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臭氧技术在水处理中的应用

文章出处:管理员 人气: 发表时间:2018-05-25 13:37

 

 

 
 

目前,单独使用臭氧氧化技术处理废水仍存在一些问题。一方面,臭氧与有机物的反应选择性较强,在低剂量和短时间内,臭氧不可能完全氧化污染物,且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。另外臭氧的发生成本高,利用率偏低,导致处理费用高。因此对提高臭氧的利用率和氧化能力这方面的研究,是目前国内外的热点。

在提高臭氧的氧化效率方面,臭氧技术的发展大致可分为两类:一种是将臭氧用如超声、紫外、过氧化氢催化转化为氧化性更强而反应选择性更低的羟基自由基。另一类是用固体颗粒为催化剂来加强臭氧氧化,如活性炭、金属氧化物、二氧化钛。

 

1、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。臭氧在紫外光辐射下会分解产生活泼的羟基自由基,再由羟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。

此法还用于解决有毒害却无法生物降解的物质的废水处理,如含氰废水。

 

2、超声强化臭氧技术

 

 

此法利用超声波的空化效应,使废水中出现空化气泡,并且产生局域高温高压的条件促使臭氧在气态时直接快速分解,释放OH·自由基,从而强化臭氧的氧化能力、加快反应的速度。超声输入功率越大即声能密度越大时,污染物去除效率越高。

 

3、臭氧-双氧水法

 

 

由双氧水和臭氧两种强氧化剂结合,可将有机物降解为CO2、水和其它矿物质,无二次污染。同时它不像光催化和超声一样需要高能量输入,且设备简单,多用于处理废水中的有机物。日本和美国已用该法处理高浓度有机废水和城市污水。

 

4、臭氧生物活性炭处理(BAC法)

 

 

该工艺中臭氧的作用有两个方面。其一是直接将部分能被其氧化成无害物质的污染物去除。其二是将大分子有机物分解成可为生物降解的小分子有机物,同时利用臭氧分解后产生的氧使水中的溶解氧充足,从而为后续活性炭处理中的生物降解提供必要的条件。而生物活性炭主要起着吸附和生物降解有机物、同时破坏水中残余臭氧的作用。故就其处理对象而言,臭氧氧化的是大分子憎水性有机物、活性炭吸附的主要对象是中间分子量的有机物,微生物是去除小分子的亲水性有机物,三者相互补充,提高了去除的效果。与单独采用臭氧相比,臭氧活性炭法降解有机物的速率更快。但是活性炭对有机物臭氧化的影响与有机物的种类有关,对于同臭氧反应速率较低的有机物效果好。

 

5、臭氧催化金属氧化法

 

 

金属氧化法是以固状的金属(金属盐及其氧化物)为催化剂,加强臭氧氧化反应,是近几年来新起的技术。该技术的目的就是促进O3的分解,以产生自由基等活性中间体来强化臭氧氧化。其关键是高效的金属催化剂的制作与筛选、目前已研究和筛选出的有铜锰锌钙类的催化剂。

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