水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状

《水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状臭氧化系统中，催化剂(固体)与反应溶液处于不同相，反应在固-液相界面进行的氧化方法称为多相催化臭氧氧化法。近年来，多相催化臭氧氧化技术已经成为去除水中高稳定性、难降解有机污染物的关键技术之一。利用固体催化剂协同臭氧氧化可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。1氧化效能研究对于多相催化臭氧氧化技术，固体催化剂的选择是该技术是否具有高效氧化效能的关键。在多相催化臭氧氧化技术中涉及的催化剂主要包括负载型过渡金属催化剂、(负载

2、型)过渡金属氧化物催化剂以及具有较大比表面积的孔材料。按照催化剂的不同，将多相催化臭氧氧化技术氧化效能的研究现状进行总结，结果见表1。尽管研究者对多相催化臭氧氧化技术降解有机污染物已经进行了大量研究，但大多数是以蒸馏水作为本底，主要集中在对有机物的分解效率、矿化度(TOC去除率)、可生化性变化(BDOC)、三卤甲烷生成势(THMFP)等水质指标的考察。表1多相催化臭氧氧化水处理技术氧化效能催化剂目标有机物效果评价负载型金属催化剂Cu/TiO2,Cu/Al2O3,Cu/Attapulgite腐殖酸

3、、水杨酸和缩氨酸O3对腐殖酸和水杨酸矿化率(TOC)为12%-15%；催化臭氧化矿化率约为64%Pt、Pb、Pd、Ag、Co、Ru、Ir、Rh、Re分别负载在TiO2、SiO2、Al2O3、活性炭、沸石上甲酸经载体比较，TiO2和活性炭(AC)具有最高的催化活性；SiO2、Al2O3和沸石的催化活性最差。负载型金属催化剂显著提高了臭氧系统氧化能力，其中Pt/Al2O3与Pb/Al2O3具有最高的催化效能，Pt/纤维与Pt/有孔Ni催化性能最差Fe(Ⅲ)/Al2O3苯酚O3最大去除率<40%(TO

4、C)；Al2O3/O3最大去除率>70%(TOC)；Fe(Ⅲ)/Al2O3/O3最大去除率>90%(TOC)(负载型)金属氧化物  TiO2草酸O3/TiO2系统可以有效地降解草酸，TOC的去除率较单独臭氧化提高了95%TiO2/Al2O3、TiO2/硅胶、TiO2/绿坡镂石腐殖酸TiO2/Al2O3最显著地提高了臭氧对腐殖酸(HA)的氧化能力；500℃是TiO2/Al2O3最佳烧结温度Al2O32-氯酚Al2O3的存在可以有效地提高臭氧对2-氯酚的氧化效率。在中性pH条件下，催化臭氧氧化对2-

5、氯酚的降解优势最突出MnO2苯、二恶烷；草酸在MnO2存在下，水溶液中的苯和二恶烷能被臭氧完全氧化为无机物；MnO2的存在大大提高了臭氧对草酸的降解效果水合MnO2莠去津；磺基水杨酸、丙酸新生态水合MnO2较商用MnO2具有更强的催化作用MnOx/GAC硝基苯MnOx/GAC催化剂的存在显著地提高了臭氧的利用率；在提高臭氧对有机物分解率的同时(单独臭氧化降解率为17%，而MnOx/GAC催化臭氧氧化降解率为50%)，MnOx/GAC(锰氧化物/活性炭)催化剂也显著地提高了有机物的矿化度(催化臭氧

6、氧化为40%，臭氧单独氧化为5%)孔材料  活性炭苯甲酸、对氯苯甲酸和乙酸钠；1,2-二羟基苯活性炭的存在加快了有机物的分解。活性炭对有机物臭氧化的影响作用与有机物种类有关：对于臭氧氧化速率低的有机物，活性炭的影响明显；而对于臭氧容易氧化的有机物，活性炭的催化优势则较小2实际应用效能研究多相催化臭氧氧化技术的大量研究工作是以蒸馏水作为本底，侧重于考察固体催化剂的催化活性。作为一种新型水处理技术，多相催化臭氧氧化技术在实际水处理工程中的应用仍处于起步阶段；为提供实际应用基础试验数据，近年来研究者对

7、应用多相催化臭氧氧化技术处理实际水体中有机污染物的效能进行了考察，其中对饮用水水源和污水中有机污染物的处理效果均有所涉及。2000年，Gracia等利用TiO2/Al2O3催化臭氧氧化技术降解西班牙Ebro河水中的有机污染物(预处理去除悬浮颗粒物，初始TOC质量浓度=4.46mg/L；UV254=0.067)。研究发现，催化剂的存在提高了TOC的去除率；多相催化臭氧氧化后用氯消毒，其副产物少于臭氧氧化后用氯消毒；多相催化臭氧氧化过程对有机污染的去除存在最佳臭氧投量。Li等研究了AC/O3多相催化

8、臭氧氧化与生物活性炭技术(AC/O3/BAC)联用去除密云水库中难降解有机物的效能。研究发现，与单独臭氧氧化过程相比，AC/O3催化氧化过程更有效地提高了有机物的可生化性，并且AC/O3/BAC工艺较O3/BAC工艺具有明显的DOC去除优势。笔者通过中试规模连续流试验，比较了MnOx/GAC多相催化臭氧氧化、臭氧单独氧化对砂滤后松花江水(初始TOC质量浓度1.15-3.35mg/L，UV254=0.031-0.046)的处理效能。试验结果表明，MnOx/GAC催化剂能够有效地提高臭氧氧化后COD