催化臭氧氧化深度處理工業(yè)廢水

　　1、催化臭氧氧化深度處理工業(yè)廢水技術的研究現狀

　　在利用催化臭氧技術對工業(yè)廢水進行處理時，其研究的核心問題主要集中在催化劑的選用、臭氧氧化的作用機理兩個方面。做好這兩個方面的研究可以提升催化臭氧技術的應用范圍、提升工業(yè)廢水的處理效果。

　　1.1 催化劑類型的選用

　　在目前的工業(yè)廢水處理環(huán)節(jié)中，所使用的催化劑類型分為均相催化劑和非均相催化劑兩種，由于其化學結構和作用機理的不同，又可以細分為許多種類。均相催化劑在使用過程中由于存在化學成分不穩(wěn)定、使用時限短、容易發(fā)生再次污染等各種缺陷，在實際使用中推廣力度不大，因而相關的研究比例也比較低。對于非均相催化劑，目前的研究主要集中在兩個方面，一是過渡金屬氧化物;二是負載型催化劑。過渡金屬氧化物在耐酸、耐溶解等化學機理方面同樣存在著諸多無法解決的問題，因而在實際研究中，主要是負載型催化劑研究為主。負載型催化劑是建立在不同載體基礎之上的，在實際應用過程中，主要的載體類型包括活性炭、氧化鋁和陶粒，此外還包括一些新型的化學載體。在這些載體的選擇中，以活性炭載體應用范圍最為廣泛，主要是由于其具有較為發(fā)達的孔隙結構和大比例的比表面積，從而能夠與各種活性成分進行協同催化。在以過渡金屬為主的非均相催化劑研究方面，目前主要集中在錳、鐵、銅三種金屬的研究上，通過對這些金屬進行多方面的研究，綜合對生態(tài)環(huán)境的影響和經濟成本等方面因素考慮，在實際應用中，鐵和錳的應用范圍更為廣泛。

　　1.2 催化臭氧技術的作用機理

　　(1)均相催化臭氧氧化的作用主要是通過有機物與過渡金屬之間發(fā)生離子反應，從而生成絡合態(tài)物質，其在臭氧的氧化作用下，進一步分解成為不穩(wěn)定產物，然后被水中的氧原子、臭氧原子及氫氧化合物徹底礦化。此外還可以利用紫外光、超聲波和電場等不同的協同輔助作用，強化臭氧氧化的效果，達到對工業(yè)廢水進行處理的目的。

　　(2)對于非均相催化機理的研究，大多是建立在表面羥基機理的研究之上。催化劑的活性組分主要是以過渡金屬氧化物為主，其配位會處于不飽和狀態(tài)，在整體反應條件適合的情況下，水分子就會與Lewis酸性位點發(fā)生化學吸附和配位交換，然后在非均相催化劑的表層形成羥基基團，最終將臭氧吸附并擴散至處理污水中與有機物發(fā)生氧化降解?；钚蕴康拇呋瘷C理與此較為類似，并且其礦化效果更為明顯。

　　2、催化臭氧氧化處理工業(yè)廢水的實踐應用

　　2.1 應用類型

　　目前在催化臭氧氧化技術應用中，針對工業(yè)廢水的來源不同，其應用主要集中在以下幾個方面：一是煤制氣工業(yè)工程中產生的廢水，其催化劑主要是采用污泥基的活性炭和鐵錳化合物;二是印刷染色等行業(yè)產生的工業(yè)廢水，其催化劑主要是負載陶粒和金屬氧化物;三是石化廢水，其催化劑主要是以負載型催化劑為主，類型有很多種;四是化工園區(qū)的綜合廢水，由于其廢水成分復雜多變，在實際應用中，多是根據園區(qū)的產業(yè)結構特點有針對性的選擇兩種或兩種以上的催化劑進行組合處理。在實際運營過程中，針對不同的廢水類型，所需要的工況類型有所不同，其處理效率也存在較大差異。

　　2.2 運行參數的決定

　　在實際應用過程中，必須根據工業(yè)廢水處理的需要，對各種參數進行科學的調整，其主要的作用方面是pH值的調整和臭氧投加量。pH在工業(yè)廢水的臭氧氧化技術的應用中，對催化效率的高低，起著直接的決定作用。但是這一決定作用并不意味著pH值越高，其處理效果就越好，而是隨著pH的增高，效率逐漸增高，在達到轉折點的情況下，效率反而會逐漸降低。而臭氧投加量的增加對于礦化效果的作用，同樣存在逐步增高最終達到平衡的狀態(tài)。除此之外，由于工業(yè)廢水的處理是一個復雜的化學反應過程，包括水溫和黏度等各方面的參數不同，也會對處理結果產生較大的影響。目前在實踐應用中，這方面的理論研究方面還存在較多的不足。

　　3、催化臭氧氧化技術的局限性

　　3.1 對礦化率的提升效果存在局限性

　　在當前的實際工程應用中，由于工業(yè)廢水類型的不同和催化劑類型等方面的技術限制，整體的催化臭氧的礦化提升率與實際要求之間存在較大的差異，一般情況下其提升率只有10%-30%左右。較低的提升效率，對于催化臭氧技術的推廣應用產生了較強的局限作用，使得其整體工程應用水平比較低。

　　3.2 重復利用效率不高

　　催化劑能否重復利用，直接決定了催化臭氧氧化技術在工程應用中的成本大小。在實際應用方面，催化劑的制備方式，決定了其自身的穩(wěn)定程度。無論采用何種制備方式，催化劑的活性都會隨著反應次數的不斷增加而逐漸降低，從而降低工業(yè)廢水的處理效果，要持續(xù)性的保持催化臭氧氧化的效果，必須加大資金投入，提高整體運營成本。

　　3.3 pH值影響作用比較明顯

　　由于工業(yè)廢水具有多種類型，其pH值也存在著不同數值。在酸性條件下，催化臭氧氧化技術的作用效果比較弱，對于呈現酸性的工業(yè)廢水，尤其是含有重金屬離子的強酸性工業(yè)廢水，不僅要考慮其作用效果的大小，還要考慮在處理過程中金屬離子的溢出問題。因此在這方面催化臭氧氧化技術應用，也存在著較大的局限性。

　　3.4 日常運維工作較為復雜

　　采用催化臭氧氧化技術對工業(yè)廢水進行處理，是一種較為先進的處理理念，但是在實際運營過程中，由于工藝水平的限制和化學反應中產生的化學物質變化，需要定期對填料進行反沖洗。對于已經無法作用的催化劑要及時進行更換，以保證其廢水處理的效果。此外在反應池中還會排出較多的臭氧尾氣，這也是大氣污染控制的主要指標之一，在通過尾氣裝置進行處理的過程中，還要加強對相關數據的監(jiān)測。

　　4、催化臭氧氧化深度處理工業(yè)廢水的應用前景

　　雖然催化臭氧氧化技術在目前的工程應用中，還存在著較多的局限，其工藝水平也有待提高，但是通過相關方面的深入研究，加強與相鄰技術方面的組合研究，改造企業(yè)運營中在治理設施，不斷提升其處理效果，在實際應用方面還是存在著廣闊的市場前景。

　　5、結語

　　催化臭氧氧化技術在實際應用過程中，存在著較多的局限性，同時又有著廣闊的市場前景，這對于相關的技術研究人員和從業(yè)人士來說，既是挑戰(zhàn)，也是良好的機遇。只有抓住這一時機，抓住重點進行深入研究，才能在這一行業(yè)的發(fā)展中取得卓有成效的成就，為推動我國工業(yè)廢水處理行業(yè)做出較大的貢獻。(來源：浙江天川環(huán)?？萍加邢薰?