關(guān)于臭氧催化氧化

為使污水達(dá)到排入某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，需要對(duì)污水進(jìn)一步處理，目前臭氧氧化技術(shù)在水處理技術(shù)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，臭氧是應(yīng)用最廣泛的新型氧化劑，其在水污染的處理中，可以有效的將受到污染水體中的有機(jī)物以及腐殖酸進(jìn)行有效的氧化分解，還可以對(duì)污水中的各種細(xì)菌和病毒進(jìn)行高效的去除。同時(shí)，剩余的臭氧在催化劑的存在下能迅速分解，形成氧氣，故不存在二次污染問(wèn)題。

臭氧催化氧化，主要遵循羥基自由基(·OH)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理，即在催化劑作用下加速臭氧分解生成·OH，利用反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的大量強(qiáng)氧化性羥基自由基來(lái)氧化分解水中有機(jī)物，能夠在常溫常壓下將那些難以被臭氧單獨(dú)氧化或降解的有機(jī)物氧化。相比于單獨(dú)臭氧氧化，它更加經(jīng)濟(jì)，安全，同時(shí)提高了臭氧的利用率與氧化能力。

臭氧氧化法水處理的工藝設(shè)施主要由臭氧發(fā)生器和氣水接觸設(shè)備組成，常用在污水深度處理，污水回用等領(lǐng)域，具有去除效果好，無(wú)二次污染、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。

工程中設(shè)計(jì)臭氧工藝需要的注意事項(xiàng)：

1、提高臭氧和廢水直接或間接反應(yīng)的效率

臭氧（O3）和羥基自由基（?OH）是兩種最強(qiáng)的氧化劑。臭氧分子直接與化合物反應(yīng)稱(chēng)為直接反應(yīng)；臭氧分子轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基自由基后和化合物的反應(yīng)稱(chēng)為間接反應(yīng)。羥基自由基的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位（2.8V）要高于臭氧（2.07V），換言之，?OH的氧化能力要強(qiáng)于臭氧。

在實(shí)際廢水應(yīng)用中，臭氧氧化工藝遇到的難題來(lái)源于兩方面，廢水中存在大量高濃度的能與臭氧快速反應(yīng)的化合物（如酚）和其它高濃度物質(zhì)（如鹽類(lèi)和碳酸鹽 等）。一方面，因?yàn)檫@些能與臭氧快速反應(yīng)的化合物濃度高，所以傳質(zhì)是臭氧氧化的限速步驟；另一方面，因?yàn)樗锌赡艽嬖诖罅康某粞醴纸獾囊种苿┮约傲u基自由基的捕獲劑，終止了以間接反應(yīng)過(guò)程為主要途徑去除污染物的臭氧氧化反應(yīng)，使得那些難以被臭氧直接氧化的污染物不能通過(guò)臭氧間接氧化的方法去除。

因此，如果把臭氧氧化作為主要處理單元，就要投加大量的臭氧，這樣臭氧氧化工藝就不是經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)。所以，廢水處理工程中，把臭氧氧化作為其它工藝的輔助工藝其目的是降低難降解化合物的毒性或進(jìn)一步提高廢水的可生化性。

在臭氧氧化過(guò)程中，廢水的組成及各組分的濃度決定了臭氧氧化的難易程度。研究發(fā)現(xiàn)，具有某些特定官能團(tuán)的化合物（如芳香環(huán)、不飽和碳?xì)浠衔锏龋┓浅Ｈ菀着c臭氧反應(yīng)，而其它的一些化合物（如飽和碳?xì)浠衔铩⒋碱?lèi)、? 醛 類(lèi)等）與臭氧較難反應(yīng)（或反應(yīng)活性較差）。若廢水中含有的物質(zhì)變?yōu)椴灰着c臭氧反應(yīng)的物質(zhì)，那么臭氧間接反應(yīng)將起主要作用，當(dāng)然，這一切也取決于易與臭氧反應(yīng)的化合物的濃度、羥基自由基的濃度、羥基自由基的生成方式、水中的反應(yīng)劑以及水中的PH等 條件。

2、把握pH在臭氧氧化廢水過(guò)程中的重要作用

PH在臭氧氧化過(guò)程中的重要性：在臭氧氧化廢水過(guò)程中，PH值升高通常可以提高COD去除率，原因在于PH值升高時(shí)，水中存在可以解離的有機(jī)物更容易發(fā)生解離，而臭氧和解離的有機(jī)物的反應(yīng)要快于原來(lái)的物質(zhì)（如苯酚），同時(shí)PH的升高會(huì)促進(jìn)臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基分解污染物（在可以解離的有機(jī)物濃度不高時(shí)）。

當(dāng)水中存在能和臭氧快速直接反應(yīng)的化合物時(shí)，PH的升高會(huì)提高羥基自由基數(shù)量，從而提高廢水中的有機(jī)物間接反應(yīng)的去除率，在此情況下，臭氧的分解成為?OH是臭氧消耗的因素；當(dāng)PH低于12且廢水中和臭氧快速反應(yīng)的濃度很高時(shí)，臭氧的直接氧化反應(yīng)是臭氧消耗及有機(jī)物去除的因素。

3、把握pH在臭氧氧化廢水過(guò)程中的重要作用

PH在臭氧氧化過(guò)程中的重要性：在臭氧氧化廢水過(guò)程中，PH值升高通?？梢蕴岣逤OD去除率，原因在于PH值升高時(shí)，水中存在可以解離的有機(jī)物更容易發(fā)生解離，而臭氧和解離的有機(jī)物的反應(yīng)要快于原來(lái)的物質(zhì)（如苯酚），同時(shí)PH的升高會(huì)促進(jìn)臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基分解污染物（在可以解離的有機(jī)物濃度不高時(shí)）。

當(dāng)水中存在能和臭氧快速直接反應(yīng)的化合物時(shí)，PH的升高會(huì)提高羥基自由基數(shù)量，從而提高廢水中的有機(jī)物間接反應(yīng)的去除率，在此情況下，臭氧的分解成為?OH是臭氧消耗的因素；當(dāng)PH低于12且廢水中和臭氧快速反應(yīng)的濃度很高時(shí)，臭氧的直接氧化反應(yīng)是臭氧消耗及有機(jī)物去除的因素。