Trên sân khấu lớn của xử lý nước thải, chất oxy hóa xúc tác ozone là một "người chơi ngôi sao". Hôm nay, hãy nói về loại thần thánh đó là gì, điểm mạnh của nó là gì,và hướng nào nó sẽ phát triển trong tương lai.
1, Phân loại các chất oxy hóa xúc tác ozone
Nói một cách đơn giản, các chất oxy hóa xúc tác ozone có thể được chia thành hai loại: chất xúc tác đồng nhất và chất xúc tác không đồng nhất.
Hãy nói về chất xúc tác đồng nhất đầu tiên. chúng chủ yếu sử dụng hiệu ứng xúc tác của các ion kim loại trong dung dịch, chẳng hạn như ion mangan, ion sắt, ion cobalt, vvCác ion kim loại này có thể tăng tốc độ phân hủy ozone và tạo ra các gốc hydroxyl có tính chất oxy hóa mạnhNhưng nó có một vấn đề lớn, đó là khó khăn trong việc phục hồi ion kim loại, điều này hạn chế việc quảng bá và sử dụng quy mô lớn.
Các chất xúc tác đa dạng chủ yếu bao gồm kim loại rắn, oxit kim loại hoặc kim loại hoặc oxit kim loại được hỗ trợ trên một chất mang.mangan dioxideCác chất xúc tác không đồng nhất có thể dễ dàng tách khỏi nước,với ít ô nhiễm thứ cấp và quy trình xử lý đơn giản, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật ngày nay.
2Các thành phần của chất oxy hóa xúc tác ozone
Thành phần của các loại chất oxy hóa xúc tác ozone khác nhau cũng khác nhau. Trong các chất xúc tác không đồng nhất, các chất vận chuyển thường được sử dụng bao gồm carbon hoạt hóa, nhôm, titan dioxide, v.v.Than hoạt động không chỉ có khả năng hấp thụ mạnh, nhưng cũng có khả năng xúc tác nhất định; Oxit nhôm có độ ổn định tốt và độ bền cơ học cao;Titanium dioxide đã cho thấy hiệu suất tốt trong cả photocatalytic và ôxy hóa ô-zônCác thành phần hoạt chất thường là kim loại chuyển tiếp và các oxit của chúng, chẳng hạn như đồng, mangan, cobalt, sắt, v.v.Các kim loại này và các oxit của chúng có thể xúc tác hiệu quả sự phân hủy ozone và cải thiện hiệu quả oxy hóa.
3, Nguyên tắc phản ứng oxy hóa xúc tác ozone
Ô-zôn có tính oxy hóa mạnh, với tiềm năng redox là 2,07 eV. Quá trình oxy hóa của nó được chia thành oxy hóa trực tiếp và oxy hóa gián tiếp.Ôxy hóa trực tiếp đề cập đến phản ứng giữa các phân tử ozone và chất gây ô nhiễm trực tiếpÔxy hóa gián tiếp là sự phân hủy của ozone để tạo ra các gốc hydroxyl, sau đó phản ứng với các chất gây ô nhiễm.
Trong hệ thống oxy hóa xúc tác ozone, việc thêm chất xúc tác tăng cường quá trình này.Bước đầu tiên là ozone hòa tan thành pha lỏng, được hấp thụ và kích hoạt bởi chất xúc tác và tạo ra các gốc hydroxyl; Bước thứ hai là chất xúc tác hấp thụ các chất ô nhiễm hữu cơ lên bề mặt, tạo thành các chelate bề mặt;Bước thứ ba là phản ứng oxy hóa giữa các gốc hydroxyl và chelates bề mặt, làm suy yếu các chất ô nhiễm hữu cơ.
Ví dụ, khi xử lý nước thải có chứa các hợp chất hữu cơ, ozone tạo ra một số lượng lớn các gốc hydroxyl dưới tác động của chất xúc tác.tấn công các phân tử hữu cơ và oxy hóa và phân hủy các hợp chất hữu cơ lớn thành các phân tử nhỏ, thậm chí trực tiếp oxy hóa chúng thành carbon dioxide và nước.
4Hiệu quả của việc sử dụng các chất oxy hóa xúc tác ozone
1Cải thiện khả năng phân hủy sinh học của nước thải: Đối với các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, chất oxy hóa xúc tác ozone có thể phá vỡ một số phân tử chu kỳ hoặc chuỗi dài thành các phân tử nhỏ,làm cho điều trị sinh hóa sau đó thuận tiện hơnVí dụ, trong xử lý nước thải in và nhuộm,Các macromolecule thuốc nhuộm ban đầu khó phân hủy trở nên dễ dàng phân hủy bởi vi sinh vật sau khi oxy hóa xúc tác ozone, cải thiện đáng kể khả năng phân hủy sinh học của chúng.
2Giảm nồng độ ô nhiễm: Nó có thể trực tiếp oxy hóa chất hữu cơ dễ phân hủy thành carbon dioxide và nước,giảm hiệu quả các chỉ số như nhu cầu oxy hóa học (COD) và tổng carbon hữu cơ (TOC) trong nước thảiDữ liệu cho thấy khi xử lý một số nước thải công nghiệp, việc sử dụng chất oxy hóa xúc tác ozone có thể đạt được tỷ lệ loại bỏ COD trên 60%.
3. khử màu sắc và khử mùi: Nó cũng có hiệu quả cho nước thải có màu sắc và mùi. Giống như nước liếm từ rác, nó màu đen và có mùi. Sau khi xử lý oxy hóa xúc tác ozone, nó có thể được sử dụng để làm sạch nước thải.màu sắc và mùi của nó được cải thiện đáng kể.
5, Hướng phát triển tương lai của các chất oxy hóa xúc tác ozone
1Phát triển chất xúc tác hiệu suất cao: Trong tương lai, sẽ có những nỗ lực nhằm cải thiện hoạt động, sự ổn định và tính chọn lọc của chất xúc tác.bằng cách sử dụng công nghệ nano để chuẩn bị chất xúc tác quy mô nano, tăng diện tích bề mặt cụ thể và cải thiện hoạt động xúc tác; Hoặc phát triển chất xúc tác tổng hợp kết hợp nhiều thành phần hoạt chất với nhau để đạt được hiệu ứng hợp tác.
2. Mở rộng các lĩnh vực ứng dụng: Ngoài xử lý nước thải, cũng sẽ có nhiều thăm dò hơn trong các lĩnh vực như lọc nước uống và lọc không khí.loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước uống và làm sạch không khí bị ô-zôn.
3Kết hợp với các công nghệ khác: Kết hợp với công nghệ xử lý sinh học, công nghệ tách màng, vv để cải thiện hiệu quả điều trị và giảm chi phí.sự kết hợp của oxy hóa xúc tác ozone và bộ lọc khí hóa sinh học (BAF) có thể sử dụng oxy hóa xúc tác ozone trước tiên để phân hủy chất hữu cơ phản kháng, và sau đó sử dụng BAF để xử lý sinh học, có thể đạt được hiệu quả lọc nước tốt hơn.
