什么是催化臭氧氧化技術(shù)?

臭氧是氧的同素異形體，臭氧具有極強的氧化性，在降解有機物的方面有良好的效果。當(dāng)其溶解在水中時，可以直接氧化有機物，但單獨的臭氧氧化過程，臭氧在水中的溶解度較低，利用率不高.

臭氧催化氧化技術(shù)是一種高級氧化技術(shù)，是近年發(fā)展起來的一種新型水處理技術(shù)，可以在常溫、常壓下將那些難以用臭氧直接氧化或降解的有機物進行氧化降解乃至礦化。在催化劑的作用下，能夠加大水中臭氧溶解量，加強臭氧的氧化能力，提高氧化效率。

催化臭氧氧化技術(shù)基本原理

在科力邇科技開發(fā)的高效非均相催化劑作用下，臭氧高效轉(zhuǎn)化生成具有強氧化性的、活性極強的自由基(如羥基自由基)（·OH），協(xié)同臭氧分子，與有機物之間通過加成、取代、電子轉(zhuǎn)移及斷鍵等作用，把水中難降解的大分子有機物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，甚至徹底氧化成CO2、H2O和其他無機物。

羥基自由基（·OH）氧化還原電位2.8V，氧化性能極高，它通過電子轉(zhuǎn)移-親電加成-脫氫反應(yīng)等途徑無選擇地直接與各種有機污染物作用而使其最終降解為CO2、H2O和其他無害物質(zhì)，是一種高效降解廢水中有機污染的方法。

催化臭氧氧化技術(shù)分類

按照采用的催化劑的物相不同，可分為均相催化和非均相催化兩類催化臭氧氧化技術(shù)兩類。

均相催化臭氧化一般選用過渡金屬作為催化劑，如Cr3+、 Fe2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+、Mn2+、Agt、Co2+、Zn2+等，其催化劑是溶于廢水中，與反應(yīng)物形成均一相，催化劑容易流失，造成二次污染。

非均相催化臭氧化所用的催化劑主要是金屬氧化物和負(fù)載在載體上的金屬或金屬氧化物，如MnO2、TiO2、Al2O3、Cu/Al2O3、Cu/TiO2、Ru/CeO2、V-O/Ti02、V-0/硅膠、TiO2/Al2O3、Fe2O3/Al2Os等，這些物質(zhì)是固體，不溶于水，避免了均相催化過程中催化劑隨水排走的問題，具有制備工藝簡單、易于回收處理、水處理成本較低、活性高等優(yōu)點，催化劑的活性主要表現(xiàn)在對臭氧的催化分解和·OH的產(chǎn)生。

催化臭氧氧化技術(shù)基本工藝流程

催化臭氧氧化單元的基本工藝流程如下圖所示，臭氧催化氧化單元主要裝置為氣源預(yù)處理系統(tǒng)、臭氧發(fā)生器、臭氧催化氧化池（塔）、清水池、臭氧尾氣破壞器，其中空氣氣源預(yù)處理系統(tǒng)包括空分系統(tǒng)和凈化系統(tǒng)，氧氣氣源預(yù)處理系統(tǒng)包括制氧系統(tǒng)和凈化系統(tǒng)。

臭氧催化氧化池分為填裝具有催化性的催化劑和填裝無催化性填料兩種。

非均相臭氧催化劑填料

催化劑的功能是加速反應(yīng)，屬化學(xué)學(xué)科概念；填料的功能是為傳質(zhì)和反應(yīng)提供場所，屬化工學(xué)科概念。在催化臭氧化過程中， ?OH產(chǎn)生于臭氧在催化劑表面的分解，因此填料性質(zhì)很重要；更為關(guān)鍵的是：?OH壽命只有納秒級，不可能行程很遠(yuǎn)去攻擊有機物分子，就是說：由催化劑界面構(gòu)成、水可流動的孔隙孔徑須很小，因此比一般化工填料要求更高；故在工藝中應(yīng)強調(diào)催化劑填料。

在均相催化臭氧氧化反應(yīng)中，催化劑一般以可溶性金屬鹽的形式加入，溶于水中的金屬離子對臭氧氧化過程起催化作用。在臭氧水處理體系中，加入一定量的Fe2+、Mn2+、Ni2+或Co2+的硫酸鹽后，廢水的TOC去除率得到了明顯的提高。但催化劑混溶于廢水中，極易造成二次污染，且難以分離，使水處理的成本增加，不利于規(guī)?；膹U水處理應(yīng)用。

非均相催化臭氧氧化技術(shù)：與均相催化臭氧氧化技術(shù)相比，主要區(qū)別在于固態(tài)催化劑向臭氧氧化有機物提供了反應(yīng)的活性中心，這里的固態(tài)催化劑一般負(fù)載在載體上。由于是固態(tài)催化劑，有利于催化劑的長久使用、回收和回用。

新型非均相催化劑特點

（1）載體制備采用復(fù)合多孔高強度硅鋁鈦，保證臭氧氧化催化劑的抗壓強度，可有效減少催化劑流失率，提高催化劑的穩(wěn)定性能。機械強度大，無損耗，無需定期投加。

（2）臭氧氧化催化劑比表面積大，處理廢水通量大，增加廢水與催化劑接觸時間，減少占地面積。

（3）可根據(jù)水質(zhì)水量的變化進行調(diào)節(jié)，適應(yīng)能力強，耐沖擊負(fù)荷能力強。

（4）能與其他技術(shù)（如BAF）相結(jié)合，進一步提高處理效果。

（5）多種催化劑組分，加強催化劑對不同廢水的適應(yīng)性的同時提高催化活性。

（6）可顯著提高臭氧與污染物的反應(yīng)速率與效率，降低臭氧投加量，有效降低處理成本。

應(yīng)用場景

非均相臭氧催化劑主要用在多種難降解廢水臭氧氧化工藝中作為固定床催化劑，能顯著提高臭氧氧化效率。相同臭氧投加量條件下，使廢水COD去除率提高60%以上，并提高廢水的可生化性，出水BOD/COD值從0.1提高至0.35以上。

臭氧催化劑應(yīng)用領(lǐng)域：產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成染料、有機顏料、涂料、高分子材料、催化劑和各種助劑等精細(xì)化工領(lǐng)域，以及鋼鐵及煤化工、石化能源、化纖、樹脂、食品釀造眾多行業(yè)。

臭氧催化劑與COD去除的關(guān)系

臭氧催化劑可以用在污水的處理上，是搭配臭氧使用的，臭氧工藝在污水處理中可以去除COD、色度等，但是臭氧具有不穩(wěn)定性、易分解，導(dǎo)致臭氧的利用率低，于是就用到了臭氧催化劑。那臭氧催化劑與COD的降低可以起多大作用呢？

催化劑是臭氧催化氧化技術(shù)的核心，目前市場上使用的臭氧催化劑大多都是金屬氧化物活性組分負(fù)載于多孔材料載體上，大多數(shù)對COD的去除效果不夠理想，污水反應(yīng)器低下的運行效果成為阻礙臭氧催化氧化工藝的最大障礙。我國現(xiàn)有大量污水處理廠面臨著提標(biāo)要求，迫切需要一種高效率、無污染的臭氧催化劑，以來提高臭氧催化氧化技術(shù)對污水COD的去除效果。

加入臭氧催化劑的效果：

1.增強利用率；

2.提高礦化能力(部分轉(zhuǎn)化為氫氧自由基，持續(xù)、鏈狀反應(yīng))；

3.降低活化能；

4.去除COD；

5.提高生化性。

科力邇科技非均相臭氧催化氧化催化劑

科力邇科技非均相臭氧催化氧化催化劑為公司專有技術(shù)，集多種活性金屬氧化物(含貴金屬)，高孔隙率微孔成型技術(shù)、親水改性抗污染、防堵塞等技術(shù)為一體。

技術(shù)優(yōu)勢：

(1) 采用多種過渡金屬氧化物及貴金屬為催化組分，對不同廢水具有極佳的適應(yīng)性和高催化活性

(2) 采用催化劑加載和分段精準(zhǔn)溫控?zé)Y(jié)技術(shù)，在保證活性組和高強度的同時降低流失率，保證效果穩(wěn)定

(3) 以高活性組分材料為催化劑載體，特殊微孔成型技術(shù)達成高比表面積，負(fù)載催化劑效果好，催化反應(yīng)速率快、效率高.

(4) 催化臭氧高效轉(zhuǎn)化生產(chǎn)OH，氧化效率比傳統(tǒng)臭氧催化氧化提高 2~5 倍

(5)采用原子沉積對催化劑進行改性技術(shù)，催化劑載體具有超親水性，催化劑不易污染、結(jié)垢和堵塞，可長周期運行。