催化臭氧氧化设备结构形式及工业化应用

催化臭氧氧化设备结构形式及工业化应用

随着经济的发展，大量工业废水、生活污水有机污染物的超标排放，造成了水体环境严重富营养化问题，目前很多地方的治理只注重对有毒重金属的处理，而忽略了有机污染物潜在的危害性，废水中大量的有机污染物。

光催化氧化法可分解有机污染物是当今公认的最前沿最有效的处理技术，臭氧氧化设备成功的解决了光催化氧化技术的工业化运用难题，所采用光催化氧化技术，废水有机污染物分解后的产物为水、二氧化碳及无害的无机盐，从根本上解决了有机污染问题。

目前, 用金属氧化物半导体作催化剂进行光催化氧化降解有机污染物的研究, 已引起了国内外众多学者的关注。为了提高光催化氧化反应效率，臭氧氧化设备是必不可少的。

现在已有多种形式的臭氧氧化设备应用于光降解的研究及实际废水的处理,并取得了一些成果,但同时也暴露出许多问题,为此有许多人从不同的角度对如何提高臭氧氧化设备的效能及实用性开展了大量的工作。

臭氧氧化设备的结构形式

目前，常用的是流化床式。所谓流化床式即负载了TiO2颗粒的载体，在反应器中以悬浮状态存在。优点为一方面可使催化剂颗粒多方位受到光照，并且在悬浮扰动下可防止催化剂钝化，提高催化剂利用效率;另一方面也解决了悬浆体系固液分离难的问题。而且还可以消除光生电子，提高反应效率;pH 值是确定反应速率的一个重要参数，在酸性条件下更有利于甲基橙的降解，反应物的初始浓度越高将会减少光的穿透,从而降低光催化氧化的反应速率;催化剂的负荷存在着一个最佳量，从而使催化剂的存在不对光的照射产生屏蔽效应。

提高DO浓度的反应器

通过向反应器内加入氧化剂以结合颗粒表面过剩的电子，可抑制表面光生电子和空穴的复合，提高光量子利用率。氧化剂中最易获得、最经济和最有效的电子受体就是分子氧，如何提高废水中的溶解氧量将是光催化反应器设计的关键技术之一。

为了促进有效界面上氧的转移，反应器的设计是采用阶梯式的平板排列方式代替单层的平板结构，当反应液从一个平板落到另一个平板时形成了跌水，从而促进了液膜的曝气,同时紊流作用也加强了液膜内有机污染物向催化剂表面的传质。在提高液体溶液DO水平的研究中发现，阶梯式反应器的运行情况好。并且在浅槽内交错地安置挡板，显著地改善了反应器中的水流状态，加强了废水与光催化剂间的传质，从而提高了光催化反应的效率。此种新型曝气网联结多层结构的光催化反应器具有加工简单、操作容易、工程造价和运转费用低等特点，易于实现工业化应用。