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。     

臭氧氧化法降解聚氯乙烯离心母液废水中3种有机物

以聚氯乙烯离心母液废水中含量较高的3种有机物(聚乙烯醇、异辛醇和α-甲基苯乙烯)作为目标物,考察臭氧氧化工艺对3种有机物的去除效果,同时考察反应时间、臭氧投加量和初始pH对处理效果的影响。实验结果表明,臭氧氧化处理3种废水的最佳反应时间和臭氧投加量分别为:聚乙烯醇25 min,136 mg/L;异辛醇60min,312 mg/L;α-甲基苯乙烯60 min,32 mg/L。在此条件下,3种有机物的去除率分别为98%、85%和95%。此外,碱性条件有助于臭氧氧化工艺对3种有机物的降解。产物分析结果表明,经臭氧氧化,聚乙烯醇断链后进一步反应生成了草酸单乙酯,异辛醇和α-甲基苯乙烯分别生成了和苯乙酮。     

负载MnO2陶瓷膜催化臭氧氧化处理石化污水反渗透浓水

采用陶瓷膜催化臭氧氧化技术处理石化污水反渗透浓水.考察了MnO2/Al2O3陶瓷膜和Al2O3陶瓷膜对臭氧分解率、羟基自由基浓度以及水中有机物处理效果的影响.实验结果表明:MnO2/Al2O3陶瓷膜能够显著提高臭氧分解率,生成的羟基自由基浓度相比单独臭氧体系提高了21.2％;在臭氧投加量为50 mg/L时,MnO2/A...     

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。     

臭氧催化氧化-曝气生物滤池处理难生物降解废水的方法

正该专利涉及一种臭氧催化氧化-曝气生物滤池处理难生物降解废水的方法。将废水与来自臭氧发生系统的混有氧气的臭氧混合,通过设在臭氧催化反应区底部的滤板均匀进入臭氧催化氧化区;在臭氧催化氧化剂陶粒上端装填普通生物陶粒;臭氧催化氧化剂的装填高度为0.3~1.0 m;废水与臭氧在臭氧催化氧化剂陶粒的催化作用下充分氧化反应,破坏废水中难生物降解的有机     

活性炭负载铈催化剂的制备及其催化性能

采用浸渍法以活性炭(AC)为载体负载CeO2制备了Ce/AC催化剂,考察了AC材质和Ce负载量(Ce与AC的质量比,下同)对Ce/AC催化剂催化臭氧氧化邻苯二甲酸二甲酯(DMP)效果的影响.实验结果表明,以椰壳AC为载体的催化剂催化性能好,Ce的最佳负载量为0.2%.Ce/AC催化剂催化臭氧氧化DMP 60 min后,DMP去除率达99%,TOC去除率达68%;Ce/AC催化剂催化臭氧氧化对氯苯甲酸(P-CBA)60 min后,P-CBA去除率达94%,TOC去除率达64%,均明显好于以AC为催化剂催化臭氧氧化和单独臭氧氧化效果.吸附动态实验结果表明,Ce/AC催化剂具有较好的稳定性,反应780 min后DMP去除率稳定在71%左右.     

臭氧催化氧化法处理焦化废水中氰化物

采用臭氧催化氧化法处理焦化废水中的氰化物,采用合理的试验设计方案,应用响应曲面法讨论了O3的投加量、催化剂加入量以及溶液初始p H值对总氰去除率影响,从而优化了总氰去除工艺条件。试验结果表明,O3投加量、催化剂用量和溶液初始p H值对总氰的去除率影响极为显著;回归分析和验证试验表明,应用响应曲面法优化试验合理可行;O3投加量为84.35 mg/L、催化剂用量为120 mg/L、p H值为9.26、总氰去除率为91.38%,此时溶液中残留的总氰浓度为0.884 mg/L,可以实现达标排放。     

MnO_2陶粒臭氧氧化催化剂的制备及其性能

以凹凸棒土为载体、MnO_2为活性组分,制备了MnO_2陶粒臭氧氧化催化剂,并以草酸为模拟污染物,采用响应面法对催化剂的制备条件进行了优化。实验结果表明:各因素对草酸去除率影响的显著性顺序为MnO_2投加量盐酸溶液质量分数煅烧时间煅烧温度。催化剂的最佳制备条件为:MnO_2投加量200 mg/g,盐酸溶液质量分数20%,煅烧时间2 h,煅烧温度400℃。在初始草酸质量浓度150 mg/L、溶液pH 3.11、臭氧投加量8.10 mg/min、臭氧-氧气曝气量400 m L/min的条件下,最佳条件制备的催化剂在反应30 min时的草酸去除率达66.99%。催化剂具有良好的活性稳定性,且催化过程中Mn~(2+)溶出量低。催化剂具有较大的比表面积,负载的MnO_2类型为α-MnO_2和β-MnO_2。     

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。     

催化臭氧氧化法处理甲醛废水

用异丙醇钛盐表面改性法制备TiO2／SiO2催化剂，对甲醛废水进行催化臭氧氧化处理。通过比表面积的BET测定法、X射线衍射和拉曼光谱等分析方法对TiO2／SiO2催化剂进行了表征，考察了TiO2／SiO2催化剂加入量、臭氧流量及溶液pH等因素对甲醛催化臭氧氧化效果的影响。实验结果表明，在SiO2表面，TiO2微晶粒子以锐钛矿型高度分散；在甲醛质量浓度700mg／L、COD1000mg／L、TiO2／SiO2催化剂加入量2．0g、臭氧流量2．5mg／min、溶液pH8．5的条件下，催化臭氧氧化反应30min后，甲醛质量浓度由700mg／L降至39mg／L，COD去除率认到87．5％．     

催化臭氧氧化对生化尾水中典型有机物的去除特性

系统深入地分析了Fe-Ce/AC催化臭氧氧化对化工园区污水厂生化尾水中典型有机物的去除特性。与单独臭氧氧化相比,催化臭氧氧化可将TOC去除率从7.89%大幅提升至17.54%。120 min时UV_(254)和特征紫外吸光度(SUVA)的去除率分别高达66.80%和59.73%,证明了催化臭氧氧化可有效去除含共轭结构或芳环结构的不饱和有机物。催化臭氧氧化对生化尾水中腐殖酸类(HA)、溶解性微生物产物类(SMP)和疏水性腐殖酸类(HOA)3种荧光组分的去除过程均符合一级动力学模型,且由一级动力学速率常数可知,与生化尾水色度直接相关的HA和HOA被优先去除。40 min时HA、SMP和HOA的去除率即高达95.24%、93.21%和92.96%。     

石化厂污水反渗透浓水的催化臭氧氧化处理

针对某炼油厂二沉池出水回用过程中产生的反渗透浓水高盐、高硬、低COD和可生化性差的特点,采用催化臭氧氧化工艺处理,出水达标排放.实验确定了对臭氧氧化催化效果最好的催化剂,合适的反应条件为:反应时间大于30 min,臭氧质量浓度15-30 mg/L.经催化臭氧氧化处理后,反渗透浓水的COD降低至60 mg/L以下,满足排放要求,同时反渗透浓水可生化性提高.     

催化臭氧氧化法处理抗生素废水生化出水

以负载不同金属的硅胶为催化剂,采用催化臭氧氧化法处理抗生素废水生化出水,并对催化剂投加量、反应时间等反应条件进行了优化。实验结果表明：铁/硅胶催化剂效果最好;在铁/硅胶催化剂投加量为0.33 g/L、反应时间为1 h的条件下处理COD为954.7 mg/L、BOD₅为66.8 mg/L、ρ（氨氮）为98 mg/L的抗生素废水生化出水,COD去除率为54.9%,氨氮去除率为44.4%,BOD₅/COD由0.07提高至0.20。     

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。     

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。     

臭氧氧化法处理染料中间体1—氨基蒽醌和DSD酸生产废水

采用臭氧氧化法处理染料中间体１－氨基蒽醌和ＤＳＤ酸生产废水，能改善废水的可生化性，降低废水中有机物的水溶性，提高混凝处理的效率。研究结果表明，在原水ＰＨ条件下，当臭氧投加量为７．５ｇ／Ｌ时，ＤＳＤ酸氧化母液脱色率大于９０％，ＢＯＤ５／ＣＯＤ达到０．３。当臭氧投加量为６ｇ／Ｌ时，１－氨基蒽醌废水的ＢＯＤ５／ＣＯＤ达到０．３。１－氨基蒽醌废水经投加量为２．５ｇ／Ｌ的臭氧处理后，再进行两级混凝处理，ＣＯ     

催化臭氧氧化法降解2,4-二氯苯酚的研究

用自制的V—O型催化剂进行催化臭氧氧化2,4-二氯苯酚的实验。实验表明,臭氧发生器的放电功率为5200W、氧化时间为30min,较为有利于历程分析;以TiO2,SiO2,ZrO2作载体在氮气或氧气中焙烧制得的6种催化剂中,V-O／SiO2／O2型催化剂显示了较好的催化性能和活性;反应体系的pH越大,越利于氧化反应。通过催化剂吸附实验和在反应体系中加入一定量的自由基猝灭剂,初步探讨了其催化机理,即催化剂和臭氧反应生成了氧化性极强的羟基自由基。     

钴、氮、硼掺杂氧化石墨烯催化剂的制备及催化臭氧氧化性能

采用水热—高温煅烧法制备了不同钴负载量的钴、氮、硼掺杂氧化石墨烯催化剂,并以布洛芬、对氯苯甲酸和草酸作为模型污染物进行了催化臭氧氧化实验。实验结果表明：钴负载量8%、焙烧温度500 ℃条件下制备的催化剂活性最高;在反应温度为323 K、pH为6.8、催化剂加入量为0.25 g/L、布洛芬质量浓度为50 mg/L、反应时间为10 min的条件下,布洛芬去除率可达99%。该催化剂催化臭氧氧化降解布洛芬的过程符合表面自由基参与的准一级动力学模型,且催化臭氧体系的反应速率常数约为单独臭氧体系的5倍。经高温再生的催化剂第5次使用时,催化活性仍能达到初次使用的92.1%。     

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.     

CeO_2/三维石墨烯催化臭氧氧化降解刚果红

采用原位氧化还原法制备了三维石墨烯负载型CeO_2催化剂(CeO_2/3D GN),采用XRD、FTIR、SEM、比表面积和零电荷点测定等方法对其进行了表征,并考察了CeO_2/3D GN非均相催化臭氧氧化降解水中刚果红染料的影响因素。表征结果显示:CeO_2/3D GN具有相互连通的三维网络结构;CeO_2纳米颗粒均匀地分散在石墨烯片层中;比表面积为190.89 m~2/g;零电荷点pH_(zpc)为7.36。实验结果表明:CeO_2/3D GN非均相催化臭氧氧化体系比单独臭氧氧化体系对刚果红溶液的脱色率提高了60.56百分点;连续5次重复利用CeO_2/3D GN,刚果红溶液脱色率为96.50%~98.00%;在臭氧流量为20 mg/min、催化剂投加量为1.5 g/L、初始溶液pH为7.00的最佳工艺条件下反应15 min,刚果红溶液脱色率可高达94.65%。