Pēdējos gados, pateicoties straujajai industrializācijas attīstībai, rūpniecības uzņēmumu novadīto notekūdeņu apjoms ir krasi pieaudzis, un to radītā vides piesārņojuma problēma kļūst arvien nopietnāka. Rūpnieciskās ražošanas novadītajos notekūdeņos organisko notekūdeņu koncentrācija ir augsta, sastāvs ir sarežģīts, un tiem ir raksturīgas grūti noārdāmas un toksiskas vielas saturošas īpašības.
Līdz ar to tradicionālā notekūdeņu attīrīšanas tehnoloģija vairs neatbilst pašreizējām notekūdeņu attīrīšanas prasībām, tāpēc šādu rūpniecisko notekūdeņu efektīva attīrīšana ir kļuvusi par galveno prioritāti. Pašlaik progresīvām progresīvām oksidācijas metodēm ir labs apstrādes efekts, ātrs reakcijas ātrums, zema sekundārā piesārņojuma iespējamība un plašs pielietojuma diapazons. Tāpēc šī tehnoloģija pakāpeniski tiek pielietota dažādos rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas procesos.
Tostarp ozona oksidācijas tehnoloģija ir kļuvusi par pašreizējo galveno procesu ar tās unikālajām priekšrocībām. Ozonam piemīt spēcīgas oksidējošas īpašības un tas spēj efektīvi sadalīt un mineralizēt dažādus organiskos piesārņotājus un pārvērst tos nekaitīgās mazās molekulās. Tam ir ātra reakcija, laba selektivitāte, un apstrādes procesā tas neradīs sekundāru piesārņojumu, kas ir videi draudzīgs. Neatkarīgi no tā, vai dzeramā ūdens dziļajā attīrīšanā, organisko piesārņotāju pēdu un dezinfekcijas blakusproduktu prekursoru attīrīšanā ūdenī vai rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanā, augstas koncentrācijas un grūti noārdāmu organisko piesārņotāju noārdīšanās, ozona oksidēšanās ir bijusi izcila. sniegumu.
Ozona oksidēšana un katalīze
Ozona oksidāciju var iedalīt divās kategorijās atkarībā no dažādām ķīmiskajām reakcijām starp piesārņotājiem un ozonu. Viens no tiem ir ozona izmantošana, lai tiešā veidā reaģētu ar organiskiem savienojumiem, ko parasti sauc par tiešo ozona reakciju; otrs ir tas, ka ozons vispirms sadalās, veidojot hidroksilradikāļus, un pēc tam hidroksilradikāļos un organiskajos produktos notiek tiešas ķīmiskas reakcijas, ko parasti sauc par ozona ģeneratoru netiešajām ķīmiskajām reakcijām.
Praktiskā pielietojumā tiešas reakcijas ar ozonu parasti pārtrauc organisko vielu dubultās saites un pārvērš lielas molekulārās organiskās vielas mazās molekulās, taču kopējā oksidācijas pakāpe nav augsta, un organiskajām vielām, kas sadalītas mazās molekulās, ir lielāka bionoārdīšanās spēja.
Tiešā ozona oksidēšana ir saistīta ar tās spēcīgo selektivitāti, lēno ķīmiskās reakcijas ātrumu un grūtībām visaptveroši piesārņojošo vielu attīrīšanā, taču tā var iepriekš attīrīt rūpnieciskos notekūdeņus, lai uzlabotu notekūdeņu B/C attiecību.
Ozona netiešās apstrādes ķīmiskās reakcijas pamatprincips ir: ozons vispirms izšķīst ūdenī, veidojot hidroksilradikālus (OH), un pēc tam hidroksilradikāļi deoksidē organiskās vielas. Šai metodei parasti nav ķīmiskās selektivitātes, taču, pateicoties tās priekšrocībām, piemēram, ātrai reakcijas ātrumam, augstajai oksidācijas pakāpei un labai notekūdeņu attīrīšanas efektivitātei, tā ir plaši izmantota dziļajā notekūdeņu attīrīšanā.
Ozona apstrādes netiešajā ķīmiskajā reakcijā ozons ūdenī veido hidroksilradikāļus galvenokārt divos veidos:
① Sārmainos apstākļos ozons ātri izšķīst, veidojot hidroksilradikāļus, un ultravioletās gaismas ietekmē ozons veido hidroksilradikāļus;
② Dažādu metālu katalizatoru ietekmē ozons veido hidroksilradikāļus.
Jieyao Technology komanda veica pētījumus par neviendabīgiem katalizatoriem, kā nesējus izmantojot augstas kvalitātes aktivēto ogli un aktivēto alumīnija oksīdu, iekraujot kompozītmateriālu katalītiskos komponentus un precīzi regulējot katalizatora struktūru un veiktspēju, izmantojot daudzmetālu kopimpregnēšanu un koordinācijas ķīmisko darbību, risinot problēmas ar zemu katalītisko aktivitāti, sliktu strukturālo stabilitāti un vieglu aktīvo sastāvdaļu atdalīšanu tradicionālajos katalizatoros, kā arī ievērojami uzlabojot plašo spektrs un pielietojuma efekts.
Ozona oksidēšanu var apvienot arī ar citām bioloģiskās oksidācijas tehnoloģijām, kas var ne tikai uzlabot bioloģiskās oksidācijas ātrumu un efektu notekūdeņu attīrīšanas procesā, bet arī atrisināt organisko piesārņotāju ātras noārdīšanās problēmu, vienkārši izmantojot ozona oksidēšanu.
Ozona-ūdeņraža peroksīda sinerģiskā oksidēšana
Pamatprincips ir izmantot ozona un ūdeņraža peroksīda katalītisko efektu, veidojot dihidroksilradikālus. Šīs metodes priekšrocība ir tā, ka tai nav jātiek galā ar piemaisījumiem. Praktiskajos lietojumos šī metode vispirms tika izmantota darba ainām ar lielu ūdens vidi, piemēram, ūdens apgādes procesiem, un pašlaik to pakāpeniski izmanto augstas koncentrācijas rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanai.
Visaptverošā ozona aktivētās ogles tehnoloģija var uzlabot ozona oksidācijas efektivitāti. Tajā pašā laikā būvniecībā un lietošanā var palielināt arī aktīvās ogles vienreizējās izmantošanas laiku, kā arī samazināt iekārtu investīciju un ekspluatācijas izmaksas. Līdzīgi ozona un ultravioletās kooksidācijas metodes ir efektīvākas sarežģītu vielu, augsta skābekļa satura organisko vielu un citu hlorētu organisko vielu apstrādē automašīnu izplūdes gāzēs.
Inženiertehniskajos lietojumos uzņēmums izmanto ultraskaņas ozona oksidēšanu, lai attīrītu polivinilspirta (PVA) rūpnieciskos notekūdeņus, un izmanto membrānas kontakta ozona oksidācijas un ultrafiltrācijas tehnoloģiju, lai apstrādātu rūpniecisko notekūdeņu un sekundāro bioķīmisko notekūdeņu apdrukas un krāsošanas procesu. Rezultāti liecina, ka ozona oksidācijas un citu procesu tehnoloģiju kombinācija ir zems enerģijas patēriņš un augsta efektivitāte, un tai ir lielas priekšrocības rūpniecisko notekūdeņu dziļajā attīrīšanā;
Pašlaik ar ozonu saistītā sinerģiskās oksidācijas tehnoloģija ir izpētes stadijā. Šo tehnoloģiju galvenokārt izmanto zemas intensitātes, grūti noārdāmu atkritumu un salīdzinoši vienkāršu rūpniecisko notekūdeņu apglabāšanai. Tomēr šai tehnoloģijai joprojām ir plašas pielietošanas iespējas notekūdeņu attīrīšanas jomā.
