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龙安泰环保|深度处理:臭氧催化氧化

发布时间: 2021-12-31  点击次数: 25次

1.臭氧定义

臭氧(O₃)又称为超氧,是氧气(O₂)的同素异形体,在常温下,它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。

2.臭氧的溶解度

臭氧的溶解度表(L/L标压)

温度

0

11.8

15

19

27

40

55

60

L(气)/L(水)

0.64

0.5

0.456

0.381

0.27

0.112

0.031

0

注:以上表格中数据为标况纯水中通入纯的臭氧气体时的溶解度

 

臭氧标况下(0℃,0.1MP)密度为2.14g/L。理论上在水中的溶解度比氧气大10倍,但是由于遵循亨利定律,实际溶解度并不高。液氧源臭氧发生器产生的臭氧在水中的溶解度理论上高于空气源臭氧发生器。

亨利定律:在一定温度下,某种气体在溶液中的浓度与液面上该气体的平衡压力成正比。这一定律对于稀溶液中挥发性溶质也同样有用,此时该定律表述为:在一定温度下,稀薄溶液中溶质的蒸气分压与溶液浓度成正比。

PB代表气相中物质B的蒸气分压,xB, bB,和cB分别代表B在溶剂中的摩尔分数,质量摩尔浓度和浓度。由此可知,当采用低浓度的臭氧气时,水溶液中臭氧浓度容易达到饱和,所通入的臭氧混合气,并没有充分溶解到水中,利用率不高。

使用我公司的高效溶气设备能够更加高效地将臭氧溶解到水中,极大地提高臭氧利用率,臭氧利用率可以达到80%以上,可以完善地解决臭氧溶解度不高的问题。

3.臭氧的氧化性

臭氧可以用于除臭,杀菌,脱色,除锰、酚、铁、氰,除COD、BOD等,但是不容易氧化乙醇。臭氧的氧化电位为2.07V,在常温常压常态下可以分解为氧气。相比之下,氯,超氧化氢(HO2·)和二氧化氯(ClO2)的氧化电位仅有1.36V,1.28V和1.5V,臭氧可以氧化氯离子。

臭氧氧化有机物:

臭氧氧化有机物的反应顺序:

链烯烃>胺>酚>多环芳香烃>醇>醛>链烷烃

臭氧杀菌:

水中:与次氯酸类消毒剂不同,臭氧的杀菌能力不受PH值变化和氨的影响,其杀菌能力比氯大600-3000倍。水中臭氧浓度0.3-2 mg/L时,0.5-1 min就可以杀死细菌。

空气中:臭氧的消毒能力受空气湿度影响,相对湿度小于45%,臭氧对空气中悬浮微生物几乎没有杀灭作用。在60%时才逐渐增强,在95%时达到值。

用臭氧消毒食品加工车间,0.5~1.0ppm即可杀灭空气中的80%的自然菌。

冷库消毒要求臭氧浓度6~10ppm,停机后封库24小时以上细菌杀灭率90%左右,霉菌杀灭率80%左右。

在水果贮藏期间,可用2~3ppm的臭氧可使霉菌的生长受到抑制,贮藏期可延长一倍。

4. 臭氧催化氧化

臭氧催化氧化是在臭氧氧化的基础上加入催化剂,通过催化剂的催化作用促进O3在水中产生·OH。O3的氧化电位是2.07V,臭氧在水中的溶解度有限,直接氧化有机物的能力不如·OH(2.8V),臭氧催化氧化在非均相(固相催化剂+液相水)氧化过程通过自由基反应和配位反应去除有机物。臭氧催化氧化过程的核心是催化填料,采用优质填料可以增大臭氧产生·OH的效率,增大污水与填料的接触面积,从而极大地提高污染物去除效果。

4.1. LOZO系列催化剂

臭氧催化氧化的核心在于催化剂的催化作用,市场上常见的催化剂包括锰砂催化剂、碳基催化剂、硅铝载体催化剂和陶粒催化剂等。

锰砂填料一般是机械加工而成,组分单一,催化效果有限,但是价格便宜。

陶粒填料有效组分无法与载体紧密结合,易流失,强度低,填料易粉化,价格便宜

活性炭载体:有效组分无法与载体紧密结合,前期靠吸附作用效果好,后期效率下降快,强度低,年耗可达30%,且出水易引发COD的超标(吸附有机物的脱出和自身消耗)。

硅铝载体催化剂:高强度,使用寿命长,不易流失催化组分,提高催化剂的稳定性能。

LOZO填料:我公司自助研发(有发明)的LOZO臭氧催化氧化填料相比于市面上常见填料有明显优势:

1)精心筛选催化填料的载体及活性组分,保证臭氧氧化效应持续高效。

2)多元化催化组分,加强对不同废水的适应性的同时提高催化活性

3)高温烧结技术有效减少催化填料流失率,防止二次污染。

4)载体制备采用特殊粘合材料,机械强度大、使用寿命长。

5)无损耗,无需定期投加。

6)可以催化臭氧在水中的自分解,增加水中产生的·OH 浓度,从而提高

臭氧氧化效果,氧化效率比单纯臭氧氧化提高 2~4 倍。

7)可以降低反应活化能或改变反应历程,从而达到深度氧化、限度

地去除有机污染物的目的。


4.2 LCO系列臭氧催化系统

我公司配备完善的臭氧催化氧化工艺体系,针对不同污水情况,应用不同型号的工艺系统可以高效稳定地去除污水中的有机物,COD去除率达30%-80%。

臭氧催化工艺搭配高效溶气系统,可以极大地提高臭氧在水中的溶解度,比一般的溶气方式(比如曝气盘、穿孔曝气)有明显优势,臭采用高效溶气系统,氧利用率可达80%以上。

搭载高效LOZO系列高效填料,能够更加稳定高效地产生·OH,从而大大提高污染物去除效率,并延长使用寿命。

我公司LCO催化氧化系列工艺成熟,在研发、设计、安装调试等方面,积累了丰富经验,能够更加高效完善地处理各类废水。

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