六个催化氧化知识点

六个催化氧化知识点

1.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。

2.臭氧在深度处理中的应用，工艺难点在哪里？

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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。简单地说就是催化剂的量要多、三相传质条件要好。

3.铁基催化剂有什么特点？

过渡金属的化合物是臭氧催化剂，而铁则是过渡金属，它的化合物也是催化剂。据报道：Fe3O4、Fe2O3都有催化功能。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。但各种催化成分的催化能力，在工程实践的意义并不大，主要是计算催化剂总量。

4.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，一方面是催化成分，有效地催化臭氧；另一方面又是纯化成分，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；
2、蜂窝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。

5.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。

6.催化臭氧工艺的反应器形式。

效果好的当然是钢结构塔式反应器，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。