Teollistumisen nopean kehityksen myötä teollisuusyritysten jätevesien määrä on viime vuosina kasvanut dramaattisesti ja sen aiheuttama ympäristön saastumisongelma on tullut yhä vakavammaksi. Teollisen tuotannon jätevesissä orgaanisen jäteveden pitoisuus on korkea, koostumus on monimutkainen ja sen ominaisuudet ovat vaikeasti hajoavia ja myrkyllisiä aineita sisältäviä.
Siksi perinteinen jätevedenkäsittelytekniikka ei enää täytä nykyisiä jätevedenkäsittelyvaatimuksia, joten tällaisten teollisuusjätevesien tehokas käsittely on noussut ensisijaiseksi tavoitteeksi. Tällä hetkellä kehittyneillä edistyneillä hapetusmenetelmillä on hyvät käsittelyvaikutukset, nopea reaktionopeus, alhainen toissijaisen saastumisen todennäköisyys ja laaja käyttöalue. Siksi tätä tekniikkaa on vähitellen sovellettu erilaisiin teollisuuden jätevedenkäsittelyprosesseihin.
Niiden joukossa otsonin hapetusteknologiasta on tullut nykyinen valtavirtaprosessi ainutlaatuisine etuineen. Otsonilla on voimakkaita hapettavia ominaisuuksia ja se pystyy tehokkaasti hajottamaan ja mineralisoimaan erilaisia orgaanisia epäpuhtauksia ja muuttamaan ne vaarattomiksi pieniksi molekyyleiksi. Sillä on nopea reaktio, hyvä selektiivisyys, eikä se aiheuta toissijaista saastumista käsittelyprosessin aikana, mikä on ympäristöystävällinen. Olipa kyseessä juomaveden syväkäsittely, orgaanisten epäpuhtauksien jäämien ja desinfioinnin sivutuotteiden esiasteiden poistaminen vedestä tai teollisuusjätevesien käsittelyssä korkeapitoisuuksien ja vaikeasti hajoavien orgaanisten epäpuhtauksien hajoaminen, otsonin hapettuminen on osoittautunut erinomaiseksi. suorituskykyä.
Otsonin hapetus ja katalyysi
Otsonin hapettuminen voidaan jakaa kahteen luokkaan epäpuhtauksien ja otsonin välisten erilaisten kemiallisten reaktioiden mukaan. Yksi on otsonin käyttäminen reagoimaan suoraan orgaanisten yhdisteiden kanssa, jota yleensä kutsutaan suoraksi otsonireaktioksi; toinen on se, että otsoni hajoaa ensin muodostaen hydroksyyliradikaaleja, ja sitten hydroksyyliradikaalit ja orgaaniset tuotteet käyvät läpi suoria kemiallisia reaktioita, joita yleensä kutsutaan otsoninkehittäjien epäsuoriksi kemiallisiksi reaktioksi.
Käytännön sovelluksissa suorat reaktiot otsonin kanssa yleensä rikkovat orgaanisen aineen kaksoissidoksia ja muuttavat suurimolekyylistä orgaanista ainetta pieniksi molekyyleiksi, mutta kokonaishapetusaste ei ole korkea ja pieniin molekyyleihin hajoavalla orgaanisella aineella on parempi biohajoavuus.
Otsonin suora hapettuminen johtuu sen vahvasta selektiivisyydestä, hitaasta kemiallisen reaktion nopeudesta ja vaikeudesta puhdistaa epäpuhtaudet kokonaisvaltaisesti, mutta se voi esikäsitellä teollisuuden jätevesiä parantaakseen jäteveden B/C-suhdetta.
Otsonin epäsuoran käsittelykemiallisen reaktion perusperiaate on: otsoni liukenee ensin veteen muodostaen hydroksyyliradikaaleja (OH), jonka jälkeen hydroksyyliradikaalit poistavat orgaanisen aineksen hapettumista. Tällä menetelmällä ei yleensä ole kemiallista selektiivisyyttä, mutta sen etujen, kuten nopean reaktionopeuden, korkean hapetusasteen ja hyvän jätevedenkäsittelyn tehokkuuden, ansiosta sitä on käytetty laajalti syväjätevesien käsittelyssä.
Otsonikäsittelyn epäsuorassa kemiallisessa reaktiossa otsoni muodostaa veteen hydroksyyliradikaaleja pääasiassa kahdella tavalla:
① Alkalisissa olosuhteissa otsoni liukenee nopeasti muodostaen hydroksyyliradikaaleja, ja ultraviolettivalon vaikutuksesta otsoni muodostaa hydroksyyliradikaaleja;
② Erilaisten metallikatalyyttien vaikutuksesta otsoni muodostaa hydroksyyliradikaaleja.
Jieyao Technology -tiimi suoritti tutkimusta heterogeenisista katalyyteistä käyttämällä korkealaatuista aktiivihiiltä ja aktiivialumiinia kantajina, lataamalla komposiittimetallikatalyyttikomponentteja ja säätelemällä tarkasti katalyytin rakennetta ja suorituskykyä monimetallien yhteisimpregnoinnin ja koordinointikemiallisen toiminnan avulla. alhaisen katalyyttisen aktiivisuuden, huonon rakenteellisen stabiilisuuden ja aktiivisten aineosien helpon irtoamisen ongelmat perinteisissä katalyyteissä ja parantavat merkittävästi laajaa spektri ja sovellusvaikutus.
Otsonihapetus voidaan myös yhdistää muihin biologisiin hapetustekniikoihin, jotka eivät vain voi parantaa biologista hapettumisnopeutta ja vaikutusta jätevedenkäsittelyprosessissa, vaan myös ratkaista orgaanisten epäpuhtauksien nopean hajoamisen ongelman yksinkertaisesti käyttämällä otsonihapetusta.
Otsoni-vetyperoksidi synergistinen hapetus
Perusperiaatteena on käyttää otsonin ja vetyperoksidin katalyyttistä vaikutusta dihydroksyyliradikaalien muodostamiseen. Tällä menetelmällä on se etu, että sitä ei tarvitse käsitellä epäpuhtauksien kanssa. Käytännön sovelluksissa tätä menetelmää sovellettiin ensimmäisen kerran työskentelykohteissa, joissa oli suuria vesiympäristöjä, kuten vesihuoltoprosesseja, ja parhaillaan sitä sovelletaan vähitellen korkeapitoisuuksien teollisuusjätevesien käsittelyyn.
Otsoniaktiivihiilen kattava teknologia voi parantaa otsonin hapettumisen tehokkuutta. Samalla rakentamisessa ja käytössä voidaan myös lisätä aktiivihiilen kertakäyttöaikaa ja vähentää laiteinvestointi- ja käyttökustannuksia. Vastaavasti otsonin ja ultraviolettisäteilyn yhteishapetusmenetelmät ovat tehokkaampia autojen pakokaasujen monimutkaisten aineiden, korkeahappipitoisten orgaanisten aineiden ja muiden kloorattujen orgaanisten aineiden käsittelyssä.
Suunnittelusovelluksissa yritys käyttää ultraääni-otsonihapetusta polyvinyylialkoholin (PVA) teollisuusjätevesien käsittelyyn ja kalvokontaktiotsonihapetus- ja ultrasuodatusteknologiaa teollisuuden jäteveden ja sekundaarisen biokemiallisen jäteveden käsittelyyn ja värjäämiseen. Tulokset osoittavat, että otsonihapetuksen ja muiden prosessiteknologioiden yhdistelmällä on alhainen energiankulutus ja korkea hyötysuhde, ja sillä on suuria etuja teollisuuden jäteveden syväkäsittelyssä;
Tällä hetkellä otsonikytketty synergistinen hapetustekniikka on tutkimusvaiheessa. Tätä tekniikkaa käytetään pääasiassa matalatehoisten, vaikeasti hajoavien jätteiden ja suhteellisen yksinkertaisen teollisuusjäteveden hävittämiseen. Siitä huolimatta tällä tekniikalla on edelleen laajat sovellusmahdollisuudet jätevedenkäsittelyn alalla.