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水處理催化臭氧化技術(shù)的作用

日期:2025-03-14 20:41
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摘要:催化臭氧化按催化劑的相態(tài)分為均相催化臭氧化和多相催化臭氧化,在均相催化臭氧化技術(shù)中,催化劑分布均勻且催化活性高,作用機(jī)理清楚,易于研究和把握。但是,它的缺點也很明顯,催化劑混溶于水,導(dǎo)致其易流失、不易回收并產(chǎn)生二次污染,運(yùn)行費用較高,增加了水處理成本。

催化臭氧技術(shù)是基于臭氧的上等氧化技術(shù),它將臭氧的強(qiáng)氧化性和催化劑的吸附、催化特性結(jié)合起來,能較為有效地解決有機(jī)物降解不完全的問題。催化臭氧化按催化劑的相態(tài)分為均相催化臭氧化和多相催化臭氧化,在均相催化臭氧化技術(shù)中,催化劑分布均勻且催化活性高,作用機(jī)理清楚,易于研究和把握。但是,它的缺點也很明顯,催化劑混溶于水,導(dǎo)致其易流失、不易回收并產(chǎn)生二次污染,運(yùn)行費用較高,增加了水處理成本。多相催化臭氧化法利用固體催化劑在常壓下加速液相(或氣相)的氧化反應(yīng),催化劑以固態(tài)存在,易于與水分離,二次污染少,簡化了處理流程,因而越來越引起人們的廣泛重視。

對于催化臭氧化技術(shù),固體催化劑的選擇是該技術(shù)是否具有高效氧化效能的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn),相催化劑主要有三種作用。

一是吸附有機(jī)物,對那些吸附容量比較大的催化劑,當(dāng)水與催化劑接觸時,水中的有機(jī)物首先被吸附在這些催化劑表面,形成有親和性的表面螯合物,使臭氧氧化更高效。

二是催化活化臭氧分子,這類催化劑具有高效催化活性能有效催化活化臭氧分子,臭氧分子在這類催化劑的作用下易于分解產(chǎn)生如羥基自由基之類有高氧化性的自由基,從而提高臭氧的氧化效率。

三是吸附和活化協(xié)同作用,這類催化劑既能高效吸附水中有機(jī)污染物,同時又能催化活化臭氧分子,產(chǎn)生高氧化性的自由基,在這類催化劑表面,有機(jī)污染物的吸附和氧化劑的活化協(xié)同作用,可以取得更好的催化臭氧氧化效果[3]。在多相催化臭氧化技術(shù)中涉及的催化劑主要是金屬氧化物(Al2O3 、TiO2、MnO2等)、負(fù)載于載體上的金屬或金屬氧化物(Cu/TiO2 、Cu/Al2O3、TiO2/Al2O3)以及具有較大比表面積的孔材料。這些催化劑的催化活性主要表現(xiàn)對臭氧的催化分解和促進(jìn)羥基自由基的產(chǎn)生。臭氧催化氧化過程的效率主要取決于催化劑及其表面性質(zhì)、溶液的pH值,這些因素能影響催化劑表面活性位的性質(zhì)和溶液中臭氧分解反應(yīng)[4]。