催化臭氧氧化工艺应用在施工过程中要注意的问题_广州孚诺泰

　　目前，高级废水处理工艺工程的可行技术还不多:活性炭吸附、其他化学吸附剂、芬顿法属于高级氧化法、膜法和曝气生物滤池。虽然每一个都有自己的优势，但也有一定的局限性。相比之下，催化臭氧氧化是一个绿色过程。

　　1、为什么说，污水深度处理工艺工程可行技术并不多?

　　简述几个工艺。活性炭吸附：水处理效果是好的，除费用高外，主要是需要再生废炭量达万分之十左右，活性炭再生工艺是个问题;其它化学吸附剂：脱附需要酸碱，脱附液达3 – 5%，同样是难题。芬顿法属高级氧化，有机物去除效果尚好，但硫酸亚铁加量上千ppm，还有双氧水和液碱等，仅去除了一百ppm左右的COD，产泥量和产盐量越来越是问题。膜法和曝气生物滤池都有其局限性。

　　2、为什么说，催化臭氧氧化是绿色工艺?

　　从原理上，催化臭氧工艺与芬顿工艺氧化有机物的方法是相同的，都是依靠?OH。但产生?OH的途径不同。芬顿工艺是在酸性条件下依靠Fe2+催化H2O2，属同相催化。不仅要加化学药剂，中和后产生大量的铁泥和硫酸根。而催化臭氧依靠的是“过渡金属化合物”，催化剂是固相，异相催化，真正意义的催化剂，且在pH中性条件下催化，不产泥、不产盐。

　　3、应用于深度处理，为什么臭氧一定要催化?

　　臭氧虽然是种强氧化剂，能氧化很多种有机物。但要搞清楚一个概念：能氧化，并不等于能彻底氧化。将大分子有机物氧化成小分子醇、醛、有机酸等，有机物并没有去除，甚至TOC值没有变化。何况，臭氧并不能直接氧化生化出水中很多种有机物。大量实验表明，臭氧的直接氧化对大部分废水的生化出水，COD去除率仅10 – 20%。而催化后，臭氧分解产生?OH，不仅氧化能力更强，氧化有机物的种类也更多。

　　4、为什么说，催化臭氧在深度处理中应用是种新工艺?

　　曾有工程界人士认为，在水处理中臭氧的应用有大量的工程实践，即指臭氧在给水中的消毒与在工业废水中的脱色。但臭氧在深度处理中应用，与前两者完全不同。消毒，仅需破坏细胞的生理功能，不需要改变有机物分子形态;脱色，也仅需要改变分子结构中显色基团;而深度处理要求将有机物彻底氧化。在投加量上，消毒仅需2 – 3 ppm;而在深度处理中需投加上百个ppm;更需要使用催化剂。

　　随便说一句，给水中臭氧—活性炭工艺，活性炭主要是吸附功能并作为微生物载体;臭氧则氧化分解水源水中的腐殖酸类大分子有机物。活性炭并不是臭氧的催化剂，否则微生物功能受到损害。

　　5、铁基催化剂有什么特点?有几种?

　　“过渡金属的化合物是臭氧催化剂”。铁，是过渡金属，它的化合物也是催化剂。据报道：Fe3O4、Fe2O3都有催化功能。我们开发的催化剂主要涉及FeOOH，FeOOH有各种晶型，α-、γ-、β-、ε-等等，已取得发明授权的催化剂种类有四种：(1)铁矿与木屑还原焙烧形成颗粒，再经表面改性;(2)由芬顿铁泥制备的FeOOH;(3)由红土镍矿分离制备的FeOOH;(4)铁屑表面改性。

　　关于纯物质的催化能力，有种学术观点认为：固相中有OH的过渡金属化合物，易于催化形成?OH。但各种催化成份的催化能力，在工程实践的意义并不大，主要是催化剂总量。

　　大部分通过浸渍、烧结制备的催化剂，催化成份的量仅有几十个微米厚。我们的催化剂与之不同，第(2)、(3)种里外都是有效的催化成份。第(1)、(4)种在氧化环境中催化剂表面保持并可重新形成有效的催化成份，所以有持久的催化能力。

　　6、臭氧在深度处理中的应用，工艺难点在哪里?

　　臭氧比空气重，溶解度是氧气的13倍;关键臭氧不是稳定的气体，常温下净水中的半衰期只有20分钟，且温度和杂质对臭氧半衰期影响很大，在工业废水中一般只有数分钟。深度处理工艺中关键，是在臭氧无效分解之前，经催化臭氧有效分解产生?OH。因此，反应器单位体积催化剂表面积(与催化剂比表面积概念有所不同)是十分重要的参数。简单地说：催化剂的量要多;三相传质条件要好。

　　7、铁屑基催化剂有什么特点?有什么工艺优越?

　　铁屑经表面经改性形成FeOOH，一方面是催化成份，有效地催化臭氧;另一方面又是纯化成份，保护铁屑内的零价铁。因此，改性铁屑在催化臭氧反应器中成为化工意义的填料，且比表面积比商品填料拉西环、鲍尔环高出七-八倍。铁屑基催化剂成品做成规整化填料，或称单元化填料，如“蜂窝或沙琪玛”形状，大大提高了工程上的催化效果。

　　(1)规整化填料，避免了运输和使用过程中填料表面相互摩擦，从而保护表面改性所形成的有效催化成份FeOOH;广州孚诺泰专注于提供各式各样的臭氧发生器以及多样的水处理设备，欢迎各位有意者前来咨询，咨询热线：0755-21019143。

　　(2)沙琪玛状单元化填料孔隙率虽大，孔隙孔径却很小。因为?OH在水中的寿命只有纳秒级，即：?OH不可能通过水流扩散传质，去氧化液相主体有机污染物;只能通过微观传质(如布朗运动)，就近氧化液体中有机物。孔径很小的规整化填料为此创造了条件。

　　顺便指出：流化态的催化剂，若使用量较小，难以起到工程意义的催化效果。

　　在适宜的参数范围内对铁刨花进行压缩，保证铁屑基规整化填料具有较大的比表面积、较大的孔隙率、较小的孔径范围、较大的孔隙连通率，是制作规整化填料的关键。

　　8、催化臭氧工艺对臭氧发生器有什么要求?

　　在臭氧消毒中，臭氧浓度很低，因此对臭氧发生器没有什么要求。在深度处理中，臭氧投加量大;且氧化反应困难，从反应动力学角度，希望臭氧浓度高;因此，供气浓度高的臭氧发生器是选择的方向。随便说一句，即使臭氧浓度很高的供气，气体中绝大部分仍然是氧气。

　　臭氧发生器，有的使用纯氧源，有的使用空气源。除臭氧供气浓度外，空气源将会给深度处理中总氮的去除带来负面影响，不建议采用。这是我们的研究成果。

　　9、介绍一下催化臭氧工艺的反应器形式。

　　效果好的当然是塔式反应器，钢结构，一般在水量3000M3/d以下时使用;在水量5000M3/d以上时，从工程经济考虑，只能使用钢筋混凝土结构，流型设计为折流式，但水力停留时间、催化剂量等应适当放大。对于钢筋混凝土结构的反应器，已经有开发出成品的单元化填料。

　　10、催化臭氧工艺在各行业工业废水的应用情况。

　　水质不同，催化臭氧氧化的效果差距很大，即使同一行业的废水，效果也有很大的差异，解决这一问题的方法就是小试实验。实践结果：(1)绝大部分的废水(约占99%)，催化后均提高了COD的去除率;(2)大部分工业废水，经催化后COD的去除率提高幅度约60 – 150%左右;大部分工业废水，经50至120分钟的催化臭氧氧化，COD的去除率在50 – 70%之间.