龍安泰環(huán)保 | 深度處理:臭氧催化氧化
1.臭氧定義
臭氧(O?)又稱為超氧,是氧氣(O?)的同素異形體,在常溫下,它是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體。
2.臭氧的溶解度
臭氧的溶解度表(L/L標(biāo)壓)
溫度 | 0 | 11.8 | 15 | 19 | 27 | 40 | 55 | 60 |
L(氣)/L(水) | 0.64 | 0.5 | 0.456 | 0.381 | 0.27 | 0.112 | 0.031 | 0 |
注:以上表格中數(shù)據(jù)為標(biāo)況純水中通入純的臭氧氣體時(shí)的溶解度
臭氧標(biāo)況下(0℃,0.1MP)密度為2.14g/L。理論上在水中的溶解度比氧氣大10倍,但是由于遵循亨利定律,實(shí)際溶解度并不高。液氧源臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧在水中的溶解度理論上高于空氣源臭氧發(fā)生器。
亨利定律:在一定溫度下,某種氣體在溶液中的濃度與液面上該氣體的平衡壓力成正比。這一定律對于稀溶液中揮發(fā)性溶質(zhì)也同樣有用,此時(shí)該定律表述為:在一定溫度下,稀薄溶液中溶質(zhì)的蒸氣分壓與溶液濃度成正比。
PB代表氣相中物質(zhì)B的蒸氣分壓,xB, bB,和cB分別代表B在溶劑中的摩爾分?jǐn)?shù),質(zhì)量摩爾濃度和濃度。由此可知,當(dāng)采用低濃度的臭氧氣時(shí),水溶液中臭氧濃度容易達(dá)到飽和,所通入的臭氧混合氣,并沒有充分溶解到水中,利用率不高。
使用我公司的高效溶氣設(shè)備能夠更加高效地將臭氧溶解到水中,極大地提高臭氧利用率,臭氧利用率可以達(dá)到80%以上,可以完善地解決臭氧溶解度不高的問題。
3.臭氧的氧化性
臭氧可以用于除臭,殺菌,脫色,除錳、酚、鐵、氰,除COD、BOD等,但是不容易氧化乙醇。臭氧的氧化電位為2.07V,在常溫常壓常態(tài)下可以分解為氧氣。相比之下,氯,超氧化氫(HO2·)和二氧化氯(ClO2)的氧化電位僅有1.36V,1.28V和1.5V,臭氧可以氧化氯離子。
臭氧氧化有機(jī)物:
臭氧氧化有機(jī)物的反應(yīng)順序:
鏈烯烴>胺>酚>多環(huán)芳香烴>醇>醛>鏈烷烴
臭氧殺菌:
水中:與次氯酸類消毒劑不同,臭氧的殺菌能力不受PH值變化和氨的影響,其殺菌能力比氯大600-3000倍。水中臭氧濃度0.3-2 mg/L時(shí),0.5-1 min就可以殺死細(xì)菌。
空氣中:臭氧的消毒能力受空氣濕度影響,相對濕度小于45%,臭氧對空氣中懸浮微生物幾乎沒有殺滅作用。在60%時(shí)才逐漸增強(qiáng),在95%時(shí)達(dá)到最大值。
用臭氧消毒食品加工車間,0.5~1.0ppm即可殺滅空氣中的80%的自然菌。
冷庫消毒要求臭氧濃度6~10ppm,停機(jī)后封庫24小時(shí)以上細(xì)菌殺滅率90%左右,霉菌殺滅率80%左右。
在水果貯藏期間,可用2~3ppm的臭氧可使霉菌的生長受到抑制,貯藏期可延長一倍。
4. 臭氧催化氧化
臭氧催化氧化是在臭氧氧化的基礎(chǔ)上加入催化劑,通過催化劑的催化作用促進(jìn)O3在水中產(chǎn)生·OH。O3的氧化電位是2.07V,臭氧在水中的溶解度有限,直接氧化有機(jī)物的能力不如·OH(2.8V),臭氧催化氧化在非均相(固相催化劑+液相水)氧化過程通過自由基反應(yīng)和配位反應(yīng)去除有機(jī)物。臭氧催化氧化過程的核心是催化填料,采用優(yōu)質(zhì)填料可以增大臭氧產(chǎn)生·OH的效率,增大污水與填料的接觸面積,從而極大地提高污染物去除效果。
4.1. LOZO系列催化劑
臭氧催化氧化的核心在于催化劑的催化作用,市場上常見的催化劑包括錳砂催化劑、碳基催化劑、硅鋁載體催化劑和陶粒催化劑等。
錳砂填料:一般是機(jī)械加工而成,組分單一,催化效果有限,但是價(jià)格便宜。
陶粒填料:有效組分無法與載體緊密結(jié)合,易流失,強(qiáng)度低,填料易粉化,價(jià)格便宜
活性炭載體:有效組分無法與載體緊密結(jié)合,前期靠吸附作用效果好,后期效率下降快,強(qiáng)度低,年耗可達(dá)30%,且出水易引發(fā)COD的超標(biāo)(吸附有機(jī)物的脫出和自身消耗)。
硅鋁載體催化劑:高強(qiáng)度,使用壽命長,不易流失催化組分,提高催化劑的穩(wěn)定性能。
LOZO填料:我公司自助研發(fā)(有發(fā)明專利)的LOZO臭氧催化氧化填料相比于市面上常見填料有明顯優(yōu)勢:
1)精心篩選催化填料的載體及活性組分,保證臭氧氧化效應(yīng)持續(xù)高效。
2)多元化催化組分,加強(qiáng)對不同廢水的適應(yīng)性的同時(shí)提高催化活性
3)高溫?zé)Y(jié)技術(shù)有效減少催化填料流失率,防止二次污染。
4)載體制備采用特殊粘合材料,機(jī)械強(qiáng)度大、使用壽命長。
5)無損耗,無需定期投加。
6)可以催化臭氧在水中的自分解,增加水中產(chǎn)生的·OH 濃度,從而提高
臭氧氧化效果,氧化效率比單純臭氧氧化提高 2~4 倍。
7)可以降低反應(yīng)活化能或改變反應(yīng)歷程,從而達(dá)到深度氧化、最大限度
地去除有機(jī)污染物的目的。
4.2 LCO系列臭氧催化系統(tǒng)
我公司配備完善的臭氧催化氧化工藝體系,針對不同污水情況,應(yīng)用不同型號的工藝系統(tǒng)可以高效穩(wěn)定地去除污水中的有機(jī)物,COD去除率達(dá)30%-80%。
臭氧催化工藝搭配高效溶氣系統(tǒng),可以極大地提高臭氧在水中的溶解度,比一般的溶氣方式(比如曝氣盤、穿孔曝氣)有明顯優(yōu)勢,臭采用高效溶氣系統(tǒng),氧利用率可達(dá)80%以上。
搭載高效LOZO系列高效填料,能夠更加穩(wěn)定高效地產(chǎn)生·OH,從而大大提高污染物去除效率,并延長使用壽命。
我公司LCO催化氧化系列工藝成熟,在研發(fā)、設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等方面,積累了豐富經(jīng)驗(yàn),能夠更加高效完善地處理各類廢水。
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