臭氧催化氧化技术应用研究进展

随着臭氧氧化技术的不断发展,臭氧催化氧化技术应用十分广泛。从工业废水处理、污泥处置、有机废气处理三方面,对目前关于臭氧催化氧化的技术应用情况进行梳理和归纳,提出目前臭氧氧化技术存在的缺陷,旨在为今后臭氧氧化技术的加强和优化起到积极的作用。     

催化臭氧氧化工艺深度处理市政污水厂生化出水

以山东省某污水厂快滤池出水为催化臭氧氧化工艺进水,考察了臭氧投加量、臭氧浓度、接触反应时间等因素对催化臭氧氧化去除COD的影响,并从反应动力学和臭氧利用率两方面与相同工艺条件下的单独臭氧氧化技术进行了对比。结果表明,在一定范围内,增加臭氧投加量、提高臭氧浓度、延长反应接触时间都可以有效提高COD去除率;与单独臭氧氧化工艺相比,催化臭氧氧化具有更高的反应速率和臭氧利用率以及更低的单位质量COD消耗臭氧量,在处理市政污水中有着广阔的应用前景。     

钴改性硅矿石/臭氧催化氧化环丙沙星的性能

采用浸渍法制备Co_3O_4/硅矿石复合催化剂(CoSO),并对制备条件进行了优化。通过EDS、XRD、BET等方法对催化剂进行表征,同时比较了单独臭氧氧化、硅矿石吸附、CoSO吸附、SO/臭氧催化氧化和CoSO/臭氧催化氧化体系对环丙沙星(CIP)的降解能力。结果表明,Co_3O_4可成功负载于天然硅矿石表面,当浸渍液(硝酸钴)浓度为0. 5 mol/L、焙烧时间为5 h、焙烧温度为500℃时,制备的CoSO复合催化剂活性最高。采用CoSO/臭氧催化氧化CIP,30 min后对CIP的去除率为91. 5%,比单独臭氧氧化及SO/臭氧催化氧化分别提高了49%和25%。另外,单独臭氧氧化、SO/臭氧催化氧化和CoSO/臭氧催化氧化体系对CIP的降解过程符合拟一级反应动力学,并且CoSO/臭氧催化氧化体系对CIP的降解动力学常数为0. 082 min~(-1),分别为单独臭氧氧化和SO/臭氧催化氧化的4. 8和2. 4倍。     

吸附在多相催化臭氧氧化降解有机物中的作用

采用连续流扣半连续流的运行方式，通过考察在催化剂表面的吸附能力有差异的两种有机污染物——硝基苯与水合三氯乙醛的催化臭氧氧化降解效能，对多相催化臭氧氧化工艺中催化剂的吸附作用进行了讨论。试验结果表明，在多相催化臭氧氧化系统中，对有机物的催化臭氧氧化效能并非是臭氧氧化和催化剂吸附作用的简单叠加，有机物吸附到催化剂表面后会继续被催化氧化分解。催化剂对有机污染物的吸附作用并不是其发挥高效催化能力的必要条件。臭氧在催化剂表面的吸附、分解是催化臭氧氧化系统发挥其效能的关键，所生成活性物质的氧化能力决定了体系对有机物降解效率的高低。     

蜂窝陶瓷催化臭氧氧化处理饮用水中试

在北京市某净水厂进行了臭氧催化氧化处理滤后水的中试，对各种操作条件下蜂窝陶瓷催化臭氧氧化／颗粒活性炭过滤工艺的净水效果进行了考察。结果表明，与臭氧单独氧化相比，臭氧催化氧化反应器中有较高的溶解性臭氧浓度，对天然有机物（NOM）及总有机物（TOC）的去除效果较好，三氯甲烷生成潜能（CHCl3FP）较低。臭氧催化氧化的后续活性炭滤柱上的生物量较多，出水TOC、UV254及CHCl3FP值也均低于臭氧单独氧化的后续活性炭滤柱出水。     

活性炭催化臭氧氧化水中有机污染物的研究进展

介绍了活性炭作为催化剂催化臭氧氧化去除水中有机污染物的研究现状,对影响活性炭催化活性的关键因素、活性炭在反应前后表面性质的变化以及这种变化对其催化活性的影响进行了总结和分析,并阐述了活性炭催化臭氧氧化降解有机物的反应机理,最后对活性炭催化臭氧氧化的发展趋势进行了展望。     

应用于冷水鱼养殖的臭氧—氨氮反应塔设计及试验

为了处理冷水鱼养殖过程中养殖水体内积累的氨氮,基于气泡流体力学原理,根据臭氧气泡在水体中的运动、溶解扩散和大小变化方程,设计了一种双层逆流臭氧反应塔,并在工厂化养殖试验系统中进行了臭氧氧化氨氮效果试验和养殖水体臭氧残留浓度监测试验。结果表明,利用该反应塔进行臭氧催化氧化氨氮,可以去除养殖水体中54%的氨氮,处理效果较好;对养殖水体臭氧浓度监测表明,臭氧在水中的残留浓度低于0.01 mg/L,符合养殖鱼类对水体臭氧浓度的安全要求。通过设计、研制和试验,证明双层逆流臭氧氧化反应塔结构合理、氧化反应充分,达到了设计高效臭氧氧化氨氮设备的目的。     

负载型FeOOH催化臭氧氧化对THMFP的控制效果

采用连续流试验,研究了负载型羟基氧化铁(FeOOH)催化臭氧氧化和单独臭氧氧化控制三卤甲烷生成势(THMFP)的效果.结果表明,负载型羟基氧化铁催化臭氧氧化出水中的THMFP比单独臭氧氧化的低22%.这主要和催化氧化对TOC的去除率较高以及羟基自由基破坏卤代活性位的能力较强有关.在不同的臭氧投量、溴离子浓度及接触氧化的停留时间下,负载型FeOOH催化氧化都表现出了更好的控制THMFP的效果.随着臭氧投量的增加,催化臭氧氧化出水中的THMFP先升高后降低,但都比单独臭氧氧化出水的THMFP要低.溴离子浓度较高时THMs以溴代产物为主,催化氧化控制THMFP的优势相对更明显.延长接触氧化反应的停留时间可使催化臭氧氧化出水的THMFP进一步降低.     

负载型FeOOH催化臭氧氧化对HAAsFP的控制效果

考察了在连续流体系中,滤后水经负载型羟基氧化铁(FeOOH)催化臭氧氧化后5种卤乙酸的生成势(HAAsFP)。结果发现,经负载型FeOOH催化臭氧氧化后,滤后水的HAAsFP比单独臭氧氧化后的降低了33.1%,对TOC较高的去除率及.OH对卤代活性位较高的破坏能力,可能是连续流体系中催化臭氧氧化进一步控制HAAsFP的主要原因。同时还考察了Br-浓度、O3投量及停留时间对连续流体系中催化臭氧氧化控制滤后水中HAAsFP的影响。结果表明,在不同的反应条件下,FeOOH催化臭氧氧化都表现出明显控制HAAsFP的优势。Br-浓度的增加提高了溴代HAAs的比例,当[Br-]=1 mg/L时,FeOOH催化臭氧氧化降低滤后水中HAAsFP的优势相对更明显。增大臭氧投量和延长接触氧化的停留时间都能使FeOOH催化臭氧氧化滤后水中的HAAsFP值进一步降低。     

催化臭氧氧化联合BAC工艺深度处理石化废水

针对石化废水难降解的问题，采用活性炭作为臭氧氧化单元的催化剂，并串联生物活性炭(BAC)单元，从水质变化、有机物分子质量分布和有机物结构等角度解析催化臭氧氧化对石化废水中难降解有机物的降解特性，以及对后续BAC单元出水水质的影响机理。结果表明，活性炭催化对臭氧氧化去除COD和UV₂₅₄均有一定的促进作用，且对后续BAC单元去除COD和UV₂₅₄的促进效果更明显，其中，对UV₂₅₄的去除效果影响更大，当臭氧投加量为15和20 mg/L时，催化臭氧氧化对UV₂₅₄的去除率比臭氧氧化分别提升9.4%和11.5%，后续BAC单元对UV₂₅₄的去除率比无催化条件时分别提升17.0%和15.4%；催化条件对进水有机物分子质量分布的改变在O₃投加量为15 mg/L时更明显，相比臭氧氧化，催化臭氧氧化对进水中不可吹扫有机碳(NPOC)的去除率提升5.4%，出水中分子质量<1 ku的NPOC比例增加6%；进水经催化臭氧氧化后，有机物结构显著改变，酚类、链烷烃类及不饱和...     

臭氧催化氧化工艺提高臭氧利用效率的生产性试验

通过对北方地区某净水厂臭氧催化氧化与臭氧单独氧化工艺运行特性的比较,研究了蜂窝陶瓷催化剂提高臭氧利用效率.在臭氧氧化工艺进水UV254为0.024cm-1、高锰酸盐指数为1.2mg·L-1条件下,臭氧投量在0.5～1.0mg·L-1时臭氧催化氧化工艺的剩余臭氧浓度比臭氧单独氧化低27％～52％,这是催化剂促进臭氧加速分...     

催化臭氧氧化技术处理工业废水的研究进展

本文阐述了臭氧的反应机理以及催化剂的反应机理和p H值、催化剂制备的煅烧温度、催化剂的量和臭氧投加量等因素对催化臭氧氧化的影响。讨论了催化臭氧氧化在处理印染、制药、煤化工和炼油废水中的应用。     

臭氧催化氧化去除水中MTBE的连续流试验

通过连续流试验,考察了流速、臭氧初始浓度、臭氧分解以及甲基叔丁基醚(MTBE)在催化剂上的吸附对高硅沸石、氧化镁、活性氧化铝催化臭氧氧化分解水中MTBE的影响。结果表明,高硅沸石对臭氧和MTBE有很强的吸附能力,经高硅沸石吸附后,出水臭氧浓度0.2 mg/L,而氧化镁、活性氧化铝对MTBE几乎没有吸附能力;高硅沸石与氧化镁都具有一定的催化臭氧氧化分解MTBE的能力,且高硅沸石和氧化镁催化臭氧氧化分解MTBE的效果均随臭氧初始浓度的增加而提高,随流速的增大而降低。     

Ru/Al2O3催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯活性研究

系统地考察了Ru/Al2O3催化剂对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)溶液臭氧氧化过程的影响.结果表明Ru/Al2O3可以显著提高臭氧氧化的效果,反应120 min后对TOC的去除率可以由单独臭氧氧化的23.9%提高到71.6%.在试验考察的范围内,Ru的最佳负载量为0.1%;BET和XRD分析表明焙烧温度在600℃、催化剂粒径为0.5～1.0 mm时催化剂载体主要以γ-Al2O3形式存在,得到的催化剂具有较大的表面积、较多的表面活性位点,此时催化臭氧氧化的活性最高.通过单独臭氧氧化,单独臭氧氧化后再进行催化剂吸附,催化臭氧氧化的对比试验证明了Al2O3催化剂对体系TOC的去除主要是基于催化作用.     

石化废水深度处理用臭氧催化氧化体系的研究＊

文章就臭氧催化氧化体系在石化废水处理中的作用进行了深入研究,对催化剂载体、催化剂配伍体系以及臭氧的投加方式进行了优化筛选。根据实验,多元催化掺杂体系较一元催化体系氧化效果好,CODCr的去除率可由一元催化时的20％提高到多元催化时的33％;在臭氧的投加方式上,分段投加要优于单级投加,臭氧投加分配比例为6∶3∶1时,CODCr的去除率可由单一投加时的9％提高到分级投加时的19％。     

预氧化与催化臭氧化深度处理工艺的生产运行效果

通过生产运行分析了生物预氧化、梯级催化臭氧化-生物活性炭滤池深度处理组合工艺在生产应用中的综合净化效果,分别评价了各处理单元的净化效能。生产运行结果表明,生物预氧化对氨氮的平均去除率为62％,但处理效果受温度变化的影响;生物预氧化对CODMn的去除作用有限,对锰的平均去除率为58％;高密度沉淀池对浊度、色度、铁、锰具有良好的去除作用,对CODMn的去除率为28％;臭氧总投量相同时,与催化臭氧化一次性投加相比,预氧化与催化臭氧化分别投加更有利于减少溴酸盐的生成;半挥发性微量有机污染物主要在催化臭氧化阶段去除,去除率为44％。     

溶液pH对Fe-Mn催化氧化甲基橙去除效果的影响研究

研究了Fe-Mn掺杂催化剂在溶液不同p H值条件下催化氧化及吸附对甲基橙降解情况的影响。结果表明,在碱性、中性和弱酸性条件下,催化氧化对甲基橙的去除效果比单独臭氧氧化有一定提高,但催化剂对甲基橙基本没有吸附作用;在强酸性条件下(p H=3),催化剂对甲基橙具有较好的吸附作用,同时催化氧化效果明显,在反应进行20 min时甲基橙的去除率能够达到88.15%,与臭氧单独氧化相比去除率提高了24%。反应中均伴随有Fe、Mn离子的溶出,但对催化氧化无明显的影响。     

多相催化臭氧氧化法处理甲萘酚废水

以活性炭为载体、钾为助催化剂,采用浸渍法制备了Cu-K/AC催化剂,并考察了该催化剂催化臭氧氧化处理甲萘酚废水的效能.结果表明,当甲萘酚废水的COD为3 000 mg/L、含油量为120 mg/L时,在室温、pH=3、反应时间为120 min、催化剂投量为100 g/L、臭氧流量为5.2mg/min的条件下,催化臭氧氧化对COD及油类物质的去除率分别达到了93%和98%;臭氧氧化和催化臭氧氧化对COD的降解过程均符合表观一级反应动力学方程.     

ZnOOH催化臭氧氧化去除水中痕量卡马西平

采用连续流试验,研究了羟基化锌(ZnOOH)催化臭氧氧化和单独臭氧氧化去除水中痕量卡马西平(CBZ)的效果,并探讨了臭氧投加量、pH值、催化剂投加量及使用次数等因素对催化性能的影响。结果表明,ZnOOH对水中的CBZ有较强的催化活性,相同试验条件下,催化臭氧氧化出水中的CBZ浓度比单独臭氧氧化的低48.5%,且对CBZ的去除效果随催化剂投加量的增加而提高。本试验条件下,催化剂的最佳投加量为100 mg/L;催化剂在偏碱性条件下对目标物的去除效果更佳;催化剂使用了5次,其催化效果基本没有变化,没有发现锌离子溶出。     

臭氧催化氧化去除水中微量莠去津

系统地研究了催化氧化法对水中微量农药莠去津的去除效果,对不同形态催化剂的催化效率进行了对比。结果表明,只需投加少量催化剂,莠去津的去除效率即得到显著提高。两种不同形态的催化剂均可显著提高臭氧对水中微量莠去津的去除效果。通过对水中腐殖浓度影响臭氧催化氧化效果规律的研究,发现了少量腐殖物质可促进臭氧催化氧化对莠去津的分解效率,但腐殖物质过量则具有副作用。水中溶解性臭氧浓度随催化剂的投量增加而有所下降。