臭氧与双氧水脱硝比较
腐植酸臭氧氧化和过氧化氢催化氧化处理特性比较
第24卷 第5期2005年 9月环 境 化 学ENV I RONME NT AL CHE M I ST RY Vol .24,No .5Sep te mber 2005 2004年12月13日收稿. 3国家高技术研究发展计划项目(863),编号:2002AA601140.腐植酸臭氧氧化和过氧化氢催化氧化处理特性比较3金鹏康 王晓昌 白 帆(西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安,710055)摘 要 以T OC 和UV 254为指标,比较了不同条件下腐植酸的臭氧氧化和过氧化氢催化氧化效果,运用HP LC 和热裂解2GC 2MS 分析考察了氧化前后有机物分子量分布和官能团构造的变化情况.研究结果表明:过氧化氢和臭氧单独作为氧化剂对水中T OC 基本上没有去除作用,但均能导致水中UV 254浓度的降低;在几种催化剂的作用下,过氧化氢对T OC 和UV 254的去除效果明显提高,其中以O 3作为催化剂的效果最好,Fe 2+次之,而M n 2+和Cu 2+的催化效果较差;过氧化氢催化氧化和臭氧化均导致有机物分子量分布向小分子的方向转移,氧化后水中以羧酸、醇、胺、酯、醚、烷烃为代表的含氧基团和饱和构造基团明显增多;过氧化氢催化氧化和臭氧氧化均有助于改善混凝处理和活性炭吸附处理的效果.关键词 腐植酸,臭氧,过氧化氢,催化氧化. 预氧化处理技术目前在许多国家和地区是用于去除水中异臭味和水中有机污染物,控制消毒副产物(DBPs )的重要方法.天然水体中消毒副产物的前驱物质主要是一些具有丰富官能团的大分子腐殖质,这些官能团不仅影响着消毒副产物的形成,而且在水处理过程中也影响腐殖质的去除[1,2].因此,氧化剂如何与腐殖质作用并影响其官能团结构成为饮用水处理所关注的问题之一. 本文运用热裂解2GC 2MS 方法,研究了臭氧和过氧化氢对腐植酸结构的影响,评价了预氧化处理直接去除水中有机物的效果以及对混凝常规处理工艺和活性炭吸附深度处理工艺的影响.1 实验部分111 实验方法 将底泥通过011mol ・l -1的Na OH 溶液溶解24h,取上清液置于HCl 溶液(调节pH 值<1)中沉淀,所得沉淀物即为腐植酸[3].将提取的腐植酸溶入去离子水中,配成所需浓度的水样.水样经0145μm 微孔滤膜过滤去除悬浮性成分,以保证所研究的对象为溶解性有机物(DOC ). 对水样分别进行臭氧氧化和过氧化氢催化氧化实验(反应温度控制在20±1℃),取样测定总有机碳(T OC )(日本岛津公司,T OC 25000A 总有机碳分析仪)和紫外消光度(UV 254)(日本岛津公司,UV1680型分光光度计). 分子量采用高效液相色谱法(HP LC )分析,色谱分离柱为日立W 520柱(15mm ×350mm ),分子量界限约为6000Da,柱子空隙体积约为12m l,试样用0145μm Cellul ose N itrate 滤膜过滤,注入体积为20μl .流动相为0102mol ・l -1Na 2HP O 4和0102mol ・l -1KH 2P O 4,流量为014m l ・m in -1[4]. 采用美国Finnigan 公司Trace2000型气相色谱质谱联用仪进行腐植酸的热裂解2GC 2MS 分析.热裂解温度为900℃,裂解时间20m s .采用电子轰击源(E I )的四极杆质谱检测,色谱柱为S UPELCO 公司PTE T M 25毛细管柱(30m ×0125mm ×0125μm ).采用无分流进样,载气(氦气)流量为018m l ・m in -1,进样口温度为280℃,柱温升温程序为:起始温度40℃,以3℃・m in -1的速度上升至200℃并保持2m in,最后以5℃・m in -1的速度上升至280℃并保持5m in .112 混凝和活性炭吸附实验 混凝采用杯罐实验,以硫酸铝(A l 2(S O 4)3・18H 2O )作为混凝剂,pH 值为510.水样体积为1000m l,采用上海实验仪器厂产DC 2506型智能六联搅拌机,混凝条件为:快速搅拌(200r ・m in -1)534 环 境 化 学24卷1m in;慢速搅拌(20r ・m in -1)30m in;静沉60m in 后取样测定相关水质指标. 活性炭吸附柱高1m ,柱径011m ,活性炭装填高度015m ,在不同滤速下进行吸附过滤实验.2 结果与讨论211 腐植酸的去除 图1为臭氧和过氧化氢单独氧化,以及过氧化氢在以Mn2+(218mg ・l -1),Cu 2+(312mg ・l -1),Fe2+(218mg ・l -1),O 3(015mg ・l -1)为催化剂时对水中总有机碳(T OC )和紫外消光度(UV 254)的去除情况.从图1可以看出,臭氧对UV 254的去除效果明显,去除率达70%左右,而过氧化氢单独氧化对UV 254的去除率为45%—50%.在几种催化剂的作用下,过氧化氢对UV 254的去除效果明显改善,其中臭氧催化(臭氧投量015mg ・l -1)的效果最好,去除率为82%,其次为Fe 2+,Cu 2+和Mn 2+,去除率分别为8015%,75%,6817%.从T OC 的去除情况来看,臭氧和过氧化氢单独氧化均无明显效果,而过氧化氢在几种催化剂的作用下能明显提高T OC 的去除率.由于T OC 代表水中有机物的总量,而UV 254反映的是水中芳香族或具有不饱和构造有机物的多寡[5,6],所以上述结果表明,臭氧和过氧化氢单独氧化均难以将腐植酸这样的有机物彻底氧化,而主要是在一定程度上改变了有机物的构造.在各种催化剂的作用下,过氧化氢催化氧化一方面起到改变有机物构造的作用,另一方面起到了直接去除有机物的功效.图1 臭氧氧化和过氧化氢催化氧化对腐植酸的去除F i g 11 Effect of ozonati on and hydr ogen per oxide oxidati on on the removal of hu m ic acids212 臭氧化和过氧化氢催化氧化对水中有机物结构的影响 图2为臭氧和过氧化氢在几种催化剂作用下,氧化前后水样的HP LC 分析结果.从图2可以看出,腐植酸原水的表观分子量主要集中在1000—6000Dalt on 的范围内.经臭氧或过氧化氢催化氧化后,大分子有机物的含量明显相对减少,而分子量小的有机物含量相对增加,尤其臭氧氧化和以Fe 2+和O 3作为催化剂时的过氧化氢催化氧化后分子量大于3000Dalt on 的物质基本消失,而分子量小于1000Dalt on 的物质明显增多. 选择臭氧氧化和以臭氧作为催化剂的过氧化氢催化氧化两种条件,通过热裂解2GC 2MS 分析考察了氧化前后水中有机物结构的变化情况.结果如图3所示,原水中GC 2MS 谱图中峰数最多,且以苯环为主结构的峰最多,其成分主要是以苯环结构为主的芳香类有机物,苯环上的主要官能团包括酮、酯、羧酸、醛、酚等,经臭氧化和过氧化氢催化氧化后,水中有机物以羧酸、醇、胺、酯、醚、酰、烷烃类有机物为主,说明经过臭氧氧化和过氧化氢催化氧化水中有机物的结构发生了较大变化,一些复杂的芳香族有机物被氧化分解为简单的含氧链状类有机物,使有机物发生开环和断链.在以臭氧为催化剂的过氧化氢催化氧化的条件下,氧化产物中羧酸类更多,说明过氧化氢催化氧化对有机物的氧化更为彻底. 5期金鹏康等:腐植酸臭氧氧化和过氧化氢催化氧化处理特性比较535图2 臭氧氧化以及过氧化氢催化氧化对水中有机物分子量分布的影响F i g12 Effect of ozonati on and hydr ogen per oxide oxidati on on the molecular weight distributi on图3 过氧化氢的催化氧化与臭氧氧化热裂解2GC2MS分析结果F i g13 Pyr olysis2GC2MS analysis results 环 境 化 学24卷536213 预氧化处理对混凝和活性炭吸附效果的影响 将各种条件下预氧化后的水样分别进行混凝和活性炭吸附处理,图4为处理过程中T OC和UV254去除率的比较.从图4可以看到,预氧化能在很大程度上改善混凝和活性炭处理对T OC和UV的去254除效果,尤其是对活性炭吸附效果的改善更为明显.比较几种预氧化方案的效果,可知臭氧单独氧化就能起到大幅度改善混凝和活性碳处理效果的作用,特别是对T OC去除的促进作用.过氧化氢单独氧化的作用不明显,但配用催化剂后,其对混凝和活性炭处理的促进作用得到改善.尤其是在以O3和Fe2+作为催化剂的情况下,过氧化氢对活性炭处理的促进作用非常明显. 由图2和图3的结果可知,腐植酸经过预氧化处理后,一是大分子的有机物会转化成小分子有机物,二是具有不饱和构造的有机物(环状或多键构造)会转化为饱和构造的有机物(单键构造),从而导致羧基、羟基等脂肪族基团的增加.一般来说,含有羧基、羟基的脂肪类有机物易于与铝盐作用形成铝盐络合物[7,8],因此,预氧化有利于改善后续混凝效果的原因主要在于有机物分子结构的改变.对于活性炭吸附而言,分子量小,构造简单的有机物更容易得到吸附去除[9],这是预氧化有利于改善活性炭处理效果的主要原因.图4 预氧化处理对混凝和活性碳吸附的影响F i g14 Effect of p reoxidati on on coagulati on andG AC ads or p ti on3 结论 (1)过氧化氢和臭氧单独作为氧化剂对水中以T OC为代表的有机物总量基本上没有去除作用,浓度的降低,表明两种氧化剂的功能均在于改变有机物的构造特征,而臭氧单但均能导致水中UV254独作用的效果要优于过氧化氢. (2)在几种催化剂的作用下,过氧化氢的氧化效果能得到很大改善,对T OC和UV的去除效254果都明显提高.其中O(投量015mg・l-1)作为催化剂的效果最好,Fe2+次之,而Mn2+和Cu2+的3催化效果较差.与臭氧单独氧化相比,过氧化氢催化氧化的特点在于达到较好UV去除的同时,对254T OC也有明显的去除效果. (3)HP LC分析表明,过氧化氢催化氧化和臭氧氧化均导致有机物分子量的分布向小分子方向转移,说明预氧化的一个重要作用是将水中大分子有机物转化为小分子有机物.热裂解2GC2MS分析结果进一步表明,预氧化后水中以羧酸、醇、胺、酯、醚、烷烃为代表的含氧基团和饱和构造基团明显增多,且过氧化氢催化氧化对有机物的作用比臭氧氧化更强. (4)过氧化氢催化氧化和臭氧氧化均有助于改善混凝处理和活性炭吸附处理的效果. 5期金鹏康等:腐植酸臭氧氧化和过氧化氢催化氧化处理特性比较537参 考 文 献[1] H ildeshei m M E,Cant or K P,Lynch C F et al.,D rinking W ater Source and Chl orinati on Byp r oducts:R isk of Col on and RectalCancers.Epide m iology,1998,9(1)∶29—35[2] A r ora H,LeChevallierM W and D ixon K L,DBP Occurrence Survey[J].J.AWWA,1997,89(6)∶60—68[3] Amy G L,CollinsM R,Kuo C J et al,Comparing Gel Per meati on Chr omat ography and U ltra Filtrati on f or the MolecularW eight Charac2terizati on of Aquatic O rganic Matter[J].J.AWWA,1987,79(1)∶43—49[4] Ta mbo N and Ka mei T Treatability Evaluati on of General O rganic Matter.Matrix Concep ti on and Its App licati on for a Regi onalW ater andW aste W ater Syste m[J].W ater R esearch,1978,12(11),931—950[5] 金鹏康,王晓昌,水中天然有机物的臭氧化处理特性.环境化学,2002,21(3)∶259—263[6] Griffini O,I ozzelli P,The I nfluence of H2O2in Oz onati on Treat m ent:the Experience of the W ater Supp ly Service of Fl orence[J].O zone Sci.Engng.,1996,18(2)∶117—126[7] SchnitzerM and Khan S U,Hum ic Substances in the Envir onment[M].Ne w York:1972[8] Plankey B J and Patters on H H,Kinetics of A lum inum-Fulvic acid Comp lexati on in Acidic W aters[J].Environm ental Science andTechnology,1987,21(6)∶595—601[9] Ca mel V,Ber mond A,The U se of Oz one and A ss ociated Oxidati on Pr ocesses in D rinking W ater Treat m ent[J].W ater Research,1998,32(11)∶3208—3222COM PAR I S O N O F THE CHARACTER I ST I CS O F O ZO NAT I O N AND HYD RO GEN PERO X I D E CATALY T I C O X I DAT I O NO N THE TREAT M ENT O F HU M I C AC I D SJ I N Peng2kang WAN G X iao2chang BA I Fan(School of Envir onmental and Munici pal Engineering,Xi’an University of A rchitecture and Technol ogy,Xi’a n,710055)ABSTRACT This paper mainly studied the characteristics of oz onati on and hydr ogen per oxide(HO2)catalytic oxida22ti on on the treat m ent of hum ic acids.The effects of oz onati on and hydr ogen per oxide catalytic oxidati on on the treat m ent of hum ic acids were evaluated by T OC and UV254,and the structure and molecular weight before and after oxidati on were analyzed by Pyr olysis2GC2MS and HP LC.The results showed that oz one(O3)and H2O2 can be effective t o re move UV254but less effective t o re move T OC.The re moval of UV254and T OC by H2O2 could be i m p r oved as s ome catalysts wre app lied.O3a mong the catalysts was the best,and Fe2+was better, and then Mn2+and Cu2+were worse.Both the ozonati on and hydr ogen per oxide catalytic oxidati on resulted in the frag mentati on of the macr o molecules t o s maller ones,and the organic matterswith functi onal gr oup s of car2 boxyl,hydr oxyl,ket one,ether,ester and s ome chain hydr ocarbon were increased after oxidati on.The result of this study als o indicated that oz onati on and hydr ogen per oxide oxidati on can i m p r ove the treatability of coa2 gulati on and activated ads or p ti on. Keywords:hum ic acids,oz one,hydr ogen per oxide,catalytic oxidati on.。
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臭氧脱硝原理
臭氧脱硝原理臭氧脱硝是一种常用的工业废气处理方法，它通过臭氧氧化和还原反应，将废气中的氮氧化物（NOx）转化为氮气和水，从而达到净化废气的目的。
臭氧脱硝原理主要包括以下几个方面：1. 氮氧化物的生成和危害。
氮氧化物是工业废气中的主要污染物之一，它们对大气环境和人体健康都具有一定的危害。
氮氧化物的生成主要来源于工业生产过程中的高温燃烧和化学反应，如锅炉燃烧、汽车尾气排放等。
它们不仅会导致大气污染，还会造成酸雨的形成，对植物生长和土壤质量造成损害，同时还会对人体的呼吸系统和心血管系统产生不良影响。
2. 臭氧脱硝的原理。
臭氧脱硝是利用臭氧氧化氮氧化物，将其转化为无害的氮气和水。
臭氧在高能紫外线的作用下会分解成自由基氧原子，这些氧原子具有很强的氧化能力，能够与氮氧化物发生氧化反应，将其转化为氮气和水。
臭氧脱硝过程中的化学反应主要包括以下几个步骤，首先是臭氧的分解生成氧原子，然后氧原子与氮氧化物发生氧化反应，最终生成氮气和水，从而达到净化废气的目的。
3. 臭氧脱硝设备。
臭氧脱硝设备主要包括臭氧发生器、反应器和废气处理系统。
臭氧发生器是用来产生臭氧气体的装置，通常采用电解水或紫外线辐射的方式生成臭氧。
反应器是用来进行臭氧与废气中氮氧化物的氧化反应的装置，通常采用填料式或管式反应器。
废气处理系统则是用来收集和处理已经净化的废气，通常采用吸附剂或过滤器对废气进行进一步处理，以确保排放的废气达标排放。
4. 臭氧脱硝的优势和不足。
臭氧脱硝相比传统的化学吸收和催化还原等废气处理方法具有许多优势，如处理效率高、操作成本低、无二次污染等。
但是，臭氧脱硝也存在一些不足之处，比如臭氧的生成和使用成本较高，设备运行稳定性差，需要定期维护和更换等。
总之，臭氧脱硝是一种有效的工业废气处理方法，它通过臭氧氧化和还原反应，将废气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水，达到净化废气的目的。
随着环保意识的增强和环保政策的不断加强，臭氧脱硝技术将在工业废气治理中发挥越来越重要的作用。
次氯酸钠、二氧化氯和臭氧的比较
次氯酸钠、二氧化氯和臭氧的比较目前,从水体消毒的种类来说,有氯气、次氯酸钠、漂白粉、三氯异氰尿酸(二氯异氰尿酸钠)、二氧化氯、双氧水、臭氧等药剂和方式,此外还有紫外线消毒等一些手段。
氯气、次氯酸钠、二氧化氯和臭氧都是工农业生产和日常生活中比较容易见到的几种强氧化剂,除臭氧以外,它们均为非天然存在的化学物质。
一般都可以用作水体杀生剂。
它们不仅具有灭杀细菌和病毒的功能,还能够漂白纸张、纤维以及用作化学合成等。
广泛用于自来水消毒、游泳池水消毒、污水处理、循环水除藻、造纸工业、化学合成业、以及医药卫生和防疫等各个领域。
但是,不同的药剂具有不同的性能和特点,就如同不同厂家的产品具有并不相同的质量一样。
氯气、次氯酸钠、二氧化氯和臭氧在物理化学性能上,以及实际使用中都有很大的区别。
就这几种消毒剂的应用来讲,次氯酸钠最为安全有效,易于储存,使用最为方便。
在国外许多发达国家,如美国、德国、日本等对氯气的使用有严格的限制,氯气主要用于污水处理。
而公用场所和中小型自来水厂一般不再使用液氯,而多使用次氯酸钠液体进行消毒。
当然,也可根据用水量的情况,采用其它消毒方法。
如小量饮用水的消毒就可以采用诸如紫外线、臭氧、双氧水等手段进行灭菌杀毒。
有关氯气的性能和使用情况,我们已很熟悉了。
液氯的杀菌效果很好,且容易获得,经济廉价,而且投加方便,占用地方很小,但其安全性比较低,管理上容易疏忽。
在这里,不再对液氯的情况进行详细分析,具体探讨和比较一下次氯酸钠、二氧化氯和臭氧三种消毒剂的性能以及相关设备的使用特点。
次氯酸钠次氯酸钠的分子式是N aOC ,l属于强碱弱酸盐,它清澈透明,是一种能完全溶解于水的液体。
但由于次氯酸钠液不易久存,次氯酸钠多以电解低浓度食盐水现场制备。
次氯酸钠液体可通过电解食盐水制备,这种设备称为次氯酸钠发生器。
次氯酸钠的生成过程可以通过化学方程式表达如下: 其总反应表达如下:N aC l+ H2 O N aO C l+ H2电极反应:阳极:2Cl-- 2eCl2阴极:2H++ 2e H2溶液反应: 2N aOH + C l2N aC l+ N aOC l+ H2O当然,次氯酸钠消毒液体以次氯酸钠发生器生产为最佳。
臭氧 过氧化氢
臭氧过氧化氢臭氧和过氧化氢是两种常见的化学物质，它们在不同的领域中具有重要的应用价值。
本文将分别介绍臭氧和过氧化氢的性质、制备方法以及主要应用领域。
一、臭氧臭氧（O3）是一种具有强氧化性的无色气体。
它的分子由三个氧原子组成，相较于氧气（O2），臭氧的化学活性更强。
1. 性质臭氧具有较强的氧化能力和杀菌作用。
它能与许多物质发生反应，使其分解、氧化或脱色。
由于其活性极高，臭氧在空气中很快分解，因此无法长时间储存或运输。
2. 制备方法臭氧可通过电晕放电或紫外光照射氧气而制备。
电晕放电法是将氧气通入电晕放电装置中，通过高电压电晕放电使氧气分解生成臭氧。
紫外光照射法是利用高能紫外光照射氧气，使氧气分子发生裂解产生臭氧。
3. 应用领域臭氧具有强氧化性和杀菌作用，因此在水处理、污水处理和空气净化等领域具有广泛应用。
在水处理中，臭氧可用于去除水中的有机物、重金属和异味物质。
在污水处理中，臭氧可用于氧化分解有机污染物。
此外，臭氧还可以用于空气净化，去除空气中的有害气体和异味。
二、过氧化氢过氧化氢（H2O2）是一种无色液体。
它的分子由两个氧原子和两个氢原子组成，具有较强的氧化性。
1. 性质过氧化氢是一种稳定性较差的化合物，易于分解释放氧气。
它可以与许多物质发生反应，具有较强的氧化能力和杀菌作用。
2. 制备方法过氧化氢可通过电解水或氧化反应制备。
电解水法是将电流通入水中，使水分解产生过氧化氢和氧气。
氧化反应法是利用氧化剂氧化某些物质，使其产生过氧化氢。
3. 应用领域过氧化氢在医药、化工和环境等领域有重要应用。
在医药领域，过氧化氢可用作消毒剂和漂白剂。
在化工领域，过氧化氢可用于有机合成反应和废水处理等。
在环境领域，过氧化氢可用于土壤修复和环境污染治理等。
臭氧和过氧化氢是两种常见的化学物质，它们具有强氧化性和杀菌作用，在水处理、污水处理、空气净化、医药和化工等领域有重要应用。
我们可以通过合理利用臭氧和过氧化氢的性质和制备方法，发挥它们在不同领域的作用，为人类的生活和环境改善做出贡献。
主流的高级氧化技术原理及优缺点
主流的高级氧化技术原理及优缺点
主流的高级氧化技术包括光催化氧化、臭氧氧化和过氧化氢氧化等。
光催化氧化技术的原理是利用光催化剂（如钛酸锶、二氧化钛等）在光照条件下产生电子和空穴，通过电子和空穴的氧化还原反应来降解有机污染物。
光催化氧化技术具有处理效率高、无二次污染、操作简便等优点，但存在光催化剂寿命短、光吸收范围窄等缺点。
臭氧氧化技术的原理是利用臭氧（O3）的强氧化性，将有机污染物氧化为无害的物质。
臭氧氧化技术具有高效杀菌、去除异味等优点，但存在臭氧生成成本高、臭氧分解产生有害物质等缺点。
过氧化氢氧化技术的原理是利用过氧化氢（H2O2）的氧化性质，将有机污染物氧化为无害的物质。
过氧化氢氧化技术具有操作简便、无二次污染等优点，但存在过氧化氢生成成本高、处理效率低等缺点。
不同的高级氧化技术具有各自的原理和优缺点，选择适合的技术需要根据具体的污染物以及处理要求来确定。
次氯酸钠、二氧化氯和臭氧的比较
次氯酸钠、二氧化氯和臭氧的比较目前,从水体消毒的种类来说,有氯气、次氯酸钠、漂白粉、三氯异氰尿酸(二氯异氰尿酸钠)、二氧化氯、双氧水、臭氧等药剂和方式,此外还有紫外线消毒等一些手段。
氯气、次氯酸钠、二氧化氯和臭氧都是工农业生产和日常生活中比较容易见到的几种强氧化剂,除臭氧以外,它们均为非天然存在的化学物质。
一般都可以用作水体杀生剂。
它们不仅具有灭杀细菌和病毒的功能,还能够漂白纸张、纤维以及用作化学合成等。
广泛用于自来水消毒、游泳池水消毒、污水处理、循环水除藻、造纸工业、化学合成业、以及医药卫生和防疫等各个领域。
但是,不同的药剂具有不同的性能和特点,就如同不同厂家的产品具有并不相同的质量一样。
氯气、次氯酸钠、二氧化氯和臭氧在物理化学性能上,以及实际使用中都有很大的区别。
就这几种消毒剂的应用来讲,次氯酸钠最为安全有效,易于储存,使用最为方便。
在国外许多发达国家,如美国、德国、日本等对氯气的使用有严格的限制,氯气主要用于污水处理。
而公用场所和中小型自来水厂一般不再使用液氯,而多使用次氯酸钠液体进行消毒。
当然,也可根据用水量的情况,采用其它消毒方法。
如小量饮用水的消毒就可以采用诸如紫外线、臭氧、双氧水等手段进行灭菌杀毒。
有关氯气的性能和使用情况,我们已很熟悉了。
液氯的杀菌效果很好,且容易获得,经济廉价,而且投加方便,占用地方很小,但其安全性比较低,管理上容易疏忽。
在这里,不再对液氯的情况进行详细分析,具体探讨和比较一下次氯酸钠、二氧化氯和臭氧三种消毒剂的性能以及相关设备的使用特点。
次氯酸钠次氯酸钠的分子式是N aOC ,l属于强碱弱酸盐,它清澈透明,是一种能完全溶解于水的液体。
但由于次氯酸钠液不易久存,次氯酸钠多以电解低浓度食盐水现场制备。
次氯酸钠液体可通过电解食盐水制备,这种设备称为次氯酸钠发生器。
次氯酸钠的生成过程可以通过化学方程式表达如下: 其总反应表达如下:N aC l+ H2 O N aO C l+ H2电极反应:阳极:2Cl-- 2eCl2阴极:2H++ 2e H2溶液反应: 2N aOH + C l2N aC l+ N aOC l+ H2O当然,次氯酸钠消毒液体以次氯酸钠发生器生产为最佳。
臭氧脱硝的介绍
臭氧脱硝的介绍一.前言目前成熟的脱硝工艺有低氮燃烧系统、选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）、臭氧脱硝等各种工艺。
每种工艺都有个人的优缺点和适用的条件。
对于大型的燃煤锅炉最佳的技术手段是选择性催化还原法（SCR），对于垃圾焚烧、水泥窑炉和循环流化床锅炉（CFB），选择性非催化还原法（SNCR）是一个比较经济的工艺。
除此之外还有许多机组既不适用SCR也不适用SNCR，而臭氧氧化脱硝法正好适合此类机组。
本文将从原理、化学反应过程、主要影响因素、系统构成和CFD辅助设计等方面介绍臭氧脱硝工艺。
二.臭氧脱硝原理在介绍臭氧脱硝的原理前，首先要介绍一下臭氧。
臭氧（O3）是氧的高能态存在形式，无色，有特殊臭味，极不稳定，具备奇特的强氧化性,可以有效的去除氮氧化物、二氧化硫、氯氟有机物等，同时可以灭菌、去污、漂白、除臭等，臭氧的分解化学物质的过程当中还原成(O2)或生成水(H2O)，不产生二次污染。
在自然界中，主要由雷电所产生，它是“天赐的净化剂”。
由于臭氧的这种净化特性，采用人工的臭氧发生器使得臭氧在水处理行业得到了广泛的应用。
臭氧在水中对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快，对有机化合物等污染物质去除彻底而又不产生二次污染，因此饮用水杀菌消毒是臭氧应用的最主要部门，自来水行业是臭氧的最大市场。
除了在水处理方面的应用，臭氧还能有效的治理氮氧化物污染，而且是无催化剂，无还原剂，零排放的循环清洁工艺。
臭氧脱除氮氧化物已经在FCC（石油化工的催化裂化）得到了广泛的应用，是具备零吸收剂，零催化剂，零污染的先进清洁工艺。
臭氧的氧化能力极强，从下表可知，臭氧的氧化还原电位仅次于氟，比过氧化氢、高锰酸钾等都高。
此外，臭氧的反应产物是氧气，所以它是一种高效清洁的强氧化剂。
臭氧脱硝系统采用臭氧作为脱硝的反应物，把臭氧通过臭氧格栅均匀的注入烟气中，把不溶性的氮氧化物（NO）转变成为水溶性氮氧化合物（NO2或N2O3，或N2O5）。
氧化法脱硝效率
氧化法脱硝效率
《氧化法脱硝效率》
氧化法脱硝是一种常用的工业废气处理方法，通过将废气中的氮氧化物（NOx）转化成无害的
物质来减少大气污染。
在氧化法脱硝中，氧化剂通常是用作氧化剂的物质，如臭氧、过氧化氢或二氧化氮等。
在氧化法脱硝中，NOx会被氧化成较为稳定的亚硝酸盐或硝酸盐形式，从而达到减少废气中NOx排放的目的。
氧化法脱硝效率的高低取决于氧化剂的使用量和反应条件等因素。
一般来说，氧化法脱硝的效率可以达到90%以上，这取决于废气的成分、温度、压力等因素。
在工业生产中，可以通过对反应条件进行优化和控制，以提高氧化法脱硝的效率。
然而，氧化法脱硝也存在一些限制，如对氧化剂的需求较大、废气中存在其他干扰物等。
因此，在实际应用中，需要综合考虑各种因素，以选择最适合的氧化法脱硝工艺，并进行技术优化，以确保脱硝效率的最大化。
总之，氧化法脱硝作为一种有效的工业废气处理方法，其脱硝效率取决于多种因素，通过合理的工艺选择和技术优化，可以提高脱硝效率，从而减少大气污染。
臭氧双氧水高级氧化
臭氧双氧水高级氧化
臭氧双氧水高级氧化
臭氧双氧水高级氧化，是一种利用臭氧以及双氧水，分解物质的一种氧化方法，可以被用于处理垃圾，土壤污染，中和污水等，该方法可以大大提高氧化剂应用的效率，减少污染物在环境中的残留，有效防治污染环境，达到清洁环境的目的。
关于臭氧双氧水高级氧化，我们可以简单对其原理和过程进行讲解，该工艺结合臭氧及双氧水来氧化有机物，可以在较短的时间内实现有效的氧化作用，原理是把臭氧和双氧水分辨，臭氧在双氧水中氧化有机物，双氧水也可以氧化有机物，从而改变污染物的结构，使之变得无害、无毒，最终形成无毒无害的有机物及水分子，从而实现污染物的降解过程。
在使用臭氧双氧水高级氧化处理有害污染物时，必须要充分把握氧化剂及污染物的浓度，和水的流量，保证反应的正常进行，在处理有害污染物时还需要考虑是否有有抑制作用等，必要时添加辅助剂，以提高污染物的氧化效果，实现快速、有效的氧化处理。
以上就是臭氧双氧水高级氧化的原理及其使用方法和注意事项，臭氧双氧水高级氧化是一种有效、高效的处理有害污染物的技术，它可以有效防治环境污染，保护环境。
致谢
在此特别感谢各位参与此次研究的人员，他们投入了大量的心血和精力，帮助我们完成了此次的研究。
特别感谢来自不同学科的专家
们，他们以自己的聪明才智和专业知识，为我们提供了宝贵的帮助。
感谢化学、微生物、机械等不同专家们提供的宝贵的意见和建议，最后希望该研究能够取得实际应用，为人类创造更好的环境。
臭氧发生器脱硝优缺点
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臭氧发生器脱硝优缺点
脱硝原理
利用臭氧的强氧化性，可以把不溶于水的低价氮氧化物氧化成易溶于水的高压氮氧化物，再利用碱液等洗涤液进行吸收，从而 达到脱硝的目的，同时还可以脱除金属。
脱硝特点
1、节能，烟气温逃逸及储存。 3、脱硝效率高，可达90%以上。 4、臭氧为气体，不使用催化剂，不增加风阻。 5、适用于石油炼化、生物质电厂、工业窑炉、垃圾焚烧、热电厂、火电厂、焦化厂等不同工况。
二氧化氯和臭氧比较
给水处理中二氧化氯与臭氧的应用比较发表：石来源：本站点击：826 更新时间：2004-3-12 文章录入：2222出自：乔勇张玉先（同济大学环境科学与工程学院）目前，我国给水中应用的氧化消毒剂以液氯为主。
但随着源水污染的变化，废水中各种有机物的含量有所增加，运用液氯消毒会产生氯代有机物，其中有的产物具有致突变作用。
为满足人们对水质要求的不断提高，寻求能替代氯的更安全而经济的新型氧化消毒剂，成为今后给水处理的一个发展方向。
其中，较有前途的是二氧化氯（ClO2）和臭氧（O3）。
1.二氧化氯（ClO）21.1 二氧化氯的应用十九世纪初，美国科学家Dary H.发现了ClO2气体。
二十世纪40年代，二氧化氯开始应用于食品加工的杀菌消毒，造纸的漂白和水的净化处理等。
由于二氧化氯不会与有机物反应而生成THMs，所以在饮用水处理中应用越来越广泛。
1983年，美国国家环保局（EPA）提出饮用水中三氯甲烷含量必需低于0.1mg/L，并推荐使用ClO2消毒。
二氧化氯消毒的安全性被世界卫生组织（WHO）列为A1级，被认定为氯系消毒剂最理想的更新换代产品。
目前，美国和欧洲已有上千家水厂采用ClO2消毒；我国则多用于造纸、纺织等行业，并逐步应用于自来水厂。
在给水处理中，ClO2不仅可以作为高效的消毒剂，还可考虑投加在原水、沉淀池前或滤池前，进行预氧化或中间氧化，以控制嗅味（尤其是氯酚或藻类副产物嗅味等），防止微生物滋长，加强混凝过滤；也可用于去除水中的铁、锰和色度。
另外，欧洲一些国家将ClO2、O3即Cl2结合起来用于饮用水处理，取得了较好的效果。
1.2 二氧化氯的物理性质二氧化氯（ClO2）常温（20℃）下是一种黄绿色的气体，具有与氯气、臭氧类似的刺激性气味，分子量67.45，比空气重，熔点-59℃，沸点11℃。
ClO2极易溶于水而不与水反应，22℃时溶解度约为氯的5倍，达2.9g/L。
ClO2在水中的溶解度随温度升高而降低。
双氧水脱硝技术解读
双氧水脱硝技术解读一、低温烟气脱硝技术介绍(组合氧化法)我司合作伙伴自2006年起携手上海交通大学、上海电力学院共同研发、设计、制造工业锅炉高效脱硫设备。
2010年起与上海交通大学共同研发成功臭氧脱硝技术，利用臭氧氧化NO、转化为能被液体吸收的高价态的NOX，研制成功国内首台套“脱硫脱硝结晶一体化设备”，填补了国内工业锅炉臭氧脱硝技术的空白，脱硫脱硝液实现了零排放，达到国际领先水平。
公司拥有发明专利2项，实用新型专利11项。
公司秉承“科技领先，敢于创新”的精神，产学研结合，与上海交通大学共建了“创新环保与工程联合研发中心”，坚持科技创新，在大气污染治理科技领域保持领先地位。
1.低温脱硫脱硝工艺脱硫脱硝工艺流程图组合氧化法脱硝主要是利用臭氧和双氧水的强氧化性，将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物，然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收，达到脱除的目的。
我公司在臭氧同时脱硫脱硝过程中 NO的氧化机理进行了研究，对臭氧在烟道的投放、布气方式、气相混合方式，温度控制影响、粉尘影响等做了全面的模拟实验，总结并构建出 O3与 NOX之间详细的化学反应机理，该机理比较复杂。
在实际试验中，可根据低温条件下臭氧与 NO的关键反应进行研究。
低温条件下，O3与NO之间的关键氧化反应如下:烟气中的NO、NO2与臭氧发生反应，生成高价态氮氧化物:NO+03?NO2+O2 (1)NO2+O3?NO3+O2 (2)NO2+NO3?N2O5 (3)O3?O2+O (4)NO+O?NO2 (5)脱硝吸收主要反应原理如下:NO+NO2+H2O?2H++2NO2- (6)2NO2+H2O?2H++NO2-+NO3- (7)N2O5+H2O?2H++2NO3- (8)NO3-+NO?NO2-+NO2 (9)2H++CO32-?H2O+CO2 (10)H++OH-?H2O (11)2. 低温脱硫脱硝系统组成a. 臭氧发生系统:臭氧发生系统由氧气源、臭氧发生器、电气控制系统、冷却水系统组成。
臭氧与双氧水
臭氧的知识臭氧（ozone）是一种强氧化剂和催化剂，具有广谱、高效的杀菌作用。
臭氧用于消毒已有近百年的历史，目前臭氧主要用于饮水消毒、污水处理、空气消毒、食品保鲜、冷藏冷冻物品除菌、医院消毒、家庭消毒等方面，在工农业中的应用也日趋广泛和深入。
一、理化性质臭氧是由三个氧原子组成的氧的同素异形体，常态下为淡蓝色气体，有特殊的刺激性，臭氧在水中的溶解度为3%，是氧的10倍，臭氧不稳定，易分解，在水中臭氧的半衰期与温度和PH值有关，PH值越高，分解越快；温度越高，分解也越快，在20℃，PH为7.6时半衰期约为21~22min。
臭氧具有极强的氧化能力，其标准氧化还原电位达2.07V。
这种强氧化性对微生物具有较强的杀灭作用。
由于臭氧的不稳定性和毒性使其应用受限，现在新型臭氧发生方法的产生使它在消毒领域内的应用范围不断拓宽。
二、对微生物的杀灭作用臭氧是一种高效消毒剂，可以杀灭各种微生物。
（一）对细菌繁殖体臭氧对细菌繁殖体具有较好的杀灭作用，但不同细菌对臭氧的抵抗力不同，敏感菌和抗力强的细菌之间杀灭浓度相差2倍。
臭氧对表面上污染的细菌繁殖体的杀灭效果国内研究较多，李綏晶等（1997）报道在温度为20~25℃，RH为48％的条件下，臭氧对表面上的大肠杆菌作用30min（浓度为0.258mg/L）。
可杀灭99.9％～99.99％。
而林辉等（1995）的试验结果显示，臭氧浓度为0.49 mg/L，作用60min时可杀灭物体表面99.99％的金葡菌和大肠杆菌。
郭兰英等对光氧消毒仪（利用紫外线照射压缩空气产生臭氧）的表面消毒效果进行检测，臭氧浓度为9.37min/m³，作用5min，可杀灭大肠杆菌99.9％、金葡菌99.8%以上，作用30min(浓度78.64mg/m³)，两者杀灭率均达99.99%。
（二）对细菌芽孢臭氧对空气、水中和表面上的芽孢均有杀灭作用，用管式臭氧发生器对气溶胶中的枯草杆菌黑色变种芽孢进行消毒，在18～24℃，ＲＨ为90％～95％，15min的杀灭率就达99.94％，用沿面放电等离子体臭氧发生器作用15min可把99.9％的枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭，20min杀灭率达100％。
[原创]过氧化氢灭菌系统与传统的甲醛熏蒸及臭氧的比较
![[原创]过氧化氢灭菌系统与传统的甲醛熏蒸及臭氧的比较](https://img.taocdn.com/s3/m/7586cb16b42acfc789eb172ded630b1c59ee9b09.png)
过氧化氢与甲醛、臭氧的区别00项目DF-100雾化过氧化氢灭菌甲醛熏蒸臭氧残留DF-100基本是表面空间零残留，需要在灭菌过程后对于白色晶体做清洁工作，而且残留很难完全清除需要去除残留，而且完全去除同样很困难化学品毒性过氧化氢无毒性破坏环境，且具有致癌性强氧化性及对人体呼吸系统的危害，EPA不予认证消毒灭菌效果log6的广谱灭菌效果，如孢子、真菌等无法完全达到log6的孢子杀灭效果高浓度时具有杀灭孢子的效果，但是由于裂解快，所以在洁净室内很难达到杀灭孢子的效果，往往只能杀灭活菌整体灭菌时间2-6个小时至少2天广大使用者采用的是每天操作的方式，这样对于洁净室环境的相容性是一个潜在的危害残留中和无需中和需要中和清洁——2010版药品GMP指南P419洁净区环境空间消毒——P418洁净区环境空间消毒认证过氧化氢消毒液EN认证因为残留难以清除等问题，FDA和欧盟检查官不予认可，故欧美先进制药、生物科技企业已经摈弃这种方式——残留检测系统德国德尔格accuro可监测过氧化氢残留————成本评价从残留、化学品毒性、灭菌效果以及符合国际相关标准的认证等各个方面，都是需要被考虑到成本中的。
更少的停工时间，更简易的操作，更好的员工保护，这些都决定了DF-100雾化过氧化氢灭菌系统的高性价比！甲醛危害00甲醛（HCHO）又名蚁醛，无色气体，具有辛辣刺激性气味。
气体密度为1.067千克/立方米，易溶于水和乙醇。
在常温下是气态，通常以水溶液形式出现，是一种极强的杀菌剂，具有防腐、灭菌和稳定功效，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
35-40％的甲醛水溶液俗称“福尔马林”。
甲醛的功用在医学和生物学领域，用35-40％的甲醛水溶液浸泡病理切片和动物标本，具有防腐作用；在纺织行业，甲醛是用于染料、服装后整理中的柔软剂，平整用的浆水等所需的一种化学助剂；在建材行业，甲醛是涂料、油漆以及人造板材工业制造脲醛树脂、酚醛树脂胶的重要原料。
双氧水和臭氧
常见同素异形体
臭氧(O3)与氧气(O2) 金刚石与石墨 红磷与白磷 硫元素也有多种同素异形体
物理性质 不同 （2）同素异形体的性质
化学性质 几乎相同
3、过氧化氢
1、分子结构
分子式 H2O2
电子式
H ··O······O······H
结构式
H－O－O－H
过氧化氢是含有 键的
性分子。
2、物理性质
过氧化氢是一种无色黏稠液体，它的水 溶液俗称双氧水。
5、生成：3O2 放电 2O3 在空气中高压放电产生臭氧
破坏臭氧层的元凶是 氟氯代烷
2、同素异形体
1、臭氧(O3)与氧气(O2) 相同点： 两者都是由氧元素组成的单质。 不同点： 分子组成和结构不同，性质不同。 两者的关系： 都是氧元素的同素异形体。
2、同素异形体？
（1）定义 由同一种元素组成的几种性质不同的 单质，叫做这种元素的同素异形体。
2H2S + SO2 =3S + 2H2O
H2S + H2SO4 = S↓+ SO2↑+ 2H2O ※H2S气体不能用浓H2SO4作干燥剂
结束语
谢谢大家聆听！！！
14
Cl2 + H2O2 = 2HCl + O2
4、用途
氧化剂 漂白剂
利用过氧化氢的氧化性
消毒剂 脱氯剂 火箭燃料
实验室制氧气 利用过氧化氢的不稳定性
练习题
1.已知2O3 ＝ 3O2，下列说法不正确的是（ B ） A．这是一个化学反应 B．因涉及单质的变化，所以是氧化还原反应 C．O3与O2是同素异形 D．O3具有杀菌消毒作用
2、物理性质
无色臭鸡蛋气味的有毒 气体，能溶于水（1∶2.6）。
臭氧同时脱硫脱硝技术介绍
臭氧同时脱硫脱硝技术介绍摘要:对利用臭氧同时脱硫脱硝技术进行了综述，分析了臭氧对NOx的脱除机理。
臭氧同时脱硫脱硝技术具有明显的一体化脱除特性，但臭氧的发生费用却制约了它的应用。
介绍了目前国外在工程上应用的低温氧化技术(LoTOx)，分析了其脱除效果及优缺点。
煤炭作为主要能源物，其燃烧过程排放的SO2、NOx等污染物的总量很大，会造成严重的大气污染，危害人类健康。
对SO2的控制，目前较为成熟的技术是石灰石—石膏法，脱除效率可达95%以上。
此外还有炉内喷钙脱硫、电子束法脱硫等技术。
对NOx的控制分为两类，一类是控制燃煤过程中NOx的生成，主要有低氧燃烧法、两段燃烧法和烟气再循环法等。
另一类是通过物理化学方法进行脱除，主要有催化、吸收、吸附、放电等。
其中广泛应用的是选择性催化还原法(SCR)，脱除效率达90%以上。
随着国家对火电厂污染物排放的要求越来越严格，同时脱硫脱硝已成为烟气污染物控制技术的发展趋势。
目前国内外广泛使用的是湿式烟气脱硫和NH3选择催化还原技术脱硝的组合。
该技术的脱硫脱硝效率虽然高，但是投资和运行成本昂贵。
其他的脱硫脱硝技术还包括等离子体法、催化法、吸附法等，但只有少数进入生产应用。
烟气中NOx的主要组成是NO(占95%)，NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，从而可与后期的SO2同时吸收，达到同时脱硫脱硝的目的。
臭氧作为一种清洁的强氧化剂，可以快速有效地将NO氧化到高价态。
电子束法和脉冲电晕法虽然能够产生强氧化剂物质，如&middot;OH、&middot;HO2等，但工作环境恶劣，自由基存活时间非常短，能耗较高。
O3的生存周期相对较长，将少量氧气或空气电离后产生O3，然后送入烟气中，可显著降低能耗。
目前利用臭氧进行脱硫脱硝在国外已有工程应用实例，在我国还处于探索阶段。
1 臭氧脱硝机理臭氧的氧化能力极强，从下表可知，臭氧的氧化还原电位仅次于氟，比过氧化氢、高锰酸钾等都高。
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序号 1 脱硝机理 臭氧脱硝 利用臭氧氧化性，臭氧具有很高的氧化 电位2.07V，将烟气中的NO氧化为NO2， 并进一步氧化为N2O5，NO2与N2O5被碱液 吸收，经过曝气形成硝酸盐。 双氧水脱硝 利用双氧水的氧化性，双氧水氧化电位为 1.7V，氧化性低于臭氧，将烟气中的NO氧化为 NO2，少量氧化为N2O5，NO2与N2O5被碱液吸 收，经过曝气形成硝酸盐。 由于双氧水氧化性低于臭氧，在脱硝时SO2氧化 为SO3量远少于臭氧脱硝 需要投资双氧水储罐（PE罐）,输送泵和喷枪， 成本很低
5 药剂消耗
6 维护成本 7 脱硫脱硝塔形式
无复杂昂贵设备，维护费用极低 专利技术，脱硫脱硝一体化，在一个塔内完成 脱硫脱硝
8 副产物 9 适用锅炉 10 工艺成熟度
氮氧化物被氧化后被Mg(OH)2吸收，最终 氮氧化物被氧化后被Mg(OH)2吸收，最终转化为 转化为硝酸镁Mg(NO3)2,无毒无害 硝酸镁Mg(NO3)2,无毒无害 因运行维护成本高，只适合小型锅炉 相对较新的工艺，国内有应用，技术较 成熟 液氧储罐属于压力容器，需安监局备 案，并定期检验。臭氧发生器电离辐射 较强，臭氧泄漏会刺激呼吸系统，造成 神经中毒，破坏免疫力，加快人体衰老 。 适合于各型锅炉 相对较新的工艺，国内有应用，技术成熟
11 安全性ຫໍສະໝຸດ 27.5%的双氧水因浓度相对较低，不需报备。
由于臭氧氧化性很强，在脱硝的同时会 2 脱硫脱硝的选择性 将烟气中的SO2氧化为SO3，同时脱硫脱 硝 3 投资费用 需要投资臭氧发生器和液氧储罐（压力 容器）等设备，安全要求高，维护成本 高，投资成本高达几百万
4 电能消耗
电耗极高，以40Kg/h的臭氧发生器为 例，仅臭氧发生器的功率为220KW，按一 电耗低，仅循环水泵耗电，功率4KW,年电费 年运行7200h,电费0.65元/kw.h，一年电 1.87万元 费为102.96万元 需要液氧，约800元/吨，液氧/臭氧约为 10/1，按照40kg/h臭氧发生器不满负荷 产量为30kg/h条件下，每小时消耗液氧 300kg,年需液氧2160吨，费用172.8万元 臭氧发生器结构复杂，易耗件易损件较 多，价格昂贵，需要定期更换，维护成 本高 无需设置专门脱硝塔，可在烟道进行脱 硝，一般为一塔或者两塔 需要双氧水（27.5%浓度），约1500元/吨，每 小时消耗50kg，年消耗360吨，费用54万元。