臭氧(O3)水處理工藝類型很多,主要有以下幾種類型:①臭氧(O3)+生物活性炭法(O-B工藝),②臭氧(O3)+混凝法,③臭氧(O3)+活性炭吸附法,④臭氧(O3)+活性污泥法,⑤臭氧(O3)+膜處理法,⑥臭氧(O3)+超聲波法。
臭氧(O3)+生物活性炭法主要過程是:先往水中投加臭氧,其強(qiáng)氧化性使復(fù)雜有機(jī)物分子斷鏈成小分子,從而易于生物降解,同時提高了水中溶解氧濃度。然后再進(jìn)入生物活性炭裝置,易降解有機(jī)物被活性炭富集,經(jīng)
好氧微生物氧化分解為CO2和H2O等。該工藝的特點(diǎn)是臭氧預(yù)處理提高了廢水的可生化性,有機(jī)物的富集和富氧提高了生化反應(yīng)速度;活性炭上的有機(jī)物生物降解又可恢復(fù)活性炭吸附性能。
臭氧(O3)+混凝法基于臭氧(O3)對親水性物質(zhì)強(qiáng)烈的破壞力,當(dāng)親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成疏水性時,混凝沉淀效果將大大改善。
臭氧(O3)+活性炭吸附法是指:由于活性炭微孔孔隙小,限制了對大分子物質(zhì)的吸附,臭氧(O3)可破壞物質(zhì)分子結(jié)構(gòu),形成小分子,增大活性炭吸附容量。
臭氧(O3)+活性污泥法的作用如同生物活性炭法,目的在于提高廢水的可生化性。
臭氧(O3)+膜處理法,臭氧(O3)常用在超濾(UF)的后處理上。
臭氧(O3)+超聲波處理法,超聲功率的增大可增加反應(yīng)速度,臭氧(O3)通入量增大可加深生物反應(yīng)程度,提高復(fù)雜有機(jī)物去除率。
臭氧單元處理主要是催化氧化法,如堿催化氧化、光催化氧化和多相催化氧化等,具體處理方法有:①臭氧(O3)/H2O2,②臭氧(O3)/UV(紫外光),③臭氧(O3)/固體催化劑(金屬及其氧化物,活性炭等)。從反應(yīng)機(jī)理看
:①屬于堿催化臭氧化,②屬于光催化臭氧化,③屬于多相催化臭氧化。
堿催化臭氧化反應(yīng)的途徑是:通過OH-催化,生成-OH自由基,再氧化分解有機(jī)物,-OH基產(chǎn)生過程如下:
O3+OH→O2+HO2,O3+O2→O3+O2,O3+H+→HO3→OH+O2
光催化氧化是以紫外線為能源,以臭氧為氧化劑,利用臭氧在紫外線照射下生成的活潑次生氧化劑來氧化有機(jī)物,Gary,-Peyton等認(rèn)為臭氧光解先產(chǎn)生H2O2,H2O2在紫外光的照射下又產(chǎn)生-OH基,進(jìn)入OH自由基循環(huán)
:O2-+O3→O3+O2,O3+H+→HO3→OH+O2
利用光催化臭氧化法處理難降解有機(jī)物廢水時,部分難降解有機(jī)物在紫外光照射下,提高了能級,處于激發(fā)狀態(tài),與OH基發(fā)生羥基化反應(yīng),生成易于生物降解的新物質(zhì)。
多相催化臭氧化是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù),其金屬催化的目的是促進(jìn)臭氧(O3)的分解,以產(chǎn)生活潑的-OH自由基強(qiáng)化其氧化作用,常用的催化劑有CuO、Fe2O3、NiO、TiO2、Mn等。
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