No grande palco do tratamento de águas residuais, os oxidantes catalíticos do ozônio são um "jogador-estrela".e que direcção irá desenvolver no futuro.
1, Classificação dos oxidantes catalíticos do ozono
Em termos simples, os oxidantes catalíticos do ozono podem ser divididos em duas categorias: catalisadores homogêneos e catalisadores heterogêneos.
Vamos falar sobre os catalisadores homogêneos primeiro. Eles utilizam principalmente o efeito catalítico de íons metálicos em solução, tais como íons de manganês, íons de ferro, íons de cobalto, etc.Estes íons metálicos podem acelerar a decomposição do ozono e produzir radicais hidroxilo com fortes propriedades oxidantesMas tem um grande problema, que é a dificuldade de recuperar íons metálicos, o que limita a sua promoção e utilização em larga escala.
Os catalisadores heterogêneos são compostos principalmente de metais sólidos, óxidos metálicos ou metais ou óxidos metálicos apoiados em um suporte.dióxido de manganêsOs catalisadores heterogêneos podem ser facilmente separados da água.com menos poluição secundária e um processo de tratamento simples, por isso são amplamente utilizados na engenharia hoje em dia.
2, Componentes dos oxidantes catalíticos do ozono
A composição dos diferentes tipos de oxidantes catalíticos do ozônio também varia.O carbono ativado não só tem uma forte capacidade de adsorçãoO óxido de alumínio possui boa estabilidade e elevada resistência mecânica.O dióxido de titânio demonstrou um bom desempenho tanto na oxidação fotocatalítica como na oxidação catalítica do ozonoOs ingredientes activos são geralmente metais de transição e os seus óxidos, tais como cobre, manganês, cobalto, ferro, etc.Estes metais e os seus óxidos podem catalizar eficazmente a decomposição do ozono e melhorar a eficiência da oxidação.
3, Princípio de reação da oxidação catalítica do ozono
O ozônio em si tem fortes propriedades oxidantes, com um potencial redox de 2,07 eV. Seu processo de oxidação é dividido em oxidação direta e oxidação indireta.A oxidação directa refere-se à reacção entre as moléculas de ozono e os poluentes directamenteA oxidação indirecta é a decomposição do ozono para produzir radicais hidroxilo, que reagem com poluentes.
No sistema de oxidação catalítica do ozônio, a adição de catalisador melhora muito este processo.O primeiro passo é que o ozono se dissolve na fase líquida, é adsorvido e ativado pelo catalisador e gera radicais hidroxilo; a segunda etapa consiste no catalisador adsorver poluentes orgânicos na superfície, formando quelatos de superfície;A terceira etapa é a reação de oxidação entre os radicais hidroxilo e os quelatos de superfície, que degrada os poluentes orgânicos.
Por exemplo, quando se tratam águas residuais que contenham compostos orgânicos, o ozono gera um grande número de radicais hidroxilo sob a acção de catalisadores.Ataca moléculas orgânicas e oxida e decompõe grandes compostos orgânicos em moléculas pequenas, até mesmo oxidá-los diretamente em dióxido de carbono e água.
4, A eficácia da utilização de oxidantes catalíticos do ozono
1Melhorar a biodegradabilidade das águas residuais: Para compostos orgânicos difíceis de degradar, os oxidantes catalíticos do ozono podem quebrar algumas das suas moléculas cíclicas ou de cadeia longa em moléculas pequenas,tornando o tratamento bioquímico subsequente mais convenientePor exemplo, no tratamento das águas residuais de impressão e tintura,Macromoléculas de corante que eram originalmente difíceis de degradar tornam-se facilmente decompostas por microorganismos após a oxidação catalítica do ozônio, melhorando consideravelmente a sua biodegradabilidade.
2Redução da concentração de poluentes: pode oxidar directamente matéria orgânica facilmente degradável em dióxido de carbono e água,Redução eficaz de indicadores como a procura química de oxigénio (COD) e o carbono orgânico total (TOC) nas águas residuaisOs dados mostram que, no tratamento de algumas águas residuais industriais, a utilização de oxidantes catalíticos de ozono pode atingir taxas de eliminação de DCO superiores a 60%.
3. descoloração e desodorização: Também é eficaz para águas residuais com cor e odor. Como o lixiviação do lixo, é preto e odoroso.A cor e o cheiro melhoram significativamente.
5, A futura direcção de desenvolvimento dos oxidantes catalíticos do ozono
1- Desenvolvimento de catalisadores de alto desempenho: no futuro, serão envidados esforços para melhorar a actividade, a estabilidade e a selectividade dos catalisadores.Usando nanotecnologia para preparar catalisadores em nanoescala, aumentando a área de superfície específica e melhorando a atividade catalítica; ou desenvolver catalisadores compostos que combinem vários ingredientes ativos para alcançar efeitos sinérgicos.
2Expandir as áreas de aplicação: Além do tratamento de águas residuais, haverá também mais exploração em áreas como purificação de água potável e purificação de ar.Eliminação de vestígios de poluentes orgânicos da água potável e purificação do ar contaminado com ozono.
3Combinado com outras tecnologias: Combinado com a tecnologia de tratamento biológico, tecnologia de separação de membrana, etc., para melhorar ainda mais a eficiência do tratamento e reduzir os custos.A combinação de oxidação catalítica do ozono e filtro biológico gaseado (BAF) pode primeiro utilizar a oxidação catalítica do ozono para decompor a matéria orgânica recalcitrante, e, em seguida, utilizar o BAF para tratamento biológico, o que pode obter um melhor efeito de purificação da água.