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臭氧催化剂处理效果及特点
日期：2025-04-30 12:32
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摘要：
臭氧是氧的同素异体，含有3个氧原子。臭氧在常温常压下为淡蓝色气体，水中溶解度为9.2mlO3/L，高于氧(42.87mg/L)，水中溶解浓度高于20mg/L时为紫蓝色。臭氧具有较强的氧化性，氧化还原电位为2.07V，单质中仅低于F2(3.06V)。臭氧可将废水中残留的大分子、长链条、生物分解困难的有机物部分直接矿化为二氧化碳和水，部分分分解为小分子易生物分解物质，破坏不可生物分解的有机物结构，降低毒性，提高B/C比，保证后续生物化学法的处理效果。
臭氧在工业废水处理中应用非常普遍，水溶液中臭氧和有机物的作用主要有臭氧分子的直接氧化作用和臭氧分解后产生OH羟基强氧化作用。
传统臭氧氧化技术以直接氧化为主，传质效果差，选择性极高，臭氧利用率低，投资和运行成本高。
臭氧催化氧化技术是在氧化系统内加入过渡金属离子，对臭氧氧化产生明显的催化效果，可以催化臭氧在水中的自分解，增加水中产生的OH浓度，提高臭氧氧化效果。
目前，催化臭氧技术分为两种类型:均相臭氧化和非均相臭氧化。均相臭氧化是指在水中加入溶解性的过渡金属离子，达到催化臭氧化的效果。非均相臭氧催化剂以固态形式存在，易于分离，流程简单，避免了催化剂的流失，降低了水的处理成本。
非均相催化臭氧工程中常用的催化剂主要包括:金属氧化物和复合金属氧化物；载体上的金属氧化物；载体上的金属；活性炭或以活性炭为载体的催化剂；多孔材料等。
其中过度的金属系列氧化物，价格相对便宜，原料易得，催化活性高，应用广泛。例如钛氧化、铁氧化、锰氧化、铝氧化、锌氧化、铜氧化、镍氧化等。
在非均相催化臭氧氧化系统中，一般有三种可能的反应机理
臭氧化学吸附在催化剂表面，生成活性物质后与溶液中的有机物反应。这种活性物质可能是.OH，也可能是其他形态的氧气。
有机物分子通过化学键的作用吸附在催化剂表面，进一步与气相或液相中的臭氧反应。首先，有机物迅速被催化剂载体吸附，载体表面的氧化物与其形成一些小厨房，然后这些小厨房被臭氧和OH氧化。
臭氧和有机物分子同时被吸附在催化剂表面(络合物的作用)，之后两者发生了反应。从还原状催化剂开始，臭氧会氧化金属，臭氧在还原状金属上的反应会生成?OH，有机物被氧化的催化剂吸附，然后通过电子转移反应氧化，再次生成还原状的催化剂。有机物容易从催化剂中吸出(脱附)，然后进入本体溶液，或者被OH和臭氧氧化。
臭氧催化剂的特点。
本催化剂通过大量试验和工程应用筛选催化剂载体和活性成分，通过大规模工业化生产方式确保合成催化剂机械强度大、寿命长。多孔材料为催化剂提供了巨大的比表面积，催化反应在单位时间内具有更高的效率。
本催化剂的活性成分以活性过渡金属/氧化物为主，接近载体材料的性质，附着强度高的同时，通过高温烧结成型，保证了活性成分的高利用率，并且必须定期添加均相催化系统的催化剂，防止催化剂流失率的问题，防止二次污染。
采用本催化剂进行臭氧催化氧化反应，可显着提高臭氧和污染物的反应速度，有效降低处理成本。根据本公司臭氧氧化塔设备，臭氧投入量可减少30%以上，臭氧利用率可达98%以上。以化工废水的预处理、印染废水的深度处理为例，通常的方法投入臭氧量减少30%，吨位水的运行费用也减少30%。