臭氧催化氧化之催化剂核心指标

臭氧催化氧化之催化剂核心指标

臭氧催化氧化催化剂分为均相催化剂和非均相催化剂。

均相催化剂为溶液态，如含有Fe??、Mn??、H?O?等溶液，也在可称之为液相离子催化。非均相催化剂为固态，如金属氧化物、负载型催化剂、活性炭基催化剂等。

      由于非均相催化剂易分离、无二次污染、可重复使用成为臭氧催化剂的首选。

      对于催化剂核心指标，均相催化剂仅需考虑离子浓度和投加比，简单地说，催化剂投加浓度越高、投加比越大，效果一般会越好。

      而非均相催化剂的核心指标主要从以下几个方面进行考核。

一、理化核心性能指标

臭氧非均相催化剂理化核心性能指标

指标	考核内容	判别标准（参考）
催化活性	?OH 产能；COD 去除率；臭氧利用率。	相同条件下，比单一臭氧处理 COD 去除率提升≥30%；臭氧利用率≥60%。
矿化能力	衡量将有机物彻底分解为CO?/H?O 的能力。	TOC 去除率≥20%（难降解水），越高越好。
选择性	对目标污染物的优先降解能力。	目标污染物去除率比总 COD 去除率高≥20%。
金属溶出量	避免二次污染，防止催化剂活性组分流失。	重金属溶出量＜0.1mg/L（还应符合相关排放标准）。
吸附性能	先吸附再催化，平衡吸附量适中（过低无吸附，过高易饱和）	静态吸附量 5~20mg COD/g 催化剂（根据水质调整）。
化学稳定性	耐酸、碱、氧化、还原性离子腐蚀	在目标水质中连续运行 30d，催化活性下降＜10%。

 

二、工程核心指标

       工程性能指标，决定现场运行可行性，避免实验室“高效”、工程“低能”。在实际应用中常常见到这种情况：实验室筛选的“优秀”催化剂，在现场却是问题多多，如破碎、堵塞、流失、恶化出水水质，更换成本高等，因此，工程选型必须重点考核机械性能、形态、寿命、经济性等等指标。

1. 物理形态与粒径

（1）固定床 / 填充床：优先选柱状（直径 3~5mm，长度 5~10mm），或球形（直径 2~4mm），避免粉末状（易流失、增加水头损失）；

（2）粒径均匀性：粒径偏差＜1mm，防止偏流（局部水流过快，催化剂未充分接触）。

2.机械强度

（1）抗压强度：柱状催化剂≥80N/cm，球形催化剂≥50N / 颗，避免水流冲击、反洗时破碎堵塞管道，增加水头损失恶化出水水质；

（2）耐磨强度：磨损率＜1%/ 月（工程实测），防止长期运行粉化。

3.孔结构参数

（1）比表面积：50~300m?/g（适中即可，过高易吸附 SS，过低活性位点少）；

（2）孔径：中孔（2~50nm）占比≥70%，中孔是催化反应的主要场所，大孔（＞50nm）可减少堵塞，微孔（＜2nm）仅适用于低 SS 水质。

3.使用寿命

工程寿命：优质催化剂正常运行下≥1~3 年，短于 1 年的需评估更换成本；

4.再生性

失活后可通过反洗、高温焙烧、化学再生恢复活性的能力，优先选易再生的催化剂，降低运维成本。

5.水头损失

催化剂填充层的水头损失＜0.5m/m（每米填充高度），避免增加水泵能耗，若水头损失过高，需选大粒径、孔隙率高的催化剂（孔隙率≥40%）。

6.经济

综合成本 = 催化剂采购成本 + 更换成本 + 运维成本（反洗、再生、臭氧投加）。

参照上面的催化剂核心性能指标，相信你一定能够找到合适的催化剂。