臭氧催化氧化降低污水中COD的機理

臭氧氧化：臭氧本身具有很強的氧化作用，其氧化還原電位為2.07eV。臭氧氧化作用主要分為兩個方面：臭氧分子與污染物反應(yīng)的直接氧化作用；臭氧分解所產(chǎn)生的羥基自由基與污染物分子反應(yīng)的間接氧化作用。雖然單純的臭氧氧化能在一定程度上對有機物進行去除，但是單獨的臭氧利用率低，對污染物處理不徹底。

臭氧催化氧化：通過在臭氧體系中投加催化劑，能夠顯著提高臭氧的分解能力，生成大量的·O H，無選擇的降解水中的有機物，，是一種針對單獨臭氧氧化效率低而發(fā)展起來的新型技術(shù)。

臭氧催化劑通過催化作用將臭氧轉(zhuǎn)化為具有更強氧化能力的羥基自由基，?從而提高臭氧的氧化效率。?

臭氧催化劑的原理主要在于利用催化劑的作用，?將臭氧這種強氧化劑轉(zhuǎn)化為無選擇性氧化的羥基自由基（?·OH）?。?羥基自由基具有比臭氧分子更強的氧化能力，?且反應(yīng)無選擇性，?能夠氧化分解污水中的大量有機污染物。?在催化作用下，?臭氧氣體與廢水一起進入催化氧化塔，?上升經(jīng)過催化床層，?產(chǎn)生大量羥基自由基。?這些羥基自由基能夠有效地將廢水中的大分子難降解有機物通過斷鏈、?開環(huán)等方式轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì)，?再進一步礦化為二氧化碳和水。?臭氧分解后產(chǎn)生氧氣，?不會造成二次污染，?確保處理后的廢水達標(biāo)排放。?

臭氧催化劑根據(jù)不同形態(tài)可分為均相催化劑和非均相催化劑。?均相催化劑主要利用溶液中的金屬（?離子）?催化作用，?而非均相催化劑則主要利用固態(tài)金屬、?金屬氧化物或負載在載體上的金屬或金屬氧化物的催化作用。?這些催化劑能夠催化臭氧將水中的有機物直接氧化為CO2和H2O，?或者將大分子有機物氧化分解成小分子，?使其更容易被降解。?

臭氧催化劑的引入大幅度提高了臭氧利用率與臭氧的有機物礦化能力。?采用復(fù)合多孔高強度硅鋁鈦為載體，?并摻雜不易流失的催化組分，?提高了催化劑的穩(wěn)定性能和機械強度，?使用壽命長，?無需定期投加。?此外，?臭氧氧化催化劑具有較大的比表面積，?處理廢水通量大，?增加廢水與催化劑接觸時間，?減少占地面積，?能夠根據(jù)水質(zhì)水量的變化進行調(diào)節(jié)，?適應(yīng)能力強，?耐沖擊負荷能力強。

市面常見臭氧催化劑按照載體分為以下幾類：

陶粒/陶土類：物理鍵的結(jié)合，物理強度差，催化劑易流失，壽命短；

活性炭類：物理鍵的結(jié)合，催化劑易流失，壽命短，柱狀類增大反洗的水頭損失；

硅鋁復(fù)合材料類：在傳統(tǒng)陶粒的基礎(chǔ)上引入部分氧化鋁成型作為載體，是陶粒載體催化劑的升級版，具有生產(chǎn)成本低的特點，強度相對較大，硬度更高，磨損相對陶粒較低，但仍容易磨損掉粉，部分填料掉粉會使出水顯色。

活性氧化鋁類：基體與催化組分以化學(xué)鍵結(jié)合，催化組分不易流失，壽命長，中性條件下抗污染能力強，效果穩(wěn)定。

深圳科力邇采用多種過渡金屬氧化物及貴金屬為催化組分，對不同廢水具有極佳的適應(yīng)性和高催化活性，催化臭氧高效轉(zhuǎn)化產(chǎn)生·OH，氧化效率比傳統(tǒng)臭氧催化氧化提高2~5倍，采用該技術(shù)可有效降低污水COD。

高效非均相催化劑關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點:

(1)采用多種過渡金屬氧化物為催化組分，通過大量實驗及工程驗證，調(diào)整材料的配比使催化劑對不同廢水具有極

佳的適應(yīng)性，同時提供高催化活性；

(2)采用中低溫?zé)Y(jié)技術(shù)，在保證活性組的同時，有效減少生產(chǎn)能耗以及催化劑使用過程中的流失率，防止二次污染;

(3)以高活性組分材料為催化劑載體，采用多孔結(jié)構(gòu)具有較高的比表面積，并摻雜不易流失催化組分，提高催化劑的穩(wěn)定性能。載體機械強度大、使用壽命長。

(4)催化劑可有效降低反應(yīng)活化能，從而達到深度氧化、最大限度地去除有機污染物的目的。

(5)可加速臭氧在水中的自分解，增加水中產(chǎn)生的·0H 濃度，從而提高臭氧氧化效果，氧化效率比單純臭氧氧化提高2~5 倍。

(6)采用原子沉積對催化劑進行改性技術(shù)，催化劑載體縣有超親水性，催化劑不易污染、結(jié)垢和堵塞，可長周期運行。