催化臭氧氧化技术及其应用

催化臭氧氧化技术作为一种绿色、环保、高效的高级氧化技术被广泛应用于难生物降解废水的深度处理。本文介绍了非均相催化臭氧氧化技术的原理;分析了反应体系pH、载体种类、活性金属种类和负载量、臭氧投加量及反应时间等因素对催化臭氧氧化效果的影响;对比了臭氧和催化臭氧氧化技术对不同废水的处理效果;总结了近年来国内催化臭氧氧化技术的实际应用情况。指出：影响催化臭氧氧化技术工业应用的主要问题是臭氧产生效率和催化剂的催化效率。     

一种提高臭氧氧化效率的方法和装置

正该专利涉及一种提高臭氧氧化效率的方法和装置。该装置为一种立式、两段式臭氧氧化废水处理装置。包括预氧化和催化臭氧氧化工段,预氧化工段中装填普通填料,催化臭氧氧化工段中装填专用催化剂,催化剂根据废水中有机物的类型进行选择。臭氧采用多点式投加,根据各工段氧化出水中有机物处理效果调节臭氧投加量。解决了现有臭氧氧化技术中氧化效果不稳定、臭氧消耗量大的问     

臭氧氧化—曝气生物滤池处理含高浓度硝基苯类化合物废水

采用臭氧氧化—曝气生物滤池联用处理实际生产中排放的含硝基苯类化合物废水。实验结果表明:臭氧氧化过程可破坏硝基苯类化合物的苯环结构,显著提高有机物的可生物降解性;单独采用臭氧氧化法,在臭氧氧化柱进水pH为9、臭氧加入量为200m g/L的条件下,硝基苯类化合物的去除率可达98%;采用臭氧氧化—曝气生物滤池联用处理含高浓度硝基苯类化合物废水,COD去除率可达80%以上,处理后废水COD稳定在50m g/L以下。     

催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透浓水

采用催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透(RO)浓水,比较了4种催化剂催化臭氧氧化的性能,优化了初始RO浓水pH、臭氧氧化时间、生物活性炭柱空床停留时间(EBRT)等工艺条件。实验结果表明:以WP-01为催化剂催化臭氧氧化RO浓水时无需调节废水pH;臭氧氧化反应5 min时RO浓水的BOD5/COD达0.28,可生化性得到显著改善;WP-01催化剂重复使用30次其催化活性没有明显下降;生物活性炭吸附单元的EBRT控制在30 min左右,可确保出水COD稳定在50 mg/L以下,符合GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准;催化臭氧单元处理每吨RO浓水的电费约为1.22元。     

微电解催化水解-臭氧催化氧化法处理MBS废水

通过采用微电解催化水解-臭氧催化氧化法处理MBS絮凝母液废水,使其达标排放.结果证明,MBS絮凝母液废水在常温常压条件下,通过微电解催化水解、臭氧催化氧化处理,废水中的有机物被分解成为二氧化碳和水,COD得以降低.     

活性炭复合材料负载催化剂催化臭氧氧化处理石化废水

采用催化臭氧氧化深度处理某石化厂炼油废水,制备了活性炭复合材料负载催化剂(Fe_2O_3/ACNT),与几种常见负载催化剂进行了物性和COD去除效果的对比,并对Fe_2O_3/ACNT的催化效果和稳定性进行了详细分析。结果表明:催化剂的催化臭氧氧化活性由高到低的顺序为Fe_2O_3/ACNTFe_2O_3/活性炭Fe_2O_3/Al2O3Fe_2O_3/陶粒;Fe_2O_3/ACNT催化剂具有较高的比表面积、孔体积、强度和吸水率,使COD去除率由单独臭氧氧化时的约20%提高到66.8%。在催化剂填充量200 m L、废水pH 7.6、臭氧投加量200 mg/L、体积空速1 h~(-1)的条件下运行30d,COD去除率平均达65.1%,出水COD均值为40.8 mg/L,最高值为44.3 mg/L,满足外排水COD小于50 mg/L的指标。催化剂稳定性良好,运行30 d活性未见明显降低,具有在环保领域应用的前景。     

高浓度难降解发酵类制药废水无害化处理及应用

针对高浓度难降解发酵类制药废水,采用气浮沉淀技术+铁碳微电解+臭氧氧化+末端催化氧化系统+动态水解+高效耐毒厌氧反应器+A/O工艺+复合催化氧化系统+臭氧氧化处理工艺,从提高废水可生化性和降解性入手,采用多种组合工艺对该废水进行处理,从而实现废水的环保达标排放。     

臭氧氧化法连续处理焦化废水生化出水

采用连续通入废水和臭氧的方式,利用臭氧氧化法深度处理焦化废水生化出水(COD为151~183 mg/L、pH约为8),并通过添加羟基自由基抑制剂叔丁醇探究了臭氧氧化的机理。在不调节废水pH、臭氧投加量12.15mg/L、废水流量2 mL/min的最佳条件下,COD去除率达54.5%,出水COD达到GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》。稳定运行时,降解1 kg COD需投加臭氧741.1 mg。臭氧氧化过程中,臭氧自身氧化和羟基自由基氧化同时存在,且以羟基自由基氧化为主。反应过程符合准一级动力学模型,反应速率常数为0.01 min~(-1)。     

臭氧催化氧化工艺在废水处理领域的应用

论述了制药废水、印染废水和石油化工废水水质的特点,结合臭氧氧化技术的优点以及臭氧催化氧化技术原理,综述了臭氧催化氧化技术分别在制药废水、印染废水和石油废水处理中的应用及其处理效果。     

臭氧氧化法处理腈纶废水研究

选用腈纶废水作为试验用水,对比了单独臭氧、臭氧-活性炭、臭氧-二氧化锰3种方法的氧化效果;考察了初始pH、反应时间对处理效果的影响.在碱性条件下时,处理效果都较好,臭氧-二氧化锰在酸性条件下处理效果也较好;随着时间的延长,臭氧-二氧化锰对废水中有机物的去除率最高.另外,还对废水的可生化性进行了比较,发现氧化不能有效提高废水的可生化性.最后,对臭氧氧化的反应动力学进行了初步探讨.     

活性炭催化臭氧氧化处理低浓度氨氮废水

采用活性炭催化臭氧氧化法处理低浓度氨氮废水,考察了模拟废水pH、活性炭加入量、臭氧流量等因素对处理效果的影响.实验结果表明:活性炭对臭氧有明显的催化作用,并可提高臭氧的利用率;在高pH条件下,OH-能促进臭氧分解生成·OH,·OH氧化性强且反应速率快,有利于氨氮的去除;增大臭氧流量可减小气液传质过程中的阻力,使氨氮去除率增加;在初始氨氮质量浓度为35 mg/L、活性炭加入量为10.0 g/L、臭氧流量为30 mg/min、模拟废水pH为11.0的条件下,反应90 min后,氨氮去除率可达97.6％,相对于单独活性炭吸附和臭氧氧化过程,氨氮去除率有了显著提高.     

催化臭氧氧化—好氧生化—膜分离组合工艺处理砷化镓生产废水的工程应用

为了解决砷化镓生产废水含有磷酸盐、氟化物、砷化物以及难沉降亚微米级悬浮物的处理难点,首先采用催化臭氧氧化—好氧生化深度预处理废水,再采用RO膜分离工艺进行处理。结果表明：催化臭氧氧化法使废水中亚微米级悬浮物脱稳,有利于悬浮物的混凝沉降,并优化了膜分离阶段的分离环境,可延长膜使用寿命,降低运行成本;经过膜分离后,出水砷质量浓度为0.01 mg/L,氟质量浓度为1.0 mg/L,COD、TP、TN和ρ（NH₃-N）为10,0.01,0.50,0.50 mg/L,均达到《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类水质标准。     

活性炭催化臭氧氧化水中诺氟沙星

以椰壳基活性炭为催化剂,采用催化臭氧氧化工艺降解诺氟沙星(NF),优化了工艺条件,评价了催化活性,并对反应机理进行了探讨。实验结果表明:活性炭催化臭氧氧化工艺的优化条件为臭氧通量80 mg/h、初始NF质量浓度15.0 mg/L、反应温度25℃、初始NF溶液p H 5.0;在该优化条件下反应60 min时,TOC去除率达51.5%,较单独臭氧氧化的32.5%和单独活性炭吸附的11.5%有明显改善;在活性炭催化臭氧氧化工艺中臭氧氧化与活性炭吸附之间存在一定的协同作用,活性炭具有较好的催化活性;活性炭催化臭氧氧化工艺对NF的去除主要是基于臭氧的直接氧化作用。     

利用微电解-生物降解-臭氧氧化组合工艺处理染整废水

采用微电解-生物降解-臭氧氧化组合工艺对染整废水进行处理.该处理工艺流程短,处理效果稳定,出水无色透明,污泥产生量少,处理成本低.     

缺氧—好氧—催化臭氧氧化工艺处理石化厂含盐废水

采用缺氧—好氧—催化臭氧氧化工艺处理某石化厂的含盐废水。实验结果表明：在进水COD为200~350 mg/L的条件下,经生化处理后的出水COD稳定在50~60 mg/L,COD去除率稳定在75%左右;在臭氧投加量为4.5 g/L、V（催化剂Ⅱ）∶V（废水）=1.5∶1的条件下,进行连续催化臭氧氧化后出水COD稳定在20 mg/L以下,COD去除率大于70%,满足DB 61/224—2011《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》。表征结果显示,催化剂表面含有铜元素,比表面积为250.815 m²/g,吸水率为60.9%,经过滤可去除废水中残留的催化剂。     

物化强化预处理对化工园区废水中典型污染物转化的影响

以江苏省某化工园区污水处理厂的原水为研究对象,分别采用臭氧氧化、铁碳微电解、Fenton氧化3种物化法对其进行强化预处理,并运用GC-MS技术对典型污染物进行了分析。实验结果表明:臭氧氧化、Fenton氧化、铁碳微电解3种物化法在最佳条件下对COD的去除率分别为8.0%,51.3%,45.6%;在提高可生化性方面,臭氧氧化法效果最好,使废水的BOD_5/COD从0.112提高到0.184,Fenton氧化法和铁碳微电解法的BOD_5/COD分别为0.150和0.123;经物化预处理后,废水中的环状物质会出现开环,同时直链物质增多,但苯环、脂类及杂环等难生物降解物质依然存在;若要单纯提高废水的可生化性,建议选用臭氧氧化法;若对去除COD及提高可生化性皆有要求,建议选用铁碳微电解法。     

臭氧氧化处理页岩气钻井废水的机理与动力学

采用臭氧氧化法处理页岩气钻井废水经混凝沉淀后的出水(COD=759.63 mg/L),重点研究了废水中有机污染物的去除机理与反应动力学。实验结果表明:在废水pH为11.2、臭氧通入量为8 mg/min、反应时间为50 min的最佳工艺条件下,废水的COD去除率为42.51%;羟基自由基抑制剂CO_3~(2-)、HCO_3~-和叔丁醇的引入抑制了废水COD的臭氧氧化去除,尤其是叔丁醇的加入使COD去除率显著下降,说明废水中有机物的臭氧氧化去除过程遵循羟基自由基机理;臭氧氧化法对钻井废水中有机物的氧化去除过程符合表观二级反应动力学规律。     

高级氧化法预处理毛皮加工工业园区集中废水

分别采用臭氧氧化和Fenton氧化两种高级氧化法对毛皮加工工业园区集中废水处理厂的进水进行了预处理,考察了各工艺条件对废水COD去除效果的影响,并比较了两种方法对废水可生化性的改善情况。实验结果表明:在初始废水pH为8、臭氧投加速率为1.2 g/h的最适宜条件下,臭氧氧化法的COD去除率最高达72.7%,废水的可生化性显著提高,废水BOD5/COD由初始的0.06提高至0.12;在,n(Fe~(2+)):月(H_2O_2)=1:10、H_2O_2投加量为1.5 mL/L,、初始废水pH为2.5的最适宜条件下,Fenton氧化的COD去除率最高达33.4%,但废水可生化性不大;经臭氧氧化和Fenton氧化处理后,废水中的不饱和结构物质均得到了有效降解。     

活性炭催化臭氧氧化去除水中的腐植酸

针对模拟水样中的腐植酸,采用静态实验对比的方法,分析了单独臭氧氧化和活性炭催化臭氧氧化去除腐植酸的效果。实验结果表明：臭氧氧化和活性炭催化臭氧氧化均可去除水中的腐植酸,且后者的去除效果更佳。在水样pH为中性、反应时间为30m in的条件下,活性炭催化臭氧氧化对腐植酸和COD的去除率分别为64.9%和40.8%,比单独臭氧氧化的处理效果分别高出34.2%和26.1%。臭氧氧化和活性炭催化臭氧氧化反应均受水样pH的影响,碱性条件时,腐植酸去除效果最好,中性条件时次之,酸性条件时最差。     

混凝-氧化法预处理原料药废水

采用混凝-Fenton试剂氧化或混凝-臭氧氧化两种氧化技术预处理上海某医药集团原料药废水。实验结果表明：采用聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）复合混凝处理该废水，在混凝pH为9.5、混凝时间1h、PAC和PAM加入量分别为600mg/L和12mg/L时，COD的去除率可达23%；混凝后废水再分别用臭氧氧化和Fenton试剂氧化处理，臭氧氧化明显比Fenton试剂氧化经济有效，在臭氧氧化pH为10、臭氧加入量为15g/L、臭氧氧化时间为1h的条件下，废水COD去除率为27.8%，废水BOD₅/COD明显提高，为后续生化处理提供了良好的条件。