Atık su arıtmanın büyük sahnesinde, ozon katalitik oksidantları bir "yıldız oyuncusu".ve gelecekte hangi yönde gelişecek?.
1Ozon Katalizörü Oksitantlarının Sınıflandırılması
Basitçe söylemek gerekirse, ozon katalitik oksidantları iki kategoriye ayrılabilir: homojen katalizörler ve heterojen katalizörler.
İlk olarak homojen katalizörler hakkında konuşalım. Bunlar, mangan iyonları, demir iyonları, kobalt iyonları vb. gibi metal iyonlarının katalitik etkisini kullanırlar.Bu metal iyonları ozon parçalanmasını hızlandırabilir ve güçlü oksidleyici özelliklere sahip hidroksil radikalleri üretebilirAma büyük bir sorunu var, yani büyük ölçekli tanıtımını ve kullanımını sınırlayan metal iyonlarını geri kazanma zorluğu.
Heterogen katalizörler çoğunlukla katı metallerden, metal oksitlerinden veya taşıyıcıda desteklenen metallerden veya metal oksitlerinden oluşur.Mangan dioksit, vb. Bakır ve titanyum gibi yük türü malzemeler alümina ve titanyum dioksit gibi taşıyıcılara yüklenir. Heterogen katalizörler sudan kolayca ayrılabilir,Daha az ikincil kirlilik ve basit bir işlem süreci ile, bu yüzden bugün mühendislikte yaygın olarak kullanılmaktadırlar.
2Ozon katalitik oksidantlarının bileşenleri
Çeşitli ozon katalitik oksidant türlerinin bileşimi de değişir. Heterogen katalizörlerde yaygın olarak kullanılan taşıyıcılar aktif karbon, alümina, titanyum dioksit vb. içerir.Aktif kömür sadece güçlü bir emiş kapasitesine sahip değildir., ancak aynı zamanda belirli katalitik yeteneğe sahiptir; Alüminyum oksit iyi bir istikrar ve yüksek mekanik dayanıklılığa sahiptir;Titanyum dioksit hem fotokataltik hem de ozon katalitik oksidasyonunda iyi performans göstermiştir.Etkin maddeler genellikle bakır, manganez, kobalt, demir vb. gibi geçiş metalleri ve oksitleridir.Bu metaller ve oksitleri, ozon parçalanmasını etkili bir şekilde katalize edebilir ve oksidasyon verimliliğini artırabilir.
3Ozon katalitik oksidasyonunun reaksiyon prensibi
Ozonun kendisi, 2.07 eV'lik bir redoks potansiyeline sahip güçlü oksidleyici özelliklere sahiptir. Oksidasyon süreci doğrudan oksidasyona ve dolaylı oksidasyona ayrılır.Doğrudan oksidasyon, ozon molekülleri ile kirleticiler arasındaki doğrudan reaksiyonu ifade eder.Doğrudan oksidasyon, daha sonra kirleticilerle reaksiyona giren hidroksil radikaller üretmek için ozonun parçalanmasıdır.
Ozon katalitik oksidasyon sisteminde, katalizörün eklenmesi bu süreci büyük ölçüde artırır. Heterogen katalitik oksidasyon süreci genellikle üç aşamadan oluşur:İlk adım ozonun sıvı fazına çözülmesidir., katalizör tarafından emilir ve aktive edilir ve hidroksil radikaller üretir. İkinci adım katalizörün organik kirletici maddeleri yüzeye emip yüzey kelatları oluşturmasıdır.Üçüncü adım, hidroksil radikalleri ve yüzey kelatları arasındaki oksidasyon reaksiyonudur.Organik kirletici maddeleri bozar.
Örneğin, organik bileşikler içeren atık suların arıtılmasında, ozon katalizörlerin etkisi altında çok sayıda hidroksil radikal üretir.Organik moleküllere saldırmak ve büyük organik bileşikleri küçük moleküllere oksitleyip parçalamak, hatta doğrudan karbondioksit ve suya oksitlenirler.
4Ozon katalitik oksidantları kullanmanın etkinliği
1Atık suyun biyolojik parçalanma kabiliyetini arttırmak: Zor parçalanabilen organik bileşikler için, ozon katalitik oksidantları bazı siklik veya uzun zincirli moleküllerini küçük moleküllere kırabilir,Sonraki biyokimyasal tedaviyi daha uygun hale getirmekÖrneğin, baskı ve boya atık sularının arıtılmasında,Başlangıçta bozulması zor olan boya makro molekülleri, ozon katalitik oksidasyonundan sonra mikroorganizmalar tarafından kolayca parçalanır, biyolojik ayrıştırılabilirliklerini büyük ölçüde arttırır.
2Kirletici konsantrasyonu azaltır: Kolay parçalanabilir organik maddeleri doğrudan karbondioksite ve suya oksitleyebilir,Atık sularda kimyasal oksijen talebi (COD) ve toplam organik karbon (TOC) gibi göstergelerin etkili bir şekilde azaltılmasıVeriler, bazı endüstriyel atık suların arıtılmasında, ozon katalitik oksidantlarının kullanımı ile COD'nin %60'ın üzerindeki giderme oranlarının sağlanabileceğini göstermektedir.
3. renk kaybı ve kokusuzlaştırma: Aynı zamanda renk ve koku olan atık sular için de etkilidir. Çöpten süzülen madde gibi siyah ve kokuşmuştur.Rengi ve kokusu önemli ölçüde iyileşti..
5Ozon katalitik oksidantlarının gelecekteki gelişme yönü
1Yüksek performanslı katalizörlerin geliştirilmesi: Gelecekte katalizörlerin etkinliğini, istikrarını ve seçiciliğini geliştirmek için çaba sarf edilecek.Nanoteknolojiyi kullanarak nanoskalede katalizörler hazırlamak için, spesifik yüzey alanını arttırmak ve katalitik aktiviteyi iyileştirmek; veya sinerjik etkiler elde etmek için birden fazla aktif bileşeni bir araya getiren bileşik katalizörler geliştirmek.
2Uygulama alanlarını genişletmek: Atık su arıtmasıyla birlikte, içme suyu arıtma ve hava arıtma gibi alanlarda da daha fazla keşif yapılacak.İçme suyundan organik kirleticilerin izlerini çıkarmak ve ozonla kirlenmiş havayı arındırmak.
3. Diğer teknolojilerle birleştirilmiş: Biyolojik tedavi teknolojisi, membran ayrım teknolojisi vb. ile birleştirilmiş, tedavi verimliliğini daha da artırmak ve maliyetleri azaltmak için.Ozon katalitik oksidasyonu ve biyolojik gazlı filtre (BAF) kombinasyonu, önceliksiz organik maddeyi parçalamak için ozon katalitik oksidasyonu kullanabilir., ve daha sonra daha iyi su arıtma etkisi elde edebilecek biyolojik işlem için BAF kullanın.
