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_氧化铝催化臭氧氧化去除水中痕量嗅味物质

第40卷第10期2008年10月

哈尔滨工业大学学报

J OURNAL OF HARBI N I NSTI TUTE OF TECHNOLOGY

V ol 40N o 10

O ct.2008

氧化铝催化臭氧氧化去除水中痕量嗅味物质

齐飞1,2,陈忠林1,徐冰冰1,焦中志3

(1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090;2.北京林业大学环境科学与工程学院,北京100083;

3.东北师范大学城市与环境科学学院,长春130024)

摘要:为解决饮用水中的嗅味问题,以 -A l

为催化剂,考察强化臭氧氧化对水中嗅味物质的去除能

力.以二甲基异茨醇(M IB)和土臭素(G S M)为代表,研究天然水体中 -A l

催化臭氧氧化M IB和G S M的

降解效能及相关影响因素.结果表明, -A l

催化臭氧氧化技术可以有效地降解天然水体中的嗅味物质,

其降解能力随着天然水水质不同而有差异.同时 -A l

催化臭氧氧化较单独臭氧氧化可以更有效地降低

水体中有机物的相对分子质量.在两种天然水体中臭氧的衰减过程有所不同,催化臭氧过程中产生的羟基自

由基显著高于臭氧氧化过程. -A l

的加入可以显著提高臭氧对水中典型嗅味物质的去除能力,同时水

体中的天然本底物质对臭氧氧化和催化臭氧氧化过程有显著影响.

关键词: -A l

;臭氧;嗅味;2-甲基异茨醇;土臭素

中图分类号:X703 1文献标识码:A文章编号:0367-6234(2008)10-1594-06

Catalytic ozonation by -A l2O3for re moval of taste and odor

co mpounds(M IB and G eos m i n)in the natural water

Q I Fe i1,2,C HEN Zhong li n1,XU B i n g b i n g1,JI A O Zhong zh i3

(1.Schoo l ofM un i c i pa l and Env iron m enta l Eng ineer i ng,H arb i n Instit u te o f T echno logy,H a rbin150090,Ch i na;2.Co ll ege of

Env iron m en tal Science and Eng ineer i ng,Beiji ng F orestry U n i versity,Be iji ng100083,Ch i na;3.Co ll ege of C ity and Env iron m en tal Science,N ortheast N o r m al U ni v erist y,Changchun130024,China)

Abst ract:To re m ove the taste and odor i n dri n k i n g w ater,catalytic ozonati o n in the presence of -A l2O3w as app li e d i n re m ova l of taste and odor co mpounds.Tak i n g2 m ethylisobo r neo l(M I B)and geos m i n(GS M)as representa ti v es o f taste and odor co m pounds,the re m oval efficiency o f the m in naturalw ater and so m e i n fluen cing factors was stud i e d.The result show s that cata l y ztic ozonati o n i n the presence o f -A l2O3is ab le to re m ove taste and odor co mpounds i n natura lw ater effective ly.H ow ever,the re m ova l effecti v eness is influenced by w ater qua lity.W ith the i n crease ofO3/TOC value,t h e re m ova l effecti v eness ofM I B and GSM increases.

A t the sa m e ti m e,the catalytic ozonation is able to decrease the m o lecular of organic m atter i n w ater syste m. O zone attenuation processes are different w ith different w ater qua lity,there fore,the ability o f generati o n hy droxy l rad ica l in t h e cata l y tic ozonati o n is higher than that i n the si n g le ozonati o n.The presence o f -A l2O3 can i m prove the e ffecti v eness o f ozonati o n i n re m ova l of taste and odor co mpounds.NO M has a re m arkable in fl u ence on the ozonati o n and the catalyti c ozonation.

K ey w ords: -A l2O3;ozone;taste and odor;2-m et h y lisobor neo;l geos m i n

收稿日期:2007-02-26.

基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(NECT-04-0321);国家自然科学基金资助项目(50008004).

作者简介:齐飞(1980 ),男,博士,讲师;

陈忠林(1967 ),男,博士,教授,博士生导师. 饮用水中嗅味物质的控制技术是市政给水领域研究的热点问题之一.Suffet等[1]对美国饮用水中的嗅味物质进行了详尽的调查,认为超过20%的水厂存在嗅味问题.饮用水中的嗅味问题成为用户投诉的主要原因.地表水中微生物的繁

殖和腐败是饮用水中嗅味的主要来源.目前研究已经证实蓝绿藻、绿藻和颤藻是主要嗅味物质的来源.土臭素(geos m i n,GS M)和2-甲基异茨醇(2-m ethy lisoborneo,l M I B)是饮用水中主要存在的嗅味物质,其中GSM主要是蓝绿藻的代谢产物而M I B主要是放线菌的代谢产物,它们均可以引起浓重的土霉味,M I B和GSM在水中的嗅阈值分别为29ng/L和10ng/L[2-4].常规的饮用水处理工艺不能有效地去除水中的M I B和GS M.包括氯、二氧化氯、臭氧和生物预处理技术在内的饮用水深度处理技术对饮用水中嗅味物质的控制能力也很有限[5-7].Chen等人以纯水配制M I B模拟水样进行研究,提出 -A l2O3催化臭氧氧化技术可以有效地去除模拟水样中嗅味物质M I B[8].然而天然水体中天然有机物(NO M)成分复杂,其中存在的有机酸和无机阴离子等物质可以络合在金属氧化物表面,占据金属氧化物表面的活性位,使金属氧化物的催化活性下降.因此,在前期研究基础上以天然水体为本底,考察 -A l2O3催化臭氧氧化去除天然水中嗅味物质的效能,以及天然有机物对臭氧氧化和催化臭氧氧化的影响机理是很有必要的.本文以两种不同水质的天然水体为本底,考察 -A l2O3催化臭氧氧化去除嗅味物质M I B 和geos m i n(GS M)效能及机理.

1 实验

1 1 实验水样及试剂

实验所用天然水分别取自2005年7月中旬松花江哈尔滨段某处水源水(SY W ater)和哈尔滨市某水厂的滤后水(L H W ater).水厂的净水处理工艺为:聚合硅酸铝混凝、斜板沉淀池、均质石英砂过滤.天然水取到实验室后,经醋酸纤维膜(0 45 m)过滤,保存于4 条件.天然水水质参数见表1(其中SUVA=UV254/DOC(m g L-1) 100).

实验所用M I B、GS M和对氯苯甲酸(p-ch l o robenzo ic acid,pCB A)均为美国S i g m a公司生产,纯度均大于98%,配制M I B和GS M储备液质量浓度均为25mg/L,pCB A储备液浓度为3 19mm ol/L.

表1 实验用天然水水质参数

水样DOC/(mg L-1)UV254SUVA浊度/NT U 总硬度/(m g L-1)

(以CaCO3计)

总碱度/(mg L-1)

(以C aCO3计)

p H水温/

L H W at er4 7080 0481 020 5559 4390 257 3420 SY W ater5 9050 1031 741 2106 55115 257 2520

实验所用玻璃容器均用浓硫酸-重铬酸钾洗液浸泡,由自来水和蒸馏水清洗数次.

1 2 催化剂的制备与表征

催化剂 -A l2O3的制备:商品活性氧化铝经过研细、在一定温度下焙烧、冷却、研磨后,过筛选取粒径在0 075~0 5mm的部分备用.经过X-射线粉末衍射仪(XRD)确认为 -A l2O3.

催化剂表面结构表征:采用ASAP2020比表面积仪(M icro m eritics,USA),测定 -A l2O3的比表面积、孔容和孔径.样品脱水,相对压力控制在0 05~0 35;氮的吸附温度在其液化点77 2K 附近.

1 3 实验过程

催化臭氧氧化实验在一个经过改进的1L平底烧瓶反应器内进行,反应器中水样体积为1L.以氧气为气源的臭氧发生器(哈尔滨久久电化学工程技术有限公司产DHX-SS-1G型实验室用臭氧发生器),通过调节氧气流量、臭氧发生管两端电压、通入气体时间,控制容器内水样中臭氧浓度.停止通气后,向反应器内加入一定质量的 -A l2O3催化剂,分别加入1mL M I B和GS M储备液.开启磁力搅拌器进行搅拌,在不同时间间隔取样,立即用0 1mm ol/L N a2S2O3终止氧化反应.臭氧尾气用K I溶液吸收.水中M I B和GS M采用正戊烷液液萃取,GC-M S分析[9].相对分子质量分布采用高效液相色谱(日本岛津公司,LC-10AVP),凝胶过滤色谱柱(W aters,u-B ONDA GEL E-125),流动相为pH=7的磷酸缓冲溶液(9 3mm ol的N a2H PO4,5 4mmo l的KH2PO4和75 2mm o l的NaC l三者溶于1L M illi Q超纯水中,经0 45 m醋酸纤维膜过滤后),流速为0 5mL/m in,采用紫外检测器(波长为254nm),进样量为200 L.

(催化)臭氧分解实验在前面所述的反应器内进行.采用相同方法控制水中臭氧浓度.停止通气后,向反应器内加入一定质量的 -A l2O3催化剂.开启磁力搅拌器,在不同时间间隔取样,水中臭氧浓度用靛蓝法测定[10].

R ct测定实验在前面所述的反应器内进行.控

1595

第10期齐飞,等:氧化铝催化臭氧氧化去除水中痕量嗅味物质

制水中臭氧浓度,停止通气后,向反应器内加入一定质量的 -A l 2O 3催化剂、1mL pCBA 储备液,使pCB A 初始浓度为3 19 m ol/L .开启磁力搅拌器,在不同时间间隔取样,并立即用0 1mm ol/L 的Na 2SO 3终止氧化反应.采用HPLC 测定水中pCBA [8]

2 结果与讨论

2 1 -A l 2O 3的比表面积与孔径分布

为了解催化剂的表面结构,对 -A l 2O 3的比表面积和孔径分布进行了测试.结果表明,该 -A l 2O 3的BET 比表面积为265 89m 2

/g ,平均孔径为7 23nm,B J H 孔体积为0 4812c m 3/g .孔径分布如图1所示,可以看出在 -A l 2O 3表面具有孔径为2~100nm 的孔穴,有利于吸附有机物和臭氧分子,从而达到强化臭氧氧化能力的目的.

图1 -A l 2O 3孔结构分布特性

2 2 催化氧化去除水中嗅味物质效能研究

首先考察了不同水质本底时,臭氧氧化和催化臭氧两种不同氧化方式对水体中M I B 和GS M 的去除效能.

图2表示了不同水质本底条件下不同氧化方式去除两种嗅味物质的效能.在3种不同水质本底的实验中,GS M 均较M I B 易被氧化降解,这种现象在催化氧化过程中表现得更加明显.由于GSM 和M I B 在化学结构方面的差异,导致了GS M 易被氧化降解.Lalezary 等

[11]

的研究结果表明,无论用何种氧

化剂(液氯、氯胺、高锰酸钾、二氧化氯、臭氧),GS M 较M I B 更容易氧化降解,但上述氧化剂对M I B 和GS M 的氧化能力均很有限.本研究也发现,臭氧对两种嗅味物质的氧化去除能力较差.在以蒸馏水为本底的实验中,初始臭氧质量浓度为0 7m g /L ,臭氧氧化去除M I B 和GSM 的去除率仅为29 3%和

31 3%.而在以SY W ater 和L H W ater 为本底时,初

始臭氧质量浓度为2 0m g /L ,臭氧氧化去除M I B 和GS M 的去除率均未超过40%.加大初始臭氧质量浓度,两种天然水体中的去除效果却同蒸馏水为本底时的去除效果相当.天然水体中的TOC 消耗了更多的臭氧,与M I B 、GS M 形成了竞争作用,同时天然水体中存在大量臭氧分解链式分解的抑制剂.因此,臭氧氧化去除水体中嗅味物质M I B 和GS M 的能力是很有限的.

以蒸馏水为本底时,[O 3]0=0.7m g/L ;天然水体实验时,[O 3]0=2.0mg /L;

[M I B ]0=[GSM ]0=22 g /L,催化剂投量为

500mg /L,3种水体均不调节pH

图2 催化臭氧氧化去除不同水质本底中M I B 和G S M

以 -A l 2O 3粉末为催化剂,研究了催化臭氧氧化水中M I B 和GS M 的去除效果.实验发现,无

论在蒸馏水中,还是在天然水体中(SY W ater ,HL

W ater), -A l 2O 3催化臭氧氧化效果均较单独臭氧氧化有相当幅度的提高.这种现象在蒸馏水本底实验中表现得尤为明显, -A l 2O 3催化臭氧对M I B 和GSM 的去除率分别提高了20个百分点和23个百分点.在天然水体中, -A l 2O 3催化臭氧氧化对M I B 和GS M 的去除效果较单独臭氧氧化也有提高.但由于天然水体中存在较高的TOC ,可以同M I B 和GS M 竞争臭氧;同时天然水体较高浓度的无机离子在 -A l 2O 3表面吸附,占据 -A l 2O 3表面活性等众多原因导致嗅味物质的去除率提高较蒸馏水实验低.在SY W ater 实验中,催化氧化较单独臭氧氧化对M I B 和GS M 的去除率分别提高了15个百分点和19个百分点;在LH W a ter 实验中,则分别提高了7个百分点和12个百分点.水质的不同对催化臭氧氧化有着较为显著的影响.综上所述, -A l 2O 3的加入促进了对嗅味物质的去除效果,表现出了较好的催化活性.然而天然水体中存在的天然有机物和无机离子可以抑制

1596 哈尔滨工业大学学报第40卷

催化臭氧氧化的效能.

2 3 m (O 3)/m (TOC)对催化氧化除嗅味的影响无论是臭氧氧化,还是催化臭氧氧化,臭氧投加量都是一个十分重要的因素.图3为不同m (O 3)/m (TOC)比值对臭氧、催化臭氧氧化去除天然水体中嗅味物质的影响.从图3可知,臭氧氧化、催化臭氧氧化过程中对M I B 和GS M 的去除率,均随着m (O 3)/m (TOC )比值的增加而提高.氧化剂的投入,不但可以提高M I B 和GS M 的去除率,同时会去除水体中TOC .在水体TOC 较高时,可以适当地提高臭氧投加量,以达到去除水体中嗅味物质的目的.

在实验所考察的3个m (O 3)/m (TOC )比值中,当m (O 3)/m (TOC )=0 209时,催化氧化较臭氧氧化提高比例最高,对M I B 和GSM 的去除率分别提高7个百分点和11 9个百分点.而当m (O 3)/m (TOC)比值增高,催化臭氧氧化的去除效能较单独臭氧氧化提高幅度略低,且与m (O 3)/m (TOC)=0 209时相差较大.这种现象可能是由于臭氧投量的增多掩盖了 -A l 2O 3的催化效果所致

[M IB]0=[GSM ]0=22 g /L,催化剂投量为500m g/L ,氧化时间为20m i n ,3种水体均不调节p H

图3 不同m (O 3)/m (TOC)对催化氧化去除天然水体中

嗅味的影响

2 4 催化臭氧氧化对含嗅水体有机物相对分子

质量分布的影响

催化臭氧氧化不但可以提高水体TOC 的矿化率,而且可以改变水体中有机物分子结构.有机物相对分子质量分布可以间接地表示水体中存在有机物的相对分子质量.图4、5分别为SY W ater 和LH W ater 进行臭氧氧化和 -A l 2O 3催化臭氧氧化前后水体有机物相对分子质量分布的变化.从图中可以明显看出,臭氧氧化和催化氧化对水

体中不同范围相对分子质量物质的强度都有明显

的减少.这说明水体中有机物的浓度经过催化氧化后有显著降低.色谱图中具有一个主峰,通过臭氧氧化和催化臭氧氧化,主峰两侧坡度有明显变化.在催化氧化后,主峰左侧的坡度变陡,而右侧有所变缓,色谱峰有向右移动的趋势.根据凝胶色谱的原理,保留时间较长的小峰为相对分子质量更小的有机物.对原水进行臭氧氧化和催化臭氧氧化后的相对分子质量具有不同幅度的减小.特别是原水经过催化臭氧氧化后,其相对分子质量减小幅度大.催化臭氧氧化将大分子有机物氧化降解为小相对分子质量有机物能力更强.

[O 3]0=2.0m g /L ,催化剂投量为500m g/L ,氧化时间为20m i n

图4 SY W ater 分子量分布在催化氧化前后的变化

[O 3]0=2.0m g /L ,催化剂投量为500m g/L ,氧化时间为20m i n

图5 LH W a ter 分子量分布在催化氧化前后的变化

2 5 不同水质对臭氧分解的影响

水中臭氧分解速率间接地表示了臭氧分解产生羟基自由基的速率.图6表示了臭氧在两种水体中浓度变化情况.根据臭氧在LH W ater 和SY W ater 中浓度的变化情况,可以计算出臭氧分解的反应速率常数和CT s 值(C 表示臭氧浓度,T 表示反应时间),列于表2.

1597 第10期齐飞,等:氧化铝催化臭氧氧化去除水中痕量嗅味物质

臭氧在LH W ater 中的稳定性要远远高于在SY W ater 中的稳定性.特别是在初始阶段(<5m i n ),SY W ater 中的臭氧近乎衰减完毕.臭氧在SY W ater 中的不稳定性可能同SY W ater 中天然有机物特性有关.SY W ater 中的TOC 、UV 254和S UVA 3项指标均较高.特别是UV 254和SUVA 两项指标较高,UV 254表示了水中芳环及共轭双键有机物的含量,而SUVA 表征了水体中芳香类有机物所占比例.水体中有机物含量高,特别是高含量的芳香类有机物可以消耗大量的臭氧.这是臭氧在SY W ater 中不稳定的主要原因

[O 3]0=2.0mg /L

图6 不同水质本底对臭氧浓度变化的影响表2 不同水体中臭氧分解动力学常数和CT s 值

水样k /((m ol L -1)

-1

s -1)CTs /(m g L -1 m i n)

L H W ater 0 0135 49SY W ater

0 505

3 3

2 6 不同水质水体中R ct 的比较

臭氧在水体中自分解产生羟基自由基( OH ),因此,在臭氧氧化过程中,有两种氧化剂参与了氧化反应,即臭氧和 OH 同时氧化水体中的嗅味物质和其他微量有机物.因此,臭氧和 OH 在水体中的浓度对于含嗅味水体中M I B 和GS M 的去除,以及水体TOC 的变化起到决定性作用. -A l 2O 3催化臭氧氧化过程,是以 -A l 2O 3促进臭氧产生强氧化性 OH 为基础的一种高级氧化工艺(AOP).因此,研究催化臭氧氧化过程中臭氧和 OH 浓度对于了解氧化降解机理是十分重要的.

文中2 2部分已经研究了臭氧投量对M I B 和GS M 去除效果的影响,但由于 OH 与有机物反应的速度非常快,其浓度很难直接测定.p CB A 可

以快速地与 OH 作用(反应速率常数为5 0

109(m o l/L)

-1

s -1

),因此,实验选取p CBA 为探

针化合物,以R ct 间接表征臭氧和 -A l 2O 3催化臭氧过程中 OH 的浓度[12]

.考察不同水质本底对 OH 产生量的影响,揭示不同水质本底中嗅味物质浓度变化不同的原因.

R ct =

[ OH ]d t/ [O 3

]d t ,(1)

-d [p CBA ]

d t =k OH /p CBA [p CBA ][ OH ],(2)

ln [p CB A ][p CB A ]0

=-k O H /p CBA R ct

[O 3]d t .(3)

根据方程(1)-(3),通过测定反应过程中p CB A 和臭氧浓度的变化可以计算R ct .图7比较了不同水质本底,臭氧氧化和 -A l 2O 3催化臭氧氧化过程的R ct .图7可以明显看出,对于3种本底水体,催化氧化过程的R ct 均高于臭氧氧化过程.这说明 -A l 2O 3的加入促进了 OH 的产生,起到了催化臭氧分解产生 OH 的作用.

[O 3]0=2.0m g/L ,[p CBA ]0=3.19 m ol/L ,催化剂投量为500mg /L,氧化时间为20m i n

图7 不同水体中R ct 的比较

SY W ater 水体中R ct 明显高于L H W ater 水体,表明在SY W ater 水体中产生 OH 的量要高于LH W ater 水体.这个结论也证明了SY W ater 水体中臭氧氧化和催化臭氧氧化过程中,M I B 和GS M 去除率要明显高于L H W ater 水体的实验现象.水质参数对于 OH 的产生有很重要的影响.

SUVA 表征了水体中芳香性有机物和不饱和脂肪族有机物的相对含量.芳香性有机物及不饱和键周围的电子云密度高,易于被臭氧等亲电试剂攻击.然而臭氧与芳香性有机物反应,能产生H 2O 2[13]

,在水体中形成O 3/H 2O 2(/ -A l 2O 3)体系,这样水体中形成的 OH 会得到增强.结合前面臭氧在SY W ater 水体中不稳定的结论,可以得出在SY W ater 水体中M I B 和GS M 降解效率较L H W ater 高的原因.

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3 结论

1)采用 -A l2O3催化臭氧氧化技术,可以有效地去除天然水体中的嗅味物质M I B和GS M,同时可以使水体中本底有机物相对分子质量降低.

2)水质的不同对嗅味物质的去除效能和臭氧在水体中的分解速率以及羟基自由基生成量的变化有较大的影响,通过比较两种不同水体(SY W a ter、LH W ater)水质参数可知,水体中芳香类及含不饱和键有机物的含量对其影响较大.

3)比较蒸馏水、SY W ater、L H W ater3种水体中的R ct值,发现SUVA值高的水体R ct值也高于其他水体,这一规律与嗅味物质降解效能及臭氧衰减速率结果一致.

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(编辑刘彤)

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第10期齐飞,等:氧化铝催化臭氧氧化去除水中痕量嗅味物质

2020年臭氧催化氧化计算书

作者：非成败作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 一、进水条件当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12，最佳的酸碱运行条件为pH=6-9，pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产生影响，建议温度范围为10-30℃，最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响，建议氯化物的浓度在5000mg/L以下，氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因素。二、相关简图 1.1催化氧化填料催化剂主要特点如下：

(1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为载体，制备的催化剂具有很大的比表面积和合适的孔结构； (2) 在活性炭载体表面选择性的负载Fe、Mn等过渡金属活性组分及K、Na 等碱金属催化助剂，原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物； (3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分在载体表面分散性良好。催化剂填料图片如下：臭氧催化氧化填料规格参数如下：项目指标单位规格外观指标吸水率% 45% -55% 粒径mm 条形3-6 堆积密度t/m30.45 -0.62 耐磨强度% ≥92% 压碎强度N/cm ≧110 碘值mg/g ≧550 活性金属含量% 3% -4% 性能指COD去除率% 40%-75%

臭氧高级氧化废水处理实验

臭氧高级氧化废水处理实验实验目的掌握臭氧氧化处理废水的原理和方法熟悉臭氧氧化处理废水技术的应用实验原理利用臭氧的强氧化性将废水中的有机物降解或部分降解 1. 臭氧的基本性质臭氧(O3)由三个氧原子构成的，是氧气O2的同素异构体，常温常压下是具有鱼腥味的淡紫色气体。臭氧很不稳定，在常温下即可分解为氧气。臭氧共振杂化分子的四种典形型式 2.臭氧对有机物的氧化机理 ν夺取氢原子，并使链烃羰基化，生成醛、酮、醇或酸；芳香化合物先被氧化成酚，再氧化为酸。ν打开双键，发生加成反应。 ν氧原子进入芳香环发生取代反应。臭氧的应用 ν臭氧氧化反应之后的生成物是氧气，所以臭氧是高效的无二次污染的氧化剂。 ν去除水中的锰、铁、芳香族化合物、酚和胺类等。 ν灭活病毒 ν杀菌实验主要装置

制氧机臭氧发生器电控箱可见紫外分光光度计 COD快速消解测定仪酸度计影响反应系统的主要参数（臭氧在水中的利用率大概有多少？） ν温度 ν压力 ν反应器的体积 ν反应器中臭氧在气相、液相中的浓度 ν液相中的pH值 ν气液流速 ν污染物的种类、浓度、以及液相的组成实验步骤 ν依次打开进水阀门，水泵，流量计，调节进水流量（可考虑连续和间歇操作两种情况）； ν打开制氧机，臭氧发生器，调节氧气和臭氧流量； ν测定进水浓度，COD。根据进水水质，每隔一段时间从取样口取样一次，测定pH值，COD，至浓度和COD值基本稳定为止；ν结束实验，关闭气体流量计，制氧机和臭氧发生器； ν关闭液体流量计，水泵，进水水阀； ν排出反应器中的水。实验结果与整理 ν绘制出水水质随时间变化曲线：浓度—时间曲线；COD—时间曲线；pH值—时间曲线; ν计算浓度、COD去除率。

(推荐)臭氧催化氧化计算书

一、进水条件当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12，最佳的酸碱运行条件为pH=6-9，pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产生影响，建议温度范围为10-30℃，最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响，建议氯化物的浓度在5000mg/L以下，氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因素。二、相关简图 1.1催化氧化填料催化剂主要特点如下： (1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为载体，制备的催化剂具有很大的比表面积和合适的孔结构； (2) 在活性炭载体表面选择性的负载Fe、Mn等过渡金属活性组分及K、Na 等碱金属催化助剂，原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物； (3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分

在载体表面分散性

良好。催化剂填料图片如下：臭氧催化氧化填料规格参数如下：项目指标单位规格外观指标吸水率%45% -55%粒径mm条形3-6堆积密度t/m30.45 -0.62耐磨强度%≥92% 压碎强度N/cm≧110碘值mg/g≧550 活性金属含量%3% -4% 性能指标 COD去除率%40%-75% Rt（水力停留时间）min30-60寿命年3~5

臭氧联合氧化技术在污水处理方面的新进展

臭氧联合氧化技术在污水处理方面的新进展贾瑞平，陈烨璞 (上海大学理学院化学系，上海200444) 【摘要]介绍了近年来国内外采用臭氧以及臭氧联合氧化技术在污水处理研究方面的新进展。在低剂量和短时间内臭氧难以完全矿化有机物，且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。但以其他方法与臭氧联用，可大大促进臭氧分解，提高有机物的去除率。因此臭氧与过氧化氢、紫外线、超声波、光催化以及生物技术等多种手段联用于水处理已经成为目前研究的热点，并取得了显著的进步。【关键词]臭氧；污水处理；高级氧化；生物处理；联合氧化水是人类社会得以存在和发展的重要资源。随着人们对水的需求越来越多。污水处理后回用成为解决水资源短缺问题的有效途径。臭氧是一种强氧化剂。用于污水处理可有效地消毒、除色、除臭、改善水味、去除有机物和降低COD等。因此，近年来臭氧及其与其他手段联合用于处理各种污水的技术获得了迅速的发展。笔者着重讨论了近年来臭氧联合氧化技术用于污水处理方面的新进展。l臭氧氧化法臭氧是一种强氧化剂，氧化电势为2.07V，与有机物反应时速度快并且可就地生产，原料易得，使用方便，不产生二次污染。臭氧能与水中各种形态存在的污染物质(溶解、悬浮、胶体物质及微生物等)起反应，将复杂的有机物转化成为简单有机物，使污染物的极性、生物降解性和毒性等发生改变。多余O3可自行分解为O2。刘和义等对极难生物降解的呋吗唑酮模拟废水进行了臭氧化处理研究。当模拟废水中呋吗唑酮初始质量浓度为500mg／L，pH128，臭氧投加量2g／L时，BOD5/COD>03，可生化性显著高；臭氧投加量6g／L时，脱色率达100％，CODQ和TOC去除率分别达到95．9％和95．2％。水中有机物基本矿化。卢宁川等采用臭氧氧化的方法．对某厂苯酐车间的增塑剂废水的氧化降解过程进行了探讨。结果表明，将废水pH调至9、臭氧氧化时间为60min时，对增塑剂废水中COD的去除率较高，可达41.5％，适当提高pH可加快污染物的氧化速率，同时降低了臭氧投加计量比值。从而增加了臭氧的利用率。王长友等采用臭氧氧化法降解金矿氰化废水，废水水样pH为8.0~9.0，当氧化反应时间达到12min，臭氧投加量为133.33mg／L时，氰化物去除率达到98.1％．残余氰化物质量浓度为0.43mg／L。 Y．Chen等研究了臭氧氧化降解水溶液中的2-巯噻唑(2一MT)。当2一MT全部分解时，硫酸盐生成率和TOC去除率分别为24％和2.3％。在实验中，增加臭氧量，则硫酸盐生成率和TOC去除率最大值分别可达48％和16％。实验结果同时也表明，在2一MT的杂环结构中，N、S原子很难被氧化成硝酸盐和硫酸盐。所以2一MT臭氧化的产物还需进一步氧化。 2臭氧联合氧化法 2.1高级氧化技术利用催化降解技术或光化学方法氧化降解污染物的过程通常称为高级氧化过程(AdvancedOxidationProcessAOP)。与其他传统水处理方法相比，高级氧化技术具有选择性小、反应速度快、可有效减少THMs的生成量、可将THMs的前体物彻底氧化为二氧化碳和水以及对TOC和COD去除效率高等优点。

催化臭氧技术

一、水处理催化臭氧技术催化臭氧技术是基于臭氧的高级氧化技术，它将臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性结合起来，能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。催化臭氧化按催化剂的相态分为均相催化臭氧化和多相催化臭氧化，在均相催化臭氧化技术中，催化剂分布均匀且催化活性高，作用机理清楚，易于研究和把握。但是，它的缺点也很明显，催化剂混溶于水，导致其易流失、不易回收并产生二次污染，运行费用较高，增加了水处理成本。多相催化臭氧化法利用固体催化剂在常压下加速液相（或气相）的氧化反应，催化剂以固态存在，易于与水分离，二次污染少，简化了处理流程，因而越来越引起人们的广泛重视。 1催化臭氧化对于催化臭氧化技术，固体催化剂的选择是该技术是否具有高效氧化效能的关键。研究发现，多相催化剂主要有三种作用。一是吸附有机物，对那些吸附容量比较大的催化剂，当水与催化剂接触时，水中的有机物首先被吸附在这些催化剂表面，形成有亲和性的表面螯合物，使臭氧氧化更高效。二是催化活化臭氧分子，这类催化剂具有高效催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在这类催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率。三是吸附和活化协同作用，这类催化剂既能高效吸附水中有机污染物，同时又能催化活化臭氧分子，产生高氧化性的自由基，在这类催化剂表面，有机污染物的吸附和氧化剂的活化协同作用，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术中涉及的催化剂主要是金属氧化物（Al 2O 3 、TiO 2 、MnO 2 等）、负载于载体上的金属或金属氧化物(Cu/TiO 2 、Cu/Al 2 O 3 、TiO 2 /Al 2 O 3 等)以及具有较大比表面积的孔材料。这些催化剂的催化活性主要表现对臭氧的催化分解和促进羟基自由基的产生。臭氧催化氧化过程的效率主要取决于催化剂及其表面性质、溶液的pH值，这些因素能影响催化剂表面活性位的性质和溶液中臭氧分解反应[4]。 1.1 （负载）金属催化剂通过一定方式制备的金属催化剂能够促使水中臭氧分解, 产生具有极强氧

均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术

均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术催化臭氧氧化设备是使催化剂和反应物作用, 形成不稳定的中间产物, 改变反应途径, 或加快氧化剂的分解并使之与水中有机物迅速反应, 在较短的时间内降解染料分子并提高氧化剂的利用效率的方法。而光电催化氧化技术根据催化剂的形态不同又分为均相催化臭氧化和非均相催化臭氧化。催化臭氧氧化设备 1、均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术前人多选用均相催化剂处理染料废水,虽然均相催化臭氧氧化可以达到令人满意的处=理效果, 但因为催化剂是以离子的形态分布在水中,无法与反应体系分离, 处理完毕后催化剂便同染料废水一起排放, 不仅造成催化剂的流失浪费, 同时也造成了水体的金属离子的二次污染。为了解决这一问题, 研究人员把具有催化作用的活性组分通过某些方法固定到一些载体上, 把负载了活性组分的固体催化剂投入到废水中在臭氧存在的条件下与废水反应, 进行非均相催化臭氧氧化反应。 2、非均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术在非均相催化中, 催化剂是以固态存在, 主要有贵金属系、铜系和稀土系三大类。而贵金属因为价格昂贵其应用受到限制, 目前研究最多的是廉价金属及金属氧化物。非均相催化剂根据其制备工艺分为非负载型和负载型, 目前研究的重点在负载型非均相催化剂。负载型非均相催化剂由载体、活性组分和助剂三部分组成。常用的载体有Al2O3、沸石、活性炭纤维、分子筛等, 活性组分多为过渡金属。

为了进一步提高催化臭氧氧化的效果, 往往需要在单组分催化剂的基础上进行多元组分催化剂的研究, 根据催化剂的制备条件、各种活性组分的配比和助剂的选择来制备催化效率更高的催化剂。

光催化臭氧氧化法

光催化臭氧氧化法(臭氧紫外线法) 此法是在投加臭氧的同时辅以紫外光照射，其效率大大高于单一紫外法和单一臭氧法。这一方法不是利用臭氧直接与有机物反应，而是利用臭氧在紫外线的照射下分解的活泼的次生氧化剂来氧化有机物。03/UV工艺机理的解释有目前有两种:Okabe认为，当03被紫外光照射时，首先产生游离氧自由基((O)，然后，.O 与水反应产生.-OH.03一=hv(310nm)一,O。十OZO，+H2口-> 20H，而Glaze 等人则认为，031UV过程首先产生H202，然后H202在紫外光的照射下分解生成·OH.1目前这一工艺真实可靠的机理还有待进一步深入研究。 Prengle等人在实验中首先发现了03/UV系统可显著地加快有机物的降解速率。之后Glaze等人提出了03与UV之间的协同作用机理。臭氧在紫外光辐射下会分解产生活泼的轻基自由基，再由轻基自由基氧化有机物。因而它能氧化臭氧难以降解的有机物，如乙醛酸、丙二酸、乙酸等。其中紫外线起着促进污染物的分解，加快臭氧氧化的速度，缩短反应的时间的作用。此外，紫外线的辐射还能使有机物的键发生断裂而直接分解。研究证明03/UV比单独臭氧处理更有效，只有在酸性时，臭氧才是主要的氧化剂，中性及碱性时氧化是按自由基反应模式进行的，在03/UV , 03情形下，酚及TOC的去除率随pH值升高而升高，在一定的pH时，三种方法的处理效果为q/UV>03>UV o施银桃等以300 W高压汞灯为光源,研究了紫外光联合臭氧化、单纯臭氧氧化及单纯紫外光照处理400 mg/L的活性艳红K-2BP废水的可行性。结果表明:光催化臭氧化可加速有机物的矿化。在同样时间条件下,三者氧化能力由大至小为:UV/O3>单独O3>单独UV。光催化臭氧化染料过程中,TOC随反应时间的增大而逐渐减小,表明反应过程中有部分有机物逐渐矿化为无机物。TOC虽降低了,但最终TOC去除率仍大

臭氧高级氧化设备操作说明

超临界臭氧高级氧化—旋流溶气气浮一体装置（CDOF）操作手册深圳科力迩科技有限公司

一、臭氧高级氧化技术 1、臭氧的性质在水中具有高达2.7V的氧化还原电位，氧化能力仅次于氟，能与水中各种形态存在的污染物质（溶解、乳化、悬浮、胶体及微生物等）起反应，将复杂的有机物转化成简单有机物、酸及醛等，将氨氮、总磷转化成酸和盐类，同时也能够有效去除浊度、色度、臭味以及杀菌等作用。由于臭氧对各种污染物综合去除能力强，不产生二次污染，已广泛用于饮用水、石油石化废水等处理。 2、高级氧化技术目前，单独使用臭氧氧化，仍然存在反应速率较慢，利用率不高，导致成本偏高，高级氧化技术能够有效提高臭氧利用率和氧化能力，已经逐步得到应用。 A、O3/H2O2等高级催化氧化、 B、O3/UV高级氧化、 C、O3/超临界高级氧化 D、O3/活性炭高级氧化、 O3/金属催化剂高级氧化等 3、臭氧氧化技术特点 1）处理效果好，能够有效去除各种污染物，实现“一弹多星”； 2）反应速度快，处理效率高，占地面积小； 3）无需任何化学药剂，无二次污染。 4）占地面积少，体积小，重量轻； 5）自动化程度高、运行稳定、安全可靠。

二、臭氧高级氧化-旋流溶气气浮一体装置-CDOF设备介绍 CDOF创造性地将超临界臭氧高级氧化技术、旋流技术和溶气气浮技术有机结合，相互强化，能够有效去除水中各种状态（溶解、胶体、乳化等）污染物。去除效果和分离速度是常规臭氧氧化和气浮无法达到的。 1、CDOF原理超临界空化效应：当用足够大振幅的超临界作用于液体介质时,在负压区内介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离,液体介质就会发生断裂,形成微泡,微泡进一步长大成为空化气泡。在紧接着的压缩过程中,这些空化气泡被压缩,其体积缩小,甚至崩溃消失，在空化泡崩溃的极端时间内，会在其周围的极小空间范围内产生1900-5200K的高温和超过压力100MPs 、急剧冷却速度达10,000000000K/s,并伴有强烈的冲击波和时速高度400Km/h的射流。这些极端的条件下会使水中溶解的臭氧和水的分子键发生断裂，产生具有强氧化性的羟基自由基·OH。它可以快速地无选择性的分解难降解有机污染物。 2、CDOF技术特点 1）快速高效去除绝大多数有机物（溶解、悬浮、胶体等），降低COD，提高可生化性； 2）去除乳化油，溶解油，悬浮物 3）去除氨氮、磷、酚类、硫化物、氰化物等； 4）去除浊度、色度、臭味等 5）细菌、病毒、芽孢、软体微生物等

分析催化臭氧氧化技术及部分组成说明

分析催化臭氧氧化技术及部分组成说明催化臭氧氧化设备是使催化剂和反应物作用, 形成不稳定的中间产物, 改变反应途径, 或加快氧化剂的分解并使之与水中有机物迅速反应, 在较短的时间内降解染料分子并提高氧化剂的利用效率的方法。而光电催化氧化技术根据催化剂的形态不同又分为均相催化臭氧化和非均相催化臭氧化。催化臭氧氧化设备 1、均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术前人多选用均相催化剂处理染料废水,虽然均相催化臭氧氧化可以达到令人满意的处理效果, 但因为催化剂是以离子的形态分布在水中,无法与反应体系分离, 处理完毕后催化剂便同染料废水一起排放, 不仅造成催化剂的流失浪费, 同时也造成了水体的金属离子的二次污染。为了解决这一问题, 研究人员把具有催化作用的活性组分通过某些方法固定到一些载体上, 把负载了活性组分的固体催化剂投入到废水中在臭氧存在的条件下与废水反应, 进行非均相催化臭氧氧化反应。 2、非均相催化臭氧氧化设备处理染料废水技术在非均相催化中, 催化剂是以固态存在, 主要有贵金属系、铜系和稀土系三大类。而贵金属因为价格昂贵其应用受到限制, 目前研究最多的是廉价金属及金属氧化物。非均相催化剂根据其制备工艺分为非负载型和负载型, 目前研究的重点在负载型非均相催化剂。负载型非均相催化剂由载体、活性组分和助剂三部分组成。常用的载体有Al2O3、沸石、活性炭纤维、分子筛等, 活性组分多为过渡金属。

高级氧化技术

1.高级氧化技术的定义：利用强氧化性的自由基来降解有机污染物的技术，泛指反应过程有大量羟基自由基参与的化学氧化技术。其基础在于运用催化剂、辐射，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基(一般为羟基自由基，·OH)，再通过自由基与污染物之间的加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿质化。·OH反应是高级氧化反应的根本特点 2.高级氧化方法及其作用机理是通过不同途径产生·OH自由基的过程。·OH自由基一旦形成，会诱发一系列的自由基链反应，攻击水体中的各种有机污染物，直至降解为二氧化碳、水和其它矿物盐。可以说高级氧化技术是以产生·OH自由基为标志 3.高级氧化技术有什么特点？ 1）反应过程中产生大量氢氧自由基·OH 2）反应速度快 3）适用围广，·OH几乎可将所有有机物氧化直至矿化,不会产生二次污染 4）可诱发链反应 5）可作为生物处理过程的预处理手段,使难以通过生物降解的有机物可生化性提高,从而有利于生物法的进一步降解; 6）操作简单,易于控制和管理 4.·OH自由基的优点 1）选择性小，反应速度快；2）氧化能力强；3）处理效率高；5）氧化彻底

5.高级氧化技术分为哪几类？ 1)化学氧化法：臭氧氧化/Fenton氧化/高铁氧化2）电化学氧化法3）湿式氧化法：湿式空气氧化法/湿式空气催化氧化法 4）超临界水氧化法 5）光催化氧化法6）超声波氧化法 7）过硫酸盐氧化法 6.自由基与污染物反应的四种主要方式:氢抽提反应、加成反应、电子转移、（氧化分解）。自由基反应的三个阶段：链的引发、链的传递、链的终止自由基反应具有无选择性，反应迅速的特点。 7. 产生羟基自由基的途径：Fe2+/H2O2、 UV/H2O2、 H2O2/O3、 UV/O3、UV/H2O2/O3、光催化氧化（TiO2光催化氧化反应机理:产生空穴和电子对），对有机物降解速率由快到慢依次为UV-Fenton、 Fenton、 O3/US、O3、O3/UV、UV/H2O2、UV。 8. Fenton试剂：亚铁离子（Fe2+）和过氧化氢（H2O2）的组合。 Fenton反应： Fenton反应是以亚铁离子作为催化剂来催化过氧化氢(H2O2)，使其产生羟基自由基（·OH），进行有机物的氧化，羟基自由基具有強的氧化能力，可与大部分的芳香族有机物进行反应，同时亚铁离子氧化成铁离子(Fe3+)，（铁离子有混凝作用也可去除部分有机物）铁离子又会与双氧水反应，并还原成亚铁离子(Fe2+). 反应机理：H2O2与Fe2+反应分解生成羟基自由基(·OH)和氢氧根离子(OH-)，并引发连锁反应从而产生更多的其它自由基，然后利用这些自由基进攻有机质分子，从而破坏有机质分子并使其矿化直至转化

臭氧催化氧化

化学与环境工程学院水处理高级氧化处理学号：122209201133 专业：环境工程姓名：任课老师： 2015年6月

臭氧催化氧化技术摘要：近几年臭氧高级氧化技术已在我国各个行业污水处理方面迅速发展，自从“两会” 结束以后，我国更注重环境友好型社会建设，臭氧氧化技术在印染废水、煤化工废水、反渗透浓缩垃圾渗滤液、废乳化液等方面有了深一步进展，取得了很大的进步。关键词：臭氧氧化技术、工业废水、臭氧利用率 1.臭氧氧化机理 1.1 臭氧性质臭氧是一种氧化性极强的不稳定气体，须现场制备使用。臭氧是氧气的同素异形体，含有3 个氧原子，呈sp2 杂化轨道，成离域π键，形状为V 形，极性分子。臭氧在常温常压下为淡蓝色气体，水中的溶解度为9.2mlO3/L，高于氧气（42.87mg/L），水中溶解浓度高于20mg/L 时呈紫蓝色。臭氧有很强的氧化性，氧化还原电位为 2.07V，单质中仅低于F2(3.06V)。 1.2 臭氧的氧化机理臭氧能够氧化大多数有机物，特别是氧化难以降解的物质，效果良好。臭氧在与水中有机物发生反应过程中，通常伴随着直接反应和间接反应两种途径，不同反应途径的氧化产物不同，且受控的反应动力学类型也不同。（1）直接氧化反应臭氧直接反应是对有机物的直接氧化，反应速率较慢，反应具有选择性，反应速率常数在1.0~103M-1S-1范围内。由于臭氧分子的偶极性、亲电、亲核性，臭氧直接氧化机理包括Criegree 机理、亲电反应、亲核反应三种。（2）间接氧化反应臭氧间接反应是有自由基参与的氧化反应，过程中产生了?OH，氧化还原电位高达2.80V，自由基作为二次氧化剂使得有机物迅速氧化，属于非选择性瞬时反应，反应速率常数为108~1010M-1S-1，氧化效率大大高于直接反应。此外?OH 与有机物发生的反应主要有三种：脱氢反应（Hydrogen abstraction），亲电加成( Electrophilic addition)，转移电子(Electron transfer reaction)。 2 臭氧氧化法的影响因素 ⑴臭氧浓度由于臭氧在水中的溶解度比较小，提高臭氧的浓度能够提高改变臭氧在水中中的溶解平衡，使水中臭氧的浓度上升，进而提高臭氧氧化的效果。 ⑵体系的pH 反应体系的pH对臭氧氧化降解的影响非常大。体系的pH会直接影响以羟基自由基为主的各类自由基的产生。 ⑶体系的温度体系温度对反应速率有明显的影响，温度升高有助于提高臭氧分子在水溶液中自分解产生自由基的浓度，同时温度提高有助于水溶液的污染物分子与臭氧分子或是自由基的平均分子动能，有利于污染物分子与臭氧分子或是自由基的碰撞，从而提高氧化降解的速率。 3 以臭氧为主体的组合工艺

臭氧催化氧化计算书之欧阳歌谷创作

一、进水条件欧阳歌谷（2021.02.01）当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12，最佳的酸碱运行条件为pH=6-9，pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产生影响，建议温度范围为10-30℃，最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响，建议氯化物的浓度在5000mg/L以下，氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因素。

二、相关简图 1.1催化氧化填料催化剂主要特点如下： (1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为载体，制备的催化剂具有很大的比表面积和合适的孔结构； (2)在活性炭载体表面选择性的负载Fe、Mn等过渡金属活性组分及K、Na等碱金属催化助剂，原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物； (3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分在载体表面分散性良好。催化剂填料图片如下：臭氧催化氧化填料规格参数如下：

1.2进水方式臭氧催化高级氧化进水工艺流程上游出水进入臭氧催化高级氧化池，首先进入臭氧催化高级氧化池第一段，从原水取一定比例的水进行循环，在离心泵管道上设置射流溶气装置，通过溶气装置投加臭氧，达到提高臭氧气体的溶解效率，并有效减少臭氧投加量。溶解臭氧的污水，通过池底设置的二次混合设备，将含臭氧污水与原污水充分混合。含臭氧的污水，混合后的污水流经固定填充的固相催化剂表面，催化剂表面具有不平衡电位差，在催化剂的作用下，激发产生羟基自由基，羟基自有基的氧化还原电位为E0=2.8ev，在如此高的氧化电位的作用下大部分难降解的有机物发生断链反应形成短链的有机物或直接被氧化至CO2和H2O。第二段、第三段取水位置分别是第一段出水和第二段出水，同样采用高效臭氧溶气装置投加臭氧，原理与第一段相同。通过三段投加，污水中难降解有机物被充分降解，使污水达到设计标准。接触池内未溶解的臭氧需重新还原变为氧气，避免对大气环境造成污染。在臭氧接触池池顶上设置有臭氧尾气分解处理设施，设计采用热触媒式臭氧尾气处理装置进行处理，将空气中残留臭氧还原为氧气，使尾气处理装置出口处臭氧浓度低于0.1ppm。相关工程案例平面简图如下：内部构造简图如下：三、主要构筑物计算

臭氧高级氧化工程实例

化工行业废水臭氧生化处理技术及工程实例臭氧具有强氧化性，而且可以分解产生更强氧化性的-OH，臭氧清洁、无二次污染目前在工业废水处理领域的应用越来越广泛。下面介绍一下臭氧实际应用中的一些问题。首先说一下第二版工业排水中，曾提到按COD浓度的4倍来参考，这个量没法选，投加量太惊人了。所以这个参考一定不要相信，你可以自己算一下投加量吓死人。（一）臭氧在污水中的相关应用案例案例一：医药废水前段处理：用臭氧处理医药废水，用在前端做预处理的，为了提高生化性，打开长链的大分子，现已安装完毕。案例二：印染废水成本高市政污水规模大，需要使用臭氧发生器规格就大，估计一般设备生产家做不了;再个运行成本市政污水处理单位也接受不了。有一个印染废水处理项目在生化前和二沉池出水都采用了臭氧处理，处理规模8000吨/天，1吨水要4-5元成本。案例三：焦化废水的深度处理用过臭氧+BAF做焦化废水的深度处理，投加方式是采用臭氧发生器直接曝气与废水接触，密闭池体停留时间2小时，COD直接去除率不高，改性效果还可以。当时项目处理量较大，如果不受投资影响，停留时间再加大一些，估计效果还能有所提高。案例四：煤化工项目污水处理根据我做过的几个煤化工项目污水处理工程的工艺，臭氧多用在二次生化后，BAF前，主要为提高废水的生化性，部分氧化降低COD。1、主要采用微孔曝气盘曝气，按照青岛国林的说法，水体接触高度不小于4米。2、具体氧化性略低，COD降低效率约在25%左右，主要作用为提高B/C比，据做过的项目的化验结果，B/C比值约在0.45到0.53之间。3、应用案例很多，注意事项就是管道及相关设备的介质材质选用，臭氧用循环水的水量及温度。臭氧的泄露(最好用封闭池体加尾气破坏器)，空气气源的预处理的问题案例六：臭氧高级氧化的实验室试验看大家都在讨论，说说我们去年做了一年的臭氧高级氧化的实验室试验： 1、水深要达到一定高度，才能提高臭氧利用率，看过有的项目用臭氧对饮用水进行消毒，反应器做到了5米，直径才50cm;而且我们实验室试验发现，40cm和80cm的高度对比，反应结果和臭氧投加量简直是质的差别。

水处理催化臭氧技术常用的3种催化剂总结

水处理催化臭氧技术常用的3种催化剂总结臭氧催化氧化技术是基于臭氧的高级氧化技术，它将臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性结合起来，能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。臭氧催化氧化技术按催化剂的相态分为均相臭氧催化氧化技术和多相臭氧催化氧化技术，在均相臭氧催化氧化技术技术中，催化剂分布均匀且催化活性高，作用机理清楚，易于研究和把握。但是它的缺点也很明显，催化剂混溶于水，导致其易流失、不易回收并产生二次污染，运行费用较高，增加了水处理成本。多相臭氧催化氧化技术法利用固体催化剂在常压下加速液相（或气相）的氧化反应，催化剂以固态存在，易于与水分离，二次污染少，简化了处理流程，因而越来越引起人们的广泛重视。对于臭氧催化氧化技术技术，固体催化剂的选择是该技术是否具有高效氧化效能的关键。研究发现，多相催化剂主要有三种作用：一是吸附有机物，对那些吸附容量比较大的催化剂，当水与催化剂接触时，水中的有机物首先被吸附在这些催化剂表面，形成有亲和性的表面螯合物，使臭氧氧化更高效。二是催化活化臭氧分子，这类催化剂具有高效催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在这类催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率。三是吸附和活化协同作用，这类催化剂既能高效吸附水中有机污染物，同时又能催化活化臭氧分子，产生高氧化性的自由基，在这类催化剂表面，有机污染物的吸附和氧化剂的活化协同作用，可以取得更好的催化臭氧氧化效果的。在多相臭氧催化氧化技术技术中涉及的催化剂主要是金属氧化物（Al2O3、TiO2、MnO2等）、负载于载体上的金属或金属氧化物（CuTiO2、CuAl2O3、TiO2AlO3等）以及具有较大比表面积的孔材料。这些催化剂的催化活性主要表现对臭氧的催化分解和促进羟基自由基的产生。臭氧催化氧化过程的效率主要取决于催化剂及其表面性质、溶液的pH值，这些因素能影响催化剂表面活性位的性质和溶液中臭氧分解反应。

臭氧—过氧化氢高级氧化法处理染色废水

臭氧—过氧化氢高级氧化法处理染色废水【摘要】目前印染废水处理技术中，混凝法、吸附法、膜分离法、光催化氧化法都存在各自的缺点，运行难度较大。本文采用臭氧-过氧化氢-羟基氧化铁高级氧化法使染色废水脱色，取得了较好的结果。【关键词】臭氧；过氧化氢；羟基氧化铁；脱色 0 前言目前的印染废水处理技术中，混凝法只适于除去疏水性物质，而且产生的大量的化学污泥难以处理；吸附法与膜分离法因分别用到了活性炭和生物膜，因而投资造价高，且存在着再生性差的缺点；光催化氧化虽处理效率高，但技术尚未成熟，仍未能大规模应用。因而，开发一种经济、高效的处理技术才能从根本上解决印染废水的处理问题。臭氧氧化作为一种高级氧化技术，已被广泛应用于饮用水处理[1]。臭氧氧化法的应用十分广泛，它在杀菌、消毒、脱色、除臭、氧化难降解有机物与改善絮凝效果方面有明显的优势。由于臭氧不残留或产生二次污染物，所以在食品、制药、供水等行业得到广泛应用[2]。 1 反应机理废水中的染料发色是由于存在着发色基团，如偶氮基—N=N—，羧基>C=O ，乙烯基>C=C<，硝酸基—NO=C ，氧化偶氮基—N=NO—等，这些基团中均含不饱和键，O3通过产生的活泼的羟基自由基与有机物反应，将不饱和键断开，使染料氧化成分子质量较小的有机酸、醛类，从而失去发色能力，达到脱色和降解有机物的目的。 1.1 臭氧与过氧化氢反应机理链的终止反应为： 1.2 过氧化氢与羟基氧化铁反应机理 Joonseon Jeong等人通过实验，提出了过氧化氢与羟基氧化铁反应使染料脱色的机理[4]： 2 实验流程 2.1 实验条件及结果采用活性艳红染料（K-2BP）配制成溶液（0.1g/L）模拟污水，分别用聚合

高级氧化技术_催化臭氧化研究进展

高级氧化技术——催化臭氧化研究进展曾玉凤１，刘宏伟２，汪鹏华２，刘自力３，４（１．广西大学化学化工学院，高级工程师，广西南宁５３０００４）（２．广西大学化学化工学院研究生，广西南宁５３０００４）（３．广西大学化学化工学院教授，广西南宁５３０００４）（４．广州大学化学化工学院教授，广东广州５１０００６）【摘要】作为高级氧化技术之中的一个分支，催化臭氧化处理废水技术逐渐成为研究的热门领域．提高催化臭氧化效率的关键之处在于产生大量、持久的活性基团如?ＯＨ自由基，但其本质上涉及的是催化剂的选取问题．本文简要介绍了近年来均相催化剂和多相催化剂在催化臭氧化处理废水技术中的应用和研究进展．【关键词】催化臭氧化；均相催化剂；多相催化剂；高级氧化技术；臭氧；废水处理【中图分类号】Ｘ３【文献标识码】Ａ【文章编号】１００４－４６７１（２００６）０５－００６６－０４ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＡｄｖａｎｃｅｄＯｘｉｄａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ—— —ＣａｔａｌｙｔｉｃＯｚｏｎａｔｉｏｎＺｅｎｇＹｕ－ｆｅｎｇ１，ＬｉｕＨｏｎｇ－ｗｅｉ１，ＷａｎｇＰｅｎｇ－ｈｕａ１，ＬｉｕＺｉ－ｌｉ１，２（１．ＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ５３０００４）（２．ＭＡＳｔｕｄｅｎｔ，ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ５３０００４）（３．Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ５３０００４）（４．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕａｎｇＺｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１０００６）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｂｒａｎｃｈｏｆａｄｖａｎｃｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ（ＡＯＰ），ｃａｔａｌｙｔｉｃｏｚｏｎａｔｉｏｎｆｏｒｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｇｒａｄｕａｌｌｙｂｅｃｏｍｉｎｇａｎａｔｔｒａｃｔｉｖｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｏｆｅｎｈａｎｃｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｃａｔａｌｙｔｉｃｏｚｏｎａｔｉｏｎｗａｓｈｏｗｔｏｐｒｏｄｕｃｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅａｎｄｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｓｏｆａｃｔｉｖｅｇｒｏｕｐｓｓｕｃｈａｓ?ＯＨｒａｄｉｃａｌ．Ｂｕｔｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ，ｉｔｗａｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｈｏｏｓｉｎｇｃａｔａｌｙｓｔ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｂｒｉｅｆｌｙｒｅｖｉｅｗｓａｂｏｕｔｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｔａｎｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｄｉｓｐｏｓａｌｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｉｔｈｃａｔａｌｙｔｉｃｏ－ｚｏｎａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｔｉｃｏｚｏｎａｔｉｏｎ；ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｔ；ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｔ；ＡＯＰ；ｏｚｏｎｅ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ第２７卷第５期玉林师范学院学报（自然科学）Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．５２００６年ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＹＵＬＩＮＴＥＡＣＨＥＲＳＣＯＬＬＥＧＥ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）化学研究

臭氧催化氧化计算书电子教案

臭氧催化氧化计算书

(3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分在载体表面分散性良好。催化剂填料图片如下：臭氧催化氧化填料规格参数如下：

催化臭氧氧化装置的氧化反应及处理效果

催化臭氧氧化装置的氧化反应及处理效果印染工厂主要生产废水污染物的排放，其主要污染物为浆剂、添加剂、油、酸和碱、纤维杂质、砂材料，无机盐等等特点，同时也是污染物浓度高，成分复杂，水质发生变化，颜色程度高、毒性大的特点，难以生物降解的物质，电渗析技术属于处理的工业废水，直接排放将对环境造成严重的污染。污水处理后回车间设备清洁、绿化、地面冲洗废水等，质量和排放标准。通过分析和对比的特点，废水及处理的效果。工艺说明及主要构筑物 (1)格栅。1座，砖混结构，尺寸3·2 m×1 m× 1·5 m，采用人工清除式格栅，栅条间距采用1 cm，一天清理2次，以保证排水畅通。废水先经格栅去除大块杂物后，自流入隔油池。 (2)调节池。钢混结构，尺寸8 m×6 m×2.5 m， 1座，HRT 2.3 h。废水在调节池内一方面利用气浮作用将油脂进一步除去，另一方面将废水充分混合，均匀水质水量。 (3)沉淀池。钢混结构，尺寸5 m×5 m×3 m， 2座，HRT 3 h。加酸调pH到4左右，使废水中的油墨等大分子物质断链而释出，因废水中的释出物释出后能很快沉淀下来。因此，反应完全后进入沉淀池进行沉淀，沉淀池上清液进入中间池。 (4)催化氧化池。内设组合式催化氧化装置2 台，尺寸6 m×4 m×3 m，处理能力为25 m3/h，其关键装置是一个管式催化氧化单元。管径采用200 (根据情况小大由之)的不锈钢管或PVC管，管内壁涂有光催化功能的TiO2涂层，这种装置单位体积表面积大，1 m3液体管内表面积达20 m2。管内沿管径轴向安装紫外灯管，废水进入管中通过管道推流混合，不用搅拌装置。废水在管内流动与管内壁的 TiO2涂层接触，在其表面发生光催化氧化反应，同时双氧水在紫外光作用下也产生各种氧化反应，最终达到去除污染物的目的。催化氧化设备适用范围广，可以提高废水生物性，操作简单，清洗方便，不会发生污染和有机化合物粘连现象。催化表面积大，效率高，紫外线完全可以使用，大大降低了能源消耗单位处理。

臭氧催化氧化计算模板

一、进水条件令狐采学当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条件。 1.1pH 催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=3～12，最佳的酸碱运行条件为pH=6-9，pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化的使用效果。 1.2温度进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产生影响，建议温度范围为10-30℃，最佳运行温度为25℃。 1.3氯化物氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响，建议氯化物的浓度在5000mg/L以下，氯化物最佳浓度为500mg/L以下。 1.4臭氧投加方式臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因素。