研究进展

臭氧催化氧化机理及其技术研究进展 臭氧催化氧化机理及其技术研究进展 摘要:臭氧催化氧化技术是一种环境友好的气体处理方法,在空气污染治理中具有广泛应用前景。本文综述了臭氧催化氧化的机理和技术研究进展,重点介绍了不同催化剂的选择以及催化剂对氧化反应的影响。同时,文中还对臭氧催化氧化技术在VOCs、NOx以及污水处理中的应用进行了探讨,并展望了臭氧催化氧化技术的未来发展方向。 1. 引言 随着工业化进程的加快和人口的增长,空气污染已成为一个严重的环境问题。挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NOx)的排放是空气污染主要来源之一,严重影响人类的健康和环境质量。因此,开发高效的气体处理方法对于改善空气质量至关重要。臭氧催化氧化技术由于其高效、环境友好的特点,成为了目前广泛应用的气体处理方法之一。 2. 臭氧催化氧化机理 臭氧催化氧化技术主要依赖于催化剂的作用,使得臭氧与目标污染物发生氧化反应。催化剂的选择对于催化氧化反应的效果至关重要。常用的催化剂包括金属氧化物、钠钾合金、天然矿物等。在臭氧催化氧化过程中,催化剂能够提供活性位点,吸附臭氧和目标污染物分子,并促进其发生氧化反应。催化剂的选择应综合考虑其活性、稳定性和再生性等因素。 3. 不同催化剂对臭氧催化氧化的影响 不同的催化剂对臭氧催化氧化的效果有所不同。金属氧化物催化剂具有高活性和较好的稳定性,对臭氧和目标污染物的氧化反应具有较高的催化活性。而钠钾合金催化剂则具有较低

的成本和较好的再生性能,但在活性和稳定性方面还有待改进。天然矿物催化剂具有丰富的资源,且部分具有良好的催化活性和稳定性。对于不同的污染物,应选择适合的催化剂以获得较好的催化效果。 4. 臭氧催化氧化技术在VOCs处理中的应用 VOCs是一类常见的有机污染物,对环境和人体健康造成 严重危害。现有的气体处理技术对于VOCs的去除存在一定的 限制,而臭氧催化氧化技术由于其高降解效率和低能耗的特点,成为了处理VOCs的有效方法。通过选择合适的催化剂和优化 反应条件,臭氧催化氧化技术可以有效地降解VOCs,达到环 境排放标准。 5. 臭氧催化氧化技术在NOx处理中的应用 NOx是另一类常见的大气污染物,对人体健康和大气环境 造成巨大影响。传统的NOx处理方法主要通过选择性催化还原(SCR)技术来降解,但该技术存在着催化剂不稳定、反应条 件严苛等问题。臭氧催化氧化技术因其高效的氧化能力和较宽的适用范围,被广泛应用于NOx的处理中。具体的应用方法包括臭氧/催化剂协同催化氧化法、臭氧/紫外光协同催化氧化法等。 6. 臭氧催化氧化技术在污水处理中的应用 臭氧催化氧化技术也可以应用于污水处理中。目前主要应用于有机物的去除和重金属离子的回收等方面。臭氧通过催化剂的作用,可以将有机物氧化为无害的水和二氧化碳,并对重金属离子进行还原,从而达到同时降解有机物和回收重金属的目的。不仅能够有效地处理污水,还能够减少对环境的二次污染。 7. 结论

臭氧在污水处理中的应用

臭氧在污水处理中的应用 一、臭氧在污水处理中的应用背景和现状 近年来,随着工业的发展,在水处理及水污染的治理方面出现了新的问题。由于工业废水中出现了一些生物难降解的或有毒的有机污染物(如农药,合成洗涤剂和某些染料等);同时,为了保护环境和水资源以及能够处理过的污染水得到回用,环境保护和相关部门制订了严格的标准和法律。在许多情况下,工业废水必需经过三级深度处理才能满足水污染治理和废水回用的要求。 臭氧作为有效的废水深度处理手段之一,具有氧化能力强,反应速度快,使用方便(包括臭氧的制造,输出和投配等),不产生二次污染等一系列优点而受到人们的重视。 污水处理包括城市生活污水、工业污水与医疗污水的处理,主要目的为杀菌消毒、去除污染物质并脱色除味以达到排放标准。近几年由于水资源匮乏,行业主管部门制定了工业、生活污水回用的法规,提高了处理标准。美国在本世纪七十年代初开始利用臭氧处理生活污水,其主要目的为消毒并降低生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD),去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色,已达到全面生产应用的水平。日本则在缺水地区进行污水臭氧处理后,作为非食用水(即中水)循环使用,北京、上海、山东等大城市也正在推广使用当中。工业污水臭氧用来对电镀含氰污水氧化、纺织印染污水脱色、精炼污水去除酚、烷类物质等。 二、臭氧应用的机理 臭氧是强烈的氧化剂,它能氧化多种有机物和无机物,清除对臭氧的高度氧化活性很敏感的毒物,如酚类、苯环类、氰化物、硫化物、亚硝酸盐、铁、锰、有机氮化合物等;由于对各种有机物的作用范围较广,可以去除其他方法不易去除的COD 和TOC,属于“最有效武器”。有很强的氧化漂白作用,可以明显降低水的色度;在

纺织印染废水处理技术研究现状及进展

纺织印染废水处理技术研究现状及进展 摘要:我国是纺织印染大国,用水量大,导致废水排放量大.纺织印染废水 的高排放和重污染已成为制约我国纺织印染行业可持续发展的重要因素。近年来,随着大量人工合成难生物降解染料和助剂的使用。 关键词:纺织印染;废水处理技术; 前言:在纺织工业中会产生各种废水,其中以印染废水污染较为严重,其排 放量约占工业废水总排放量的1/10,我国每年约有6~7亿t印染废水排入水环 境中,是当前最主要的水体污染源之一,因此印染废水的综合治理已成为一个迫 切需要解决的问题。 一、纺织印染废水的性质和来源 随着纺织印染行业规模日益增大,生产流程变得越来越复杂化,同时,在生 产过程中用到化学原料类型也各不相同,这样一来,无疑增加了废水成分复杂性 和多样性。纺织印染废水类型主要用以下几种,分别是退浆废水、漂白废水和煮 练废水等,其中,退浆废水大约占总废水量的15%,该废水的成分主要以浆料、 淀粉为主,具有较高的可生化性。漂白废水占总废水量比较高,其比例达到70%,但是这种类型的废水具有较低的污染程度,被称作“清洁废水”。煮练废水的pH 值达到了9. 5,因此,这种类型的废水碱性比较强,而且色度比较深,含有较高 的有机物,处理难度比较大。 二、纺织印染废水处理技术研究现状及进展 2.1 物理处理技术 2.1.1 吸附法。吸附法作为纺织印染废水处理工作中常用的方法之一,以活 性黏土、粉煤灰、硅胶泥等为主要材料,具有多孔性、接触面积广等特性,可以 起到吸附有害物质的效果。同时,由于吸附法用到的吸附材料成本过高,并且在 吸附的有害物质容量方面有一定的局限性,因此,该方法智能适用于以下两种情

(2023版)臭氧预氧化在废水处理的分析进展(新版)

【Word 版本下载可任意编辑】臭氧预氧化在废水处理的分析发展 表达了臭氧预氧化工艺研究概况,分析了臭氧预氧化工艺在废水处理中的应用及臭氧联合技术的研究,探讨了臭氧预氧化在废水处理应用中存在的问题。 近年来,生活污水越来越多,工业污水也逐渐增多,如何正确管理、利用污水成为了大众关注的重点问题。惟独正确利用废水,缓解水资源紧缺的问题才干得到解决。臭氧预氧化是废水处理中的重要步骤,所以对臭氧的研究应更加重视。为了更好地研究该领域、研究废水处理,就应及时了解目前研究的发展,为以后发展做准备。 1 臭氧预氧化工艺研究概况 O3 是一种氧化性强的强氧化剂,O3 的净水作用也是全球公认的。 O3 可将废水中有毒物质及难以降解的有机物分子部份断裂,在废水处理中有着显著成绩。相关研究说明,废水处理中使用的臭氧预氧化技术是进一步处理的前提,为之后的处理提供了很好的保证,可以说,臭氧预氧化有着重要意义和光明前景。 以前只是在饮用水消毒中使用 O3 作净化,但经过不断试验开始将 O3 参加到废水处理中,效果十分显著。臭氧预氧化对水体有着很大影响。 O3 能很大程度去除有机物,但也有专家认为 O3 对水质造成为了另一种破坏。 此外, O3 还影响着废水酸碱度、内部物质浓度等,所以臭氧预氧化是一项较为复杂的研究,还需更多努力。虽然国内外专家有许多关于 O3 性质的研究,但仍不能给出明确

【Word 版本下载可任意编辑】 结论,还处于研究阶段,发展也在不断前进,未来发展还有很大空间。 1.1 生物活性炭工艺 臭氧生物活性工艺的原理是将 O3 通过化学反应与活性炭等形成有吸附作用的过滤器,这种工艺能将降解技术与吸附作用结合在一起,有效提高过滤效果。臭氧生物活性炭的优点是费用低,对有机物等难以去除的物质去除效率高,且效果持续,能使用较长期。 废水经过臭氧氧化,将其中的大份子有机物降解为小分子,并产生更多 O2 ,使有机物更容易被活性炭吸附,同时为水内微生物提供营养。微生物在活性炭上生长形成生物膜,降解小份子,活性炭使用寿命无形中增长。活性炭本身空隙相对较大,过滤效果必然没有长出生物膜的活性炭效果好,这种组合通过不断实践也充分表现了其优势。 O3 和活性炭结合在一起是一种新形式,通过与其他物质比较,在一样条件下产生使活性炭效果更活跃的现象,利用不同量活性炭也可作为比较。实践证明,不同 O3 的投入量都使 O3 效果一样。 1.2 曝气生物滤池工艺 曝气生物滤池早在 20 世纪就已开始使用,这种工艺占地面积小、处理效果好,且能实现智能自动化操作,近年来成为研究重点。生活污水经过生化处理后有机物在水中残留的都是难以降解部份,O3 参加使得这些物质成功降解,使该工艺有了突破性发展,也让相关技术有了新的研究方向。 O3 将废水色度明显降低,除色效果好且提高废水可生化性。

臭氧氧化技术及其在水处理领域的发展

臭氧氧化技术及其在水处理领域的发展 摘要:工业废水中普遍含有大量COD高且生物降解性不高,甚至具有活性污泥 抑制性的物质。对于此类废水,采用传统的一级处理、二级处理已经很难达到日 趋严格的废水环保排放标准。臭氧氧化法是高级氧化的一种,作为生化处理前破 除大分子有机物的预处理或生化排水深度处理提标的方法,在工业废水中的应用 已有很长的历史。 关键词:臭氧氧化技术;水处理;发展 一、臭氧氧化机理 通过研究相关的化学原理或者一些理论的推导可以知道,任何化学物质在进 行氧化反应时都是通过使苯系物质、大分子量物质中较弱的化合键进行分解和断开,进一步形成分子含量较小的化学物质;从而改变了目标降解物的分子结构, 使其更加容易通过氧化分解掉。臭氧通过直接氧化或者间接氧化的工程实现对水 中污染物的破坏和分解。间接的方式可以说是臭氧溶解在水中之后,产生的羟基 自由基从而实现对水中污染物氧化作用也就是R反应。其中,这两种氧化作用是 存在差异的,直接进行氧化作用时,水溶液中存在着是O3分子,可以对水中的 有机物直接发生氧化作用,清除掉水中的污染物质,进而使水达到清洁的目的; 间接氧化是指O3分子溶解于水之后,会产生比O3分子本身氧化能力更强的化学物质,也就是羟基自由基,它也可以对水中的有机物进行氧化反应,并且氧化能 力更强,这就是O3的间接氧化清除污染物的过程。 二、臭氧氧化技术的应用 1、催化臭氧氧化技术 催化臭氧氧化技术按催化剂的存在物质形态划分,可以分为均相催化臭氧氧 化与非均相催化臭氧氧化两种。工业应用中的技术革新重点在非均相催化剂的应用。 1.1均相催化臭氧氧化 溶液中存在的金属离子可以显著提高O3对有机物的氧化能力,并能有效降 低中间产物的产生,目前一般采用的催化剂是过渡族的金属离子,包括Mn(II)、Al(III)、Fe(III)、Cu(II)、Co(II)和Ni(II)等。 首先发现FeSO4、MnSO4、NiSO4、CoSO4能够提高臭氧对废水中TOC去除率。臭氧技术相关的科研工作者对均相金属离子催化臭氧氧化技术开始开发和研究。 在pH值=6、温度为24℃时,采用Co(II)作为催化剂,使用臭氧氧化乙二 酸时,发现反应过程中存在乙二酸与Co(II)的络合反应,并通过臭氧作用形成 高价态Co(III)络合物,引发下一步自由链反应。 在不同pH值条件下Mn系离子催化臭氧氧化乙二酸的试验现象和机理。其研究表明,在溶液中增加低价态的锰离子能够显著地提高臭氧氧化乙二酸的效果, 反应过程中Mn(Ⅳ)可以作为中间产物,强化臭氧的催化效果。在pH值=0时,草酸的浓度不影响反应的效果,臭氧和Mn(III)之间发生一级反应,K值为 6.2×104mol-1/min。当pH值增加到4.7时,Mn(III)会络合乙二酸形成促进臭 氧催化氧化效果的产物。 1.2非均相催化臭氧氧化 相比于均相催化剂,非均相催化剂具有更重要的现实意义,主要是因为在工 业化应用过程中均相催化剂会带来催化剂流失及出水金属超标的问题。工业应用中,用来制备非均相催化剂的金属主要是从均相催化剂延伸而来,主要为过渡金

制药有机废水处理现状及发展趋势

制药有机废水处理现状及发展趋势 摘要:伴随着逐渐升温的国民经济,现阶段我国国民对于健康以及医疗的重视程度前所未有,故对药品的需求量较大,而药品在生产制造以及研发过程中均会伴随着大量制药废水的产生,在药品使用极为广泛的今天,制药废水的排放量也逐渐增加。制药废水有着有机物含量较高,毒性大等特点,如果不能及时对现阶段的制药废水进行处理,就势必会对周边环境产生严重的影响,影响我国绿水青山就是金山银山的生态理念,甚至还会在潜移默化中降低我国的人民整体健康水平,危害制药厂周边的人民群众生命财产安全。为进一步降低制药废水对于我国生态环境的影响,推动我国进一步迈向社会主义现代化,对制药废水处理分析是必要的。 关键词:制药;有机废水;处理现状;趋势 前言:制药废水是一种高浓度、高毒害、高色度、难降解的有机废水,难以处理。本文阐述了制药废水的分类、特征、危害以及一些常用处理技术如混凝沉淀法、铁碳法、臭氧氧化法、Fenton法、活性污泥法的工作机理及优缺点,并展望了制药有机废水处理技术的发展前景。 1制药废水的种类 制药废水的有效处理对于现阶段生态化建设具有重要意义,针对我国当前的医疗药品生产体系,制药废水从定义上可以大概分为以下几类:一是抗生素类生产废水,这类废水主要是从抗生素类药品生产制造过程中所排放,从抗生素类药品的生产原料以及制造工艺不难了解,这类废水的有机物含量极高,具有较强的溶解性,而且多数还会带有一定的颜色或气味,对于植物以及土壤等环境具有较强的毒性。二是化学合成类生产废水,这类废水中的污染物的主要产生环节有工艺废水,冲洗废水,厂区生活废水,辅助过程废水等。因为在化学合成药品的过程中,其反应周期较长,反应环节较多,且最终所形成的化学结构只占其原材料的1~2成,其他的辅助性原材料会产生大量的消耗,进而导致大量化学合成类

关于电催化臭氧水处理技术的研究

关于电催化臭氧水处理技术的研究 摘要:电化学法和臭氧协同处理是以电化学反应为基础,使得臭氧在发生反应的过程中形成大量羟基自由基,实现臭氧利用率全面提高的目标,成本投入明显降低。在此次研究中,将 印染废水作为主要处理对象,通过电催化臭氧协同处理技术的应用,对多种处理方式去除印 染废水中COD的效果进行对比,最终确定最合理的处理手段。 关键词:电催化;臭氧;水处理技术;研究 近年来,在国民经济发展速度不断加快的背景下,人们日常生活与生产对水资源的需求量显 著增加,使得水污染问题也逐渐凸显出来。为确保废水排放满足基本排放要求,需要在水处 理过程中科学合理地采用相关技术。其中,电催化臭氧水处理技术在长期实践应用中表现出 明显优势,可用于水处理工作中。由此可见,深入研究并分析电催化臭氧水处理技术具有一 定的现实意义。 一、臭氧氧化技术概述 在污水处理中,因臭氧的氧化性能较强,所以被广泛应用于其中。对于电化学催化臭氧系统 而言,在对臭氧发生器进行使用的过程中,可以使氧气向臭氧转化,随后经由电化学废水处 理反应器,使臭氧与氧气混合气体发生电化学反应,进而实现氧气还原成过氧化氢的目标[1]。此时所产生的羟基自由基具有极强的氧化能力,使得有机废水当中所含有的污染物被成功降解,实现完全矿化的处理目的。而且,电催化抽样技术的经济性明显且高效,属于环境友好 型水处理技术。 上世纪七十年代,臭氧氧化技术在水体污染的控制与处理中得到了广泛应用。在实际处理期间,主要利用臭氧实现直接氧化,或者是通过羟基实现间接氧化。特别是酸性溶液,通过对 直接氧化手段的运用,在氧化还原反应的作用下,即可成功氧化降解有机污染物。如果是碱 性溶液,则需要经子分解反应形成羟基,充分利用其氧化能力,使得有机污染物被矿化,并 形成水与二氧化碳。 但需要注意的是,臭氧氧化水处理技术也存在诸多不足之处,集中体现在以下三个方面: 其一,在不同溶液环境中,臭氧氧化的效果存在差异。对于酸性溶液,即便臭氧氧化能力较强,能够降解含多重键物质。然而,相对单键物质而言,实际的反应速率并不高。为此,一 旦处于此种环境,臭氧就只能够降解其中一部分的污染物质。 其二,臭氧的氧化反应会提高废水的毒性,而且无法保证有机物在降解过程中完全矿化。另外,处理期间的产物,其毒性远远超过母体毒性[2]。 其三,臭氧的氧化过程或消耗大量能源,利用臭氧氧化技术对水进行处理的时候,臭氧出气 当中较高含量的氧气无法被充分利用,经济性与环保性优势并不明显。 二、实验研究 (一)实验装置准备 量筒、臭氧发生器、烧杯、直流电源、二维电催化装置等。其中,二维电催化装置的阴极应 是钛板、阳极是DSA电极,而极板的面积在142.5平方厘米。 (二)实验方法 在此研究中,实验方法包括三种,废水样品的处理量都是700毫升,且每小时开展取样测试 工作。

催化臭氧氧化深度处理工业废水

催化臭氧氧化深度处理工业废水 1、催化臭氧氧化深度处理工业废水技术的讨论现状 在利用催化臭氧技术对工业废水进行处理时,其讨论的核心问题主要集中在催化剂的选用、臭氧氧化的作用机理两个方面。做好这两个方面的讨论可以提升催化臭氧技术的应用范围、提升工业废水的处理效果。 1.1 催化剂类型的选用 在目前的工业废水处理环节中,所使用的催化剂类型分为均相催化剂和非均相催化剂两种,由于其化学结构和作用机理的不同,又可以细分为很多种类。均相催化剂在使用过程中由于存在化学成分不稳定、使用时限短、简单发生再次污染等各种缺陷,在实际使用中推广力度不大,因而相关的讨论比例也比较低。对于非均相催化剂,目前的讨论主要集中在两个方面,一是过渡金属氧化物;二是负载型催化剂。过渡金属氧化物在耐酸、耐溶解等化学机理方面同样存在着诸多无法解决的问题,因而在实际讨论中,主要是负载型催化剂讨论为主。负载型催化剂是建立在不同载体基础之上的,在实际应用过程中,主要的载体类型包括活性炭、氧化铝和陶粒,此外还包括一些新型的化学载体。在这些载体的选择中,以活性炭载体应用范围最为广泛,主要是由于其具有较为发达的孔隙结构和大比例的比表面积,从而能够与各种活性成分进行协同催化。在以过渡金属为主的非均相催化剂讨论方面,目前主要集中在锰、铁、铜三种金属的讨论上,通过对这些金属进行多方面的讨论,综合对生态环境的影响和经济成本等方面

因素考虑,在实际应用中,铁和锰的应用范围更为广泛。 1.2 催化臭氧技术的作用机理 (1)均相催化臭氧氧化的作用主要是通过有机物与过渡金属之间发生离子反应,从而生成络合态物质,其在臭氧的氧化作用下,进一步分解成为不稳定产物,然后被水中的氧原子、臭氧原子及氢氧化合物彻底矿化。此外还可以利用紫外光、超声波和电场等不同的协同帮助作用,强化臭氧氧化的效果,达到对工业废水进行处理的目的。 (2)对于非均相催化机理的讨论,大多是建立在表面羟基机理的讨论之上。催化剂的活性组分主要是以过渡金属氧化物为主,其配位会处于不饱和状态,在整体反应条件适合的状况下,水分子就会与Lewis酸性位点发生化学吸附和配位交换,然后在非均相催化剂的表层形成羟基基团,最终将臭氧吸附并集中至处理污水中与有机物发生氧化降解。活性炭的催化机理与此较为类似,并且其矿化效果更为明显。 2、催化臭氧氧化处理工业废水的实践应用 2.1 应用类型 目前在催化臭氧氧化技术应用中,针对工业废水的来源不同,其应用主要集中在以下几个方面:一是煤制气工业工程中产生的废水,其催化剂主要是采纳污泥基的活性炭和铁锰化合物;二是印刷染色等行业产生的工业废水,其催化剂主要是负载陶粒和金属氧化物;三是石化废水,其催化剂主要是以负载型催化剂为主,类型有许多种;四是化工园区的综合废水,由于其废水成分简单多变,在实际应用中,

臭氧氧化技术污水处理应用

臭氧氧化技术在污水处理应用

目录 1、臭氧的物化性质 (3) 2、臭氧氧化机理 (3) 3、臭氧催化氧化技术处理废水的影响因素 (4) 4、臭氧氧化技术在废水处理中应用 (6) 5、与其他技术联合应用 (8)

1、臭氧的性质 臭氧是一种不稳定的活性气体。在常温下会有一种特殊的气味,气体会呈现淡蓝色。臭氧在水中的氧化还原电位为2.07V,是目前仅次于氟的第二强氧化剂。臭氧在废水处理中的应用主要利用了这一特点。 就目前的情况来看,臭氧在水溶液中比在气相中分解得更快。臭氧在水中的分解主要受温度和pH值的影响。随着温度的不断升高,分解速度也在逐渐加快。当温度达到100°C以上时,分解会非常剧烈。当温度达到270°C以上时,会直接转化为氧气。pH值与分解速率也有直接的关系。常温下在空气中的分解半衰期为15~30分钟。 2、臭氧氧化原理分析 臭氧是一种强氧化剂,其氧化能力远高于氯和二氧化氯。随着社会的不断发展,对水资源的要求也越来越高。一些发达国家已将臭氧等一些氧化技术用于污水处理,从而更好地保证水质。 目前,臭氧化工艺主要包括两个方面:一是直接臭氧化反应。两种间接催化反应。 在直接臭氧化反应过程中,主要采用两种方法,即偶极加成反应和亲电取代反应。偶极加成反应的主要原因是臭氧具有偶极结构,因此在反应过程中,它会与含有不饱和键的有机物发生加成反应,从而达到要求。亲电取代反应主要是因为具有吸电子基团的芳香族化合物,包括-CO OH、-NO 2、-Cl等基团,很难与臭氧反应,所以当发生这类反应时,它们将具有一定的选择性。通常,臭氧对有机物的直接氧化最好发生在酸性条件下。虽然反应很慢,但具有很好的选择功能,氧化产物也是有机酸。很难再氧化,而每一种有机物的响应速度也有很大差异。 臭氧虽然具有很强的氧化性,但由于其高选择性,在反应过程中很难去除污水。随着科学技术的不断发展,这方面的研究越来越多,臭氧水处理也在不断改进。目前,利用臭氧的均相催化和多相催化来达到降解有机物的目的。

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