臭氧催化氧化
臭氧催化氧化工藝
臭氧在化學性質上主要呈現強氧化性，氧化能力僅次于氟、·OH 和O( 原子氧) ，其氧化能力是單質氯的1.52倍。在水溶液中，臭氧污染物反應機理主要有臭氧直接氧化和自由基間接氧化反應兩種。
直接氧化反應
臭氧與水中有機污染物之間的直接氧化反應,可以分兩種方式:
(1) 親電取代反應。親電取代反應主要發生在分子結構中電子云密度較大的位置。在帶有—OH、—CH3、—NH2等取代苯基結構的分子中，苯環中鄰、對位上碳原子的電子云密度較大，這些位置上的碳原子易與臭氧發生親電取代反應。
(2) 偶極加成反應。由于臭氧分子具有偶極結構( 偶極距約為0. 55D) ，所以臭氧分子與含不飽和鍵的分子相互作用時，可進行偶極加成反應。一般而言，臭氧的直接氧化反應速率較慢，而且反應具有選擇性，所以其降解有機污染物的效率較低。
自由基間接氧化反應
(1)自由基間接氧化降解按反應過程可以粗略分為兩個階段：第一階段為臭氧的自身分解產生自由基。當溶液中存在引發劑如OH －等時可以明顯加快臭氧分解產生自由基的速度。在第二階段中，·OH與分子中的活潑結構單元( 如苯環、—OH、—NH2等) 發生反應，并引發自由基鏈反應。隨著反應的進行，分子結構被氧化破裂，分解轉化為小分子有機物，如甲酸、乙酸等，或進一步將這些有機小分子完全礦化( 以總有機碳( TOC) 為測試指標) 為CO2和H2O，從而達到降低出水中COD( 化學需氧量) 和提高處理后廢水的可生物降解性的目的。
(2)·OH自由基的反應選擇性很小，當水中存在多種污染物質時，不會出現一種物質得到降解而另一種物質濃度基本不變的情況。
臭氧與水中抗生素的反應較為復雜，在一個反應體系中，往往既出現臭氧直接氧化反應，又出現自由基間接氧化反應。溶液的pH 值對O3氧化反應選擇何種機理起決定作用，在強酸性介質中以直接氧化反應為主，而在堿性介質中則以自由基間接氧化反應為主。
本工藝包在臭氧接觸反應池中增加固體催化劑，以進一步提高臭氧催化氧化的效果。
二、催化劑技術參數及說明
1、用途和性能
青島派尼爾環保生產的PNCH系列催化劑適用于印染廢水、煉油廢水、含酚廢水、焦化廢水等難降解有機廢水的處理，尤其對于高含鹽量、難生化降解的有機廢水具有很好的處理效果，具有去除效率高、壽命長等特點。
該類型催化劑能夠促進臭氧（雙氧水）快速分解成羥基自由基，羥基自由基在水中是一種強氧化劑，從而快速氧化分解難降解有機化合物，使出水達到排放標準。
PNCH系列主要成份：活性氧化鋁載體，包含氧化銅、氧化錳、氧化鐵、氧化鈰等
該類型催化劑，具有高強度、耐沖刷等性能，能夠有效抗擊廢水對主催化劑的沖擊，降低阻力；同時能夠提高臭氧在廢水中的溶解度，對廢水中COD的降低效果明顯，脫色效果也很好（脫色效果好，去除COD效果更好些，綜合處理能力好）。
2、質量指標
PNCH系列氧化鋁載體：
堆密度：g/ml 0.65~0.75 粒徑：mm 3.0~5.0
比表面積：m2/g >280 孔徑：mL/g >0.4
抗壓強度：N/顆 >150 空速： 1~5
3、使用說明
水處理氧化增強型催化劑主要使用臭氧為氧化劑（也可用雙氧水,雙氧水用量在0.5~1‰），每立方污水用臭氧量在50~100g根據水的污染程度來確定，以尾氣中含20%左右的臭氧（中試過程中確定用量），作用過程中由于污染物的種類不同，沉淀的情況有差異，一般1個周左右需要進行反沖，沖洗掉催化劑上的污物。催化劑的投入量是每小時水量的20%~100%，反應時間45分鐘~2小時之間。催化劑的脫除率在原來的基礎上上升15~40%；使用奉命>5年。
三、臭氧催化氧化工藝流程圖
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