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污水处理中的催化氧化相关问题(上)

1、为什么说,深度污水处理工艺工程可行技术并不多?

活性炭吸附:水处理效果是好的,除费用高外,主要是需要再生废炭量达万分之十左右,活性炭再生工艺是个问题;其它化学吸附剂:脱附需要酸碱,脱附液达3 – 5%,同样是难题。芬顿法属高级氧化,有机物去除效果尚好,但硫酸亚铁加量上千ppm,还有双氧水和液碱等,仅去除了一百ppm左右的COD,产泥量和产盐量越来越是问题。膜法和曝气生物滤池都有其局限性。

2、为什么说,催化臭氧氧化是绿色工艺?

从原理上,催化臭氧工艺与芬顿工艺氧化有机物的方法是相同的,都是依靠•OH。但产生•OH的途径不同。芬顿工艺是在酸性条件下依靠Fe2+催化H2O2,属同相催化。不仅要加化学药剂,中和后产生大量的铁泥和硫酸根。而催化臭氧依靠的是“过渡金属化合物”,催化剂是固相,异相催化,真正意义的催化剂,且在pH中性条件下催化,不产泥、不产盐。

3、应用于深度处理,为什么臭氧一定要催化?

臭氧虽然是种强氧化剂,能氧化很多种有机物。但要搞清楚一个概念:能氧化,并不等于能彻底氧化。将大分子有机物氧化成小分子醇、醛、有机酸等,有机物并没有去除,甚至TOC值没有变化。何况,臭氧并不能直接氧化生化出水中很多种有机物。大量实验表明,臭氧的直接氧化对大部分废水的生化出水,COD去除率仅10 – 20%。而催化后,臭氧分解产生•OH,不仅氧化能力更强,氧化有机物的种类也更多。

4、为什么说,催化臭氧在深度处理中应用是种新工艺?

曾有工程界人士认为,在水处理中臭氧的应用有大量的工程实践,即指臭氧在给水中的消毒与在工业废水中的脱色。但臭氧在深度处理中应用,与前两者完全不同。消毒,仅需破坏细胞的生理功能,不需要改变有机物分子形态;脱色,也仅需要改变分子结构中显色基团;而深度处理要求将有机物彻底氧化。在投加量上,消毒仅需2 – 3 ppm;而在深度处理中需投加上百个ppm;更需要使用催化剂。给水中臭氧—活性炭工艺,活性炭主要是吸附功能并作为微生物载体;臭氧则氧化分解水源水中的腐殖酸类大分子有机物。活性炭并不是臭氧的催化剂,否则微生物功能受到损害。

5、铁基催化剂有什么特点?有几种?

“过渡金属的化合物是臭氧催化剂”。铁,是过渡金属,它的化合物也是催化剂。据报道:Fe3O4、Fe2O3都有催化功能。我们开发的催化剂主要涉及FeOOH,FeOOH有各种晶型,α-、γ-、β-、ε-等等,已取得发明授权的催化剂种类有四种:(1)铁矿与木屑还原焙烧形成颗粒,再经表面改性;(2)由芬顿铁泥制备的FeOOH;(3)由红土镍矿分离制备的FeOOH;(4)铁屑表面改性。

关于纯物质的催化能力,有种学术观点认为:固相中有OH的过渡金属化合物,易于催化形成•OH。但各种催化成份的催化能力,在工程实践的意义并不大,主要是催化剂总量。

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