万博在线登录注册 万博在线登录注册中的催化氧化

2021-09-30  來自: 万博在线登录注册 瀏覽次數:80

目前, 污水 深度處理 工藝 工程可行技術并不多:活性炭吸附、其它化學吸附劑、 芬頓 法屬 氧化 、膜法和曝氣生物濾池等工藝,雖然各有各的優點,但也有一1定的局限性,相比來說,催化 臭氧 氧化是綠色工藝。

1、為什么說,污水深度處理工藝工程可行技術并不多?

簡述幾個工藝。活性炭吸附: 水處理 效果是好的,除費用高外,主要是需要再生廢炭量達萬分之十左右,活性炭再生工藝是個問題;其它化學吸附劑:脫附需要酸堿,脫附液達3 – 5%,同樣是難題。芬頓法屬氧化,有機物去除效果尚好,但硫酸亞鐵加量上千ppm,還有雙氧水和液堿等,僅去除了一百ppm左右的 COD ,產泥量和產鹽量越來越是問題。膜法和曝氣生物濾池都有其局限性。

2、為什么說,催化臭氧氧化是綠色工藝?

從原理上,催化臭氧工藝與芬頓工藝氧化有機物的方法是相同的,都是依靠•OH。但產生•OH的途徑不同。芬頓工藝是在酸性條件下依靠Fe2+催化H2O2,屬同相催化。不僅要加化學 藥劑 ,中和后產生大量的鐵泥和硫酸根。而催化臭氧依靠的是“過渡金屬化合物”,催化劑是固相,異相催化,真正意義的催化劑,且在pH中性條件下催化,不產泥、不產鹽。

3、應用于深度處理,為什么臭氧一1定要催化?

臭氧雖然是種強氧化劑,能氧化很多種有機物。但要搞清楚一個概念:能氧化,并不等于能徹1底氧化。將大分子有機物氧化成小分子醇、醛、有機酸等,有機物并沒有去除,甚至TOC值沒有變化。何況,臭氧并不能直接氧化生化出水中很多種有機物。大量實驗表明,臭氧的直接氧化對大部分 万博在线登录注册 的生化出水,COD去除率僅10 – 20%。而催化后,臭氧分解產生•OH,不僅氧化能力更強,氧化有機物的種類也更多。

4、為什么說,催化臭氧在深度處理中應用是種新工藝?

曾有工程界人士認為,在水處理中臭氧的應用有大量的工程實踐,即指臭氧在給水中的消毒與在工業万博在线登录注册中的 脫色 。但臭氧在深度處理中應用,與前兩者完全不同。消毒,僅需破壞細胞的生理功能,不需要改變有機物分子形態;脫色,也僅需要改變分子結構中顯色基團;而深度處理要求將有機物徹1底氧化。在投加量上,消毒僅需2 – 3 ppm;而在深度處理中需投加上百個ppm;更需要使用催化劑。

5、鐵基催化劑有什么特點?有幾種?

“過渡金屬的化合物是臭氧催化劑”。鐵,是過渡金屬,它的化合物也是催化劑。據報道:Fe3O4、Fe2O3都有催化功能。我們開發的催化劑主要涉及FeOOH,FeOOH有各種晶型,α-、γ-、β-、ε-等等,已取得發明授權的催化劑種類有四種:

(1) 鐵礦與木屑還原焙燒形成顆粒,再經表面改性;

(2)由芬頓鐵泥制備的FeOOH;

(3)由紅土鎳礦分離制備的FeOOH;

(4)鐵屑表面改性。

關于純物質的催化能力,有種學術觀點認為:固相中有OH的過渡金屬化合物,易于催化形成•OH。但各種催化成份的催化能力,在工程實踐的意義并不大,主要是催化劑總量。

大部分通過浸漬、燒結制備的催化劑,催化成份的量僅有幾十個微米厚。我們的催化劑與之不同,第(2)、(3)種里外都是有效的催化成份。第(1)、(4)種在氧化環境中催化劑表面保持并可重新形成有效的催化成份,所以有持1久的催化能力。

6、臭氧在深度處理中的應用,工藝難點在哪里?

臭氧比空氣重,溶解度是氧氣的13倍;關鍵臭氧不是穩定的氣體,常溫下凈水中的半衰期只有20分鐘,且溫度和雜質對臭氧半衰期影響很大,在工業万博在线登录注册中一般只有數分鐘。深度處理工藝中關鍵,是在臭氧無效分解之前,經催化臭氧有效分解產生•OH。因此,反應器 單位 體積催化劑表面積(與催化劑比表面積概念有所不同)是十分重要的參數。簡單地說:催化劑的量要多;三相傳質條件要好。

7、鐵屑基催化劑有什么特點?有什么工藝優越?

鐵屑經表面經改性形成FeOOH,一方面是催化成份,有效地催化臭氧;另一方面又是純化成份,保護鐵屑內的零價鐵。因此,改性鐵屑在催化臭氧反應器中成為化工意義的填料,且比表面積比商品填料拉西環、鮑爾環高出七-八倍。鐵屑基催化劑成品做成規整化填料,或稱單元化填料,如“蜂窩或沙琪瑪”形狀,大大提高了工程上的催化效果。

(1)規整化填料,避免了運輸和使用過程中填料表面相互摩擦,從而保護表面改性所形成的有效催化成份FeOOH;

(2)沙琪瑪狀單元化填料孔隙率雖大,孔隙孔徑卻很小。因為•OH在水中的壽命只有納秒級,即:•OH不可能通過水流擴散傳質,去氧化液相主體有機污染物;只能通過微觀傳質(如布朗運動),就近氧化液體中有機物。孔徑很小的規整化填料為此創造了條件。

順便指出:流化態的催化劑,若使用量較小,難以起到工程意義的催化效果。

在適宜的參數范圍內對鐵刨花進行壓縮,保證鐵屑基規整化填料具有較大的比表面積、較大的孔隙率、較小的孔徑范圍、較大的孔隙連通率,是制作規整化填料的關鍵。

8、催化臭氧工藝對臭氧發生器有什么要求?

在臭氧消毒中,臭氧濃度很低,因此對臭氧發生器沒有什么要求。在深度處理中,臭氧投加量大;且氧化反應困難,從反應動力學角度,希望臭氧濃度高;因此,供氣濃度高的臭氧發生器是選擇的方向。隨便說一句,即使臭氧濃度很高的供氣,氣體中絕大部分仍然是氧氣。

臭氧發生器,有的使用純氧源,有的使用空氣源。 除臭 氧供氣濃度外,空氣源將會給深度處理中總氮的去除帶來負面影響,不建議采用。這是我們的研究成果。


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