Na wielkiej scenie oczyszczania ścieków, katalityczne utleniacze ozonu są "gwiazdą".i w jakim kierunku będzie się rozwijać w przyszłości.
1, Klasyfikacja katalitycznych utleniaczy ozonu
W prostych słowach katalityczne utleniacze ozonu można podzielić na dwie kategorie: katalizatory jednorodne i katalizatory heterogeniczne.
Najpierw porozmawiamy o katalizatorach jednorodnych, które wykorzystują działanie katalityczne jonów metalowych w roztworze, takich jak jony manganu, jony żelaza, jony kobaltu itp.Jony te mogą przyspieszyć rozkład ozonu i wytwarzać rodniki hydroksylowe o silnych właściwościach utleniającychAle ma on duży problem, który jest trudnością w odzyskiwaniu jonów metalowych, co ogranicza jego szeroko zakrojone promowanie i stosowanie.
Heterogenne katalizatory składają się głównie z metali stałych, tlenków metali lub metali lub tlenków metali podtrzymanych na nośniku.dwutlenek manganu, itp. Materiały typu ładowania, takie jak miedź i tytan, są ładowane na nośniki, takie jak tlenek glinu i dwutlenek tytanu.z mniejszym zanieczyszczeniem wtórnym i prostym procesem obróbki, więc są obecnie szeroko stosowane w inżynierii.
2, Składniki oksydacji katalitycznych ozonu
W katalizatorach heterogennych powszechnie stosowane nośniki obejmują węgiel aktywny, tlenek glinu, dwutlenek tytanu itp.Węgiel aktywny ma nie tylko silną zdolność adsorpcji, ale posiada również pewną zdolność katalityczną; tlenek aluminium ma dobrą stabilność i wysoką wytrzymałość mechaniczną;Dwutlenek tytanu wykazał dobrą wydajność zarówno w procesie fotokatalystycznym, jak i katalytycznym utlenianiu ozonuSkładniki aktywne są zazwyczaj metalami przejściowymi i ich tlenkami, takimi jak miedź, mangan, kobalt, żelazo itp.Metali te i ich tlenki mogą skutecznie katalizować rozkład ozonu i poprawić wydajność utleniania.
3Zasada reakcji katalitycznego utleniania ozonu
Ozon ma silne właściwości utleniające, z potencjałem redoksowym wynoszącym 2,07 eV. Jego proces utleniania dzieli się na utlenianie bezpośrednie i pośrednie.Bezpośrednie utlenianie odnosi się do reakcji między cząsteczkami ozonu a zanieczyszczeniami bezpośrednioOksydacja pośrednia to rozkład ozonu w celu wytworzenia rodników hydroksylowych, które następnie reagują z zanieczyszczeniami.
W systemie oksydacji katalitycznej ozonu dodanie katalizatora znacznie zwiększa ten proces.Pierwszym krokiem jest rozpuszczanie się ozonu w fazie ciekłej., jest adsorbowany i aktywowany przez katalizator i generuje rodniki hydroksylowe; drugi krok polega na tym, że katalizator adsorbuje zanieczyszczenia organiczne na powierzchnię, tworząc chelaty powierzchniowe;Trzecim etapem jest reakcja utleniania między rodnikami hydroksylowymi a chelatami powierzchniowymi, który niszczy zanieczyszczenia organiczne.
Na przykład podczas oczyszczania ścieków zawierających związki organiczne, ozon generuje dużą liczbę rodników hydroksylowych pod działaniem katalizatorów.atakując cząsteczki organiczne i utleniając i rozkładając duże związki organiczne na małe cząsteczki, nawet bezpośrednio utleniając je na dwutlenek węgla i wodę.
4, Skuteczność stosowania katalitycznych utleniaczy ozonowych
1- poprawa biodegradowalności ścieków: w przypadku związków organicznych trudnych do degradacji, katalityczne utleniacze ozonu mogą rozbić niektóre z ich cząsteczek cyklicznych lub długokierunkowych na małe cząsteczki,Ułatwienie dalszego leczenia biochemicznegoNa przykład w procesie oczyszczania ścieków druku i farbowania,składniki cząsteczek barwnika, które początkowo były trudne do rozkładu, łatwo ulegają rozkładowi przez mikroorganizmy po katalitycznej utlenianiu ozonu, znacznie poprawiając ich biodegradowalność.
2Zmniejsza stężenie zanieczyszczeń: może bezpośrednio utlenić łatwo ulegające degradacji materię organiczną w dwutlenek węgla i wodę,skuteczne zmniejszenie wskaźników takich jak zapotrzebowanie chemiczne na tlen (COD) i całkowity węgiel organiczny (TOC) w wodach ściekowychDane pokazują, że podczas oczyszczania niektórych ścieków przemysłowych stosowanie katalitycznych utleniaczy ozonowych może osiągnąć wskaźniki usuwania COD przekraczające 60%.
3. odbarwianie i dezodoryzacja: jest również skuteczny w przypadku ścieków o kolorze i zapachu.znacząco poprawiły się jej kolor i zapach.
5, Przyszły kierunek rozwoju katalitycznych utleniaczy ozonowych
1. Rozwój katalizatorów o wysokiej wydajności: w przyszłości będą podejmowane wysiłki na rzecz poprawy aktywności, stabilności i selektywności katalizatorów.wykorzystując nanotechnologię do przygotowania katalizatorów w nanoskali, zwiększając powierzchnię właściwą i poprawiając aktywność katalityczną lub opracowując katalizatory złożone łączące wiele składników czynnych w celu osiągnięcia efektów synergistycznych.
2Rozszerzenie obszarów zastosowań: Oprócz oczyszczania ścieków, będzie również więcej eksploracji w takich obszarach, jak oczyszczanie wody pitnej i oczyszczanie powietrza.usunięcie śladów zanieczyszczeń organicznych z wody pitnej i oczyszczanie powietrza zanieczyszczonego ozonem.
3. w połączeniu z innymi technologiami: w połączeniu z technologią leczenia biologicznego, technologią separacji błony itp., w celu dalszego poprawy wydajności leczenia i obniżenia kosztów.połączenie katalitycznego utleniania ozonu i biologicznego gazowanego filtra (BAF) może najpierw wykorzystać katalityczne utlenianie ozonu do rozkładu nieprzystosowanej materii organicznej, a następnie stosować BAF do oczyszczania biologicznego, co może osiągnąć lepszy efekt oczyszczania wody.
