高级氧化技术_催化臭氧化研究进展
高级氧化技术——催化臭氧化研究进展
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维普资讯
第 2巷 第 5 7 期
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玉林师范学院学报 ( 自然科学 )
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MNMR催化臭氧高级氧化系统技术说明-含与其它技术的比较WORD版2019
臭氧高级氧化是水处理技术中去除有机污染物的一种重要方法,能将很多有机物降解并改善其生物降解性能。
在不需要调整废水pH值情况,以催化铁为催化剂,能够促进O3分解产生羟基自由基,从而强化臭氧的氧化能力。
可以提高臭氧的利用效率、氧化速度和氧化能力,并提高了污染物的去除率。
臭氧具有强氧化性,臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性,在碱性溶液中拥有2.07V的氧化电位,其不仅可以消毒杀菌,还可以氧化分解水中污染物,但对污染物具有选择性且速度慢。
但臭氧在中性环境下,在催化铁的催化作用下,在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH,HO·(E0=2.8V)电位高,针对污染物反应能力强、速度快、可引发链反应,使许多有机物彻底降解。
废水的可生化性,利于二次生化。
达到降低COD、提高可生化性、脱色等;深度处理:用于生化出水的深度处理,强化降解剩余COD,实现矿化,达成废水提标排放或回用。
实现降低COD、提高可生化性杀菌、消毒、脱色、除异味等。
气/氧气)、在线臭氧分析仪(气相)、臭氧尾气破坏器、催化中心反应器、催化剂、水泵、气态臭氧质量浓度仪(BMT964)、气态臭氧质量流量计(E+H/AT70F)、水中臭氧浓度仪(W&T/OZ7)、臭氧微孔曝气装置,石英砂过滤器等。
以上系统配置,可根据实际情况增减子单元。
五、本催化臭氧高级氧化系统优势6.1 系统操作参数《室外排水设计规范》(GB50014-2006)七、相关比较八、工程案例展示(1)深圳光明污水处理厂-华星光电3.8万吨电子废水预处理(2)上海巴斯夫5000吨混合化工废水提标(3)靖江帝斯曼4000吨制药废水提标(4)福田集团盐城福汇纺织12000吨印染废水提标-去苯胺及脱色(5)绍兴污水处理厂高级氧化处理工程(中试规模100吨/天)(6)江西天新药业高级氧化处理工程(中试规模100吨/天)(7)宣伟涂料(南通)废水站高级氧化预处理工程。
废液处理中的高级氧化技术研究进展及应用实践
废液处理中的高级氧化技术研究进展及应用实践引言:废液处理是当前环境保护领域的重要课题之一,废液通常含有大量的有机物、重金属以及其他有害物质,对环境和人类健康造成严重威胁。
高级氧化技术被广泛应用于废液处理中,具有高效、可控、环境友好等优点。
本文将就废液处理中的高级氧化技术研究进展及应用实践进行探讨。
一、高级氧化技术简介高级氧化技术是一组基于氧化剂的化学过程,可通过产生强氧化性自由基对有机物进行氧化降解。
常用的高级氧化技术包括臭氧氧化、紫外光解技术、过氧化氢氧化、电化学氧化等。
这些技术能够有效降解有机污染物,并在环境中生成较为稳定的无毒产物。
二、高级氧化技术研究进展1. 臭氧氧化技术臭氧氧化技术是一种常见的高级氧化技术,通过臭氧的强氧化性实现对废液中有机物的降解。
近年来,前沿研究主要集中在提高臭氧生成效率、臭氧反应器的设计优化以及臭氧与其他氧化剂的协同作用等方面。
进一步研究发现,调节臭氧生成与反应器设计可以有效提高效率和经济性。
2. 紫外光解技术紫外光解技术是利用紫外光的辐射产生的自由基进行氧化降解。
研究表明,合理选择紫外辐射波长和光源功率可以显著提高反应速率。
此外,开展了对光催化和光光催化的深入研究,提高了紫外光解技术的效率和降解效果。
3. 过氧化氢氧化技术过氧化氢氧化技术是指通过过氧化氢进行氧化降解有机物。
近年来,研究人员主要关注的是寻找高效催化剂和反应条件的优化。
高效催化剂的应用可以加速过氧化氢的分解和生成氢氧自由基的速率,从而提高废液处理的效率。
4. 电化学氧化技术电化学氧化技术运用电流作为氧化剂直接氧化有机物。
研究证明,电极催化剂的开发以及运行参数的优化对电化学氧化技术的效果具有重要意义。
此外,采用电化学氧化与其他高级氧化技术相结合或与其他技术协同作用,能够进一步提高处理效率。
三、高级氧化技术的应用实践高级氧化技术在废液处理中的应用实践日益广泛。
以下是几个应用实践案例的介绍:1. 废水处理厂中的高级氧化技术废水处理厂面临着处理大量有机物和污染物的挑战。
非均相催化臭氧氧化作用机理研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 S1 期非均相催化臭氧氧化作用机理研究进展高雨飞1,鲁金凤1,2,3(1 南开大学环境科学与工程学院,天津 300350;2 南开大学天津市跨介质复合污染环境治理技术重点实验室,天津 300350;3 南开大学环境污染过程与基准教育部重点实验室,天津 300350)摘要:高级氧化技术作为治理难降解污染物、污水提标改造的有效处理技术发展迅速。
非均相催化臭氧氧化因氧化效率高、使用便捷等优势受到广泛关注。
当前研究主要集中于对高效催化剂制备及其降解效能方面,而对非均相催化臭氧氧化机理方面的探索和总结尚不完善。
本文根据非均相催化剂类型差异系统综述了催化臭氧氧化体系中重要的吸附作用机理以及催化氧化作用机理,讨论了金属氧化物材料的表面羟基、路易斯活性位点、氧化还原电偶,非金属材料的电子来源差异、表面官能团,复合材料的复合特性对臭氧的吸附与活性氧物种产生的影响。
同时总结了非均相催化氧化过程中活性氧物种之间的产生、转化与鉴定以及详细的羟基自由基和超氧自由基的相互转化过程,为后续发展非均相催化臭氧氧化技术提供参考。
关键词:非均相催化臭氧氧化;氧化还原电偶;电子来源;活性氧物种中图分类号:X-1 文献标志码:A 文章编号:1000-6613(2023)S1-0430-09Mechanism of heterogeneous catalytic ozone oxidation:A reviewGAO Yufei 1,LU Jinfeng 1,2,3(1 College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300350, China; 2 Tianjin Key Laboratory of Environmental Technology for Complex Trans-Media Pollution, Nankai University, Tianjin 300350, China; 3 KeyLaboratory of Pollution Processes and Environmental Criteria, Ministry of Education, Nankai University,Tianjin 300350, China)Abstract: Advanced oxidation has developed rapidly as an effective technology for the treatment ofrefractory pollutants and sewage upgrading. Heterogeneous catalytic ozone oxidation has attracted wideattention due to its advantages of high oxidation efficiency and convenient use. The current research mainly focuses on the preparation of highly efficient catalyst and its degradation efficiency, while theexploration and summary of the mechanism of heterogeneous catalytic ozone oxidation are not perfect. In this paper, the important adsorption mechanism and the catalytic oxidation mechanism in the catalyticozone oxidation system were summarized according to the type difference of heterogeneous catalysts. The effects of surface hydroxyl group, Lewis active site and redox coupling of metal oxide materials, electronic source differences and surface functional groups of non-metallic materials, and composite characteristics of composite materials on the adsorption of ozone and reactive oxygen species production were discussed.At the same time, the generation, transformation and identification among reactive oxygen species and the综述与专论DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0507收稿日期:2023-04-03;修改稿日期:2023-05-10。
高级氧化技术研究现状及其发展趋势
高级氧化技术研究现状及其发展趋势
高级氧化技术是指利用活性氧化剂(如臭氧、过氧化氢等)或光催化剂(如二氧化钛、氧化锌等)在一定条件下进行氧化反应,以去除有机物和无机污染物的技术。
目前,高级氧化技术已经广泛应用于水处理、大气净化、土壤修复等领域。
未来,高级氧化技术的发展趋势主要包括以下方面:
1. 提高反应效率和反应速率。
2. 减少反应条件对环境的影响。
3. 开发更具选择性的催化剂。
4. 发展能够适应不同类型污染物的高级氧化技术。
5. 将高级氧化技术与其他污染治理技术相结合,形成更加有效的综合治理方案。
6. 探索高级氧化技术在新能源、化工、材料、生物医药等领域的应用。
高级氧化技术是一种能够通过产生高活性自由基或者过氧化物等强氧化剂进行水处理和空气净化的方法。
目前,高级氧化技术已经被广泛应用于各个领域,包括饮用水、工业废水、土壤修复、空气净化等。
随着科学技术的不断发展,高级氧化技术也在不断创新和改进。
其中,一些主要的研究方向包括:(1)多相催化剂的设计与制备;(2)光催化技术的发展以及其在高级氧化反应中的应用;(3)电化学氧化技术的研究与发展;(4)高级氧化技术与其他技术的联合应用等。
未来,高级氧化技术将继续得到广泛应用,并且在环境治理领域中扮演着越来越重要的角色。
研究人员将继续探索如何提高高级氧化技术的效率和稳定性,降低成本,并且将该技术与其他技术相结合,以实现更加高效的环境治理。
高级氧化技术的研究进展
能耗的臭氧发生装置成为当前要解决的关键问题; ③在水中溶 解度较低,如何有效地使 O3 溶于水,提高 O3 利用效率已经成为 该技术研究的重点; ④研究 O3 与其它技术的联合使用,并能够 研制出催化效果好、寿命长、重复利用率高的催化剂。
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广州化工
2011 年 39 卷第 14 期
高级氧化技术的研究进展
张 婷1,2
( 1 中国矿业大学环境与测绘学院,江苏 徐州 221116; 2 江苏省资源环境信息工程重点实验室, 江苏 徐州 221116)
摘 要: 高级氧化技术是目前备受关注的新兴技术,特别是应用于难生物降解的有机废水。概述了高级氧化技术的原理和特
就目前来说,Fenton 法今后的研究方向: 一是深入对单一和 组合 Fenton 工艺的机理研究; 二是开发性能良好的催化剂; 三是 致力于如何降低处理成本,提高处理效率和普适性的研究。
2. 2 臭氧类氧化法
臭氧是一种氧化性很强的氧化剂,氧化还原电位为 2. 07 V, 能够氧化各种的有机物。但是,臭氧的化学性质极不稳定,在空 气和水中会慢慢分解成氧气,尤其在非纯水中,分解速度以分钟 计算[8],并且臭氧氧化有强选择性及分解有机物不彻底。为此, 臭氧的相关组合技术得到不断发展。
胡大芬等[9]进行了臭氧氧化结合氨水吸收的烟气脱硫脱氮 的研究。研究发现,用 氨 水 溶 液 吸 收 法 脱 除 烟 气 中 被 臭 氧 氧 化 的 SOΧ 、NOΧ ,二者的脱除率几乎达到 100% ,而且能在一定程度 上吸收 CO2 ,说明臭氧氧化结合氨水吸收同时脱氮脱硫是可行 的。
水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状
水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状臭氧化系统中,催化剂(固体)与反应溶液处于不同相,反应在固-液相界面进行的氧化方法称为多相催化臭氧氧化法。
近年来,多相催化臭氧氧化技术已经成为去除水中高稳定性、难降解有机污染物的关键技术之一。
利用固体催化剂协同臭氧氧化可以降低反应活化能或改变反应历程,从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。
1 氧化效能研究对于多相催化臭氧氧化技术,固体催化剂的选择是该技术是否具有高效氧化效能的关键。
在多相催化臭氧氧化技术中涉及的催化剂主要包括负载型过渡金属催化剂、(负载型)过渡金属氧化物催化剂以及具有较大比表面积的孔材料。
按照催化剂的不同,将多相催化臭氧氧化技术氧化效能的研究现状进行总结,结果见表1。
尽管研究者对多相催化臭氧氧化技术降解有机污染物已经进行了大量研究,但大多数是以蒸馏水作为本底,主要集中在对有机物的分解效率、矿化度(TOC去除率)、可生化性变化(BDOC)、三卤甲烷生成势(THMFP)等水质指标的考察。
2 实际应用效能研究多相催化臭氧氧化技术的大量研究工作是以蒸馏水作为本底,侧重于考察固体催化剂的催化活性。
作为一种新型水处理技术,多相催化臭氧氧化技术在实际水处理工程中的应用仍处于起步阶段;为提供实际应用基础试验数据,近年来研究者对应用多相催化臭氧氧化技术处理实际水体中有机污染物的效能进行了考察,其中对饮用水水源和污水中有机污染物的处理效果均有所涉及。
2000年,Gracia等利用TiO2/Al2O3催化臭氧氧化技术降解西班牙Ebro河水中的有机污染物(预处理去除悬浮颗粒物,初始TOC质量浓度=4.46mg/L;UV254=0.067)。
研究发现,催化剂的存在提高了TOC的去除率;多相催化臭氧氧化后用氯消毒,其副产物少于臭氧氧化后用氯消毒;多相催化臭氧氧化过程对有机污染的去除存在最佳臭氧投量。
Li等研究了AC/O3多相催化臭氧氧化与生物活性炭技术(AC/O3/BAC)联用去除密云水库中难降解有机物的效能。
高级氧化技术臭氧研究
H2S 富马酸
CL苯酚
3×109 ~105 >104 ~103
NH3 硝基苯 HOCN 乙酸
~5 0.09 <10-2 <3×10-3
随着人们不断深入研究臭氧的氧化机理,初步总结出臭氧对各类有机物的 臭氧化反应速率的氧化顺序:链烷基<醛<醇<多环芳香烃<酚<胺<链烯烃。
有机物中存在推电子基团会加快臭氧化反应速率,若存在吸电子基团就会 减弱臭氧对有机物的反应活性。
(3)臭氧降解有机物上机理体系还没完全形 成,我们还有很大空间改进。
谢谢观看
HO
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臭氧技术在水处理中应用简介
臭氧技术缺点有: (1) 臭氧技术的操作费用比较高。
成
HO
• 2
和
O
• 2
;
b 水中的杂质M会引发臭氧
分解从而产生另一些自由
基(·OH、O
• 3
、HO
• 3
污水高级氧化技术的研究现状及其新进展
污水高级氧化技术的研究现状及其新进展污水高级氧化技术的研究现状及其新进展一、引言随着人口增长和工业化进程的加快,污水排放量不断增加,对水资源的供给和环境的保护造成了巨大压力。
传统的污水处理方法往往无法有效去除含有毒性有机物的废水,因此需要寻找一种更高效、更环保的污水处理技术。
高级氧化技术被认为是一种能够有效去除难降解有机物的治水方法,近年来得到了广泛关注和应用。
在本文中,将对高级氧化技术的研究现状进行综述,并介绍其新进展。
二、高级氧化技术基本原理高级氧化技术是利用氧化剂产生高活性氧中间体以及自由基,对污染物进行氧化还原反应,以达到废水治理的目的。
常用的氧化剂包括臭氧、过氧化氢、次氯酸钠等。
利用这些氧化剂产生的自由基可以直接氧化有机物质,或者在催化剂的作用下实现有机物的降解。
高级氧化技术不仅可以去除难降解有机物,还能有效去除色度和重金属离子等特殊污染物。
三、高级氧化技术的研究现状近年来,针对高级氧化技术的研究逐渐增多,并涉及到不同的应用领域。
下面将对一些常用的高级氧化技术进行介绍。
1. 光催化氧化技术光催化技术利用半导体材料吸收光能激发电子,产生电子和空穴对,进而引发一系列氧化还原反应,实现有机物降解。
常用的光催化材料有二氧化钛、氮化铟等。
目前,一些研究已经成功应用光催化技术来处理含有毒性有机物的废水。
2. 高级氧化还原电化学技术电化学技术是利用电极产生电子和自由基,通过氧化还原反应解决水体中的污染物。
高级氧化还原电化学技术结合了电化学和高级氧化技术的特点,能够高效地去除有机污染物。
该技术主要包括电化学降解、电致化学氧化以及电化学生成臭氧等。
3. 电子束辐射技术电子束辐射技术是指利用高能电子辐照废水,产生一系列化学反应,从而去除有机物。
由于电子束能量高,能够快速引发一系列化学反应,因此能够实现废水中有机物的高效处理。
该技术通常应用于含有高浓度工业废水的处理。
4. 冷等离子体技术冷等离子体技术是指利用气体放电产生等离子体,通过等离子体反应装置实现废水处理和气体净化。
臭氧催化剂催化机理及其制备研究进展
希望通过本次演示的介绍,能为相关领域的研究和应用提供有益的参考和启 示。
参考内容二
一、引言
随着工业化的快速发展,水体中污染物的种类和数量不断增加,其中氯代硝 基苯类化合物是其中的一种重要污染物。这类化合物由于具有较大的毒性和稳定 性,因此对环境和人类健康造成了严重的威胁。为了有效地去除水中的氯代硝基 苯,
臭氧催化剂的未来研究方向
未来,臭氧催化剂的研究将更加注重提高催化剂的催化效果和稳定性。具体 来说,以下几个方面值得:
1、新型催化剂的研发:继续探索新型的臭氧催化剂,寻找具有高活性和高 稳定性的材料,以满足不同领域的应用需求。
2、催化机理的深入探究:进一步深入研究臭氧催化剂的催化机理,以期发 现新的反应路径和影响因素,为优化催化剂的性能提供理论指导。
技术的研究进展,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
臭氧催化氧化机理
臭氧催化氧化过程中,氧气分子首先通过催化剂的作用获得中心原子,然后 与污染物分子反应,使其分解成低毒性或无毒性物质。催化剂在臭氧催化氧化中 起着关键作用,它可以提高臭氧的分解速率,降低反应活化能,促进有机污染物 的氧化降解。
臭氧催化氧化技术的研究进展
溶胶-凝胶法是以金属盐为原料,经溶液、溶胶、凝胶化等步骤制备出催化 剂;浸渍法则是以载体为原料,将催化剂浸渍在载体上,再经干燥、焙烧等步骤 制备出催化剂。
臭氧催化剂催化机理
臭氧催化剂的催化机理主要包括吸附、反应和催化作用。具体来说,当臭氧 气体与催化剂接触时,臭氧分子首先在催化剂表面吸附,随后催化剂将臭氧分子 转化为具有高反应活性的自由基,这些自由基与反应物分子反应生成目标产物。
结论
本次演示介绍了臭氧催化氧化的机理及其技术的研究进展。臭氧催化氧化是 一种具有广泛应用前景的废水处理方法,其关键在于催化剂的选择和反应条件的 优化。尽管该领域已经取得了一些重要成果,但仍存在许多问题需进一步研究和 解决。
高级氧化技术在水处理中的研究进展
高级氧化技术在水处理中的研究进展高级氧化技术在水处理中的研究进展1.绪论水是生命之源,对人类和生态环境都具有重要意义。
随着人类活动的增加和工业化进程的发展,各种污染物大量排放到水体中,严重影响了水质的安全与可持续利用。
传统的水处理方法存在着效益低、工艺复杂和污泥产生多等问题。
因此,需要寻找一种高效、经济、环保的水处理技术,以满足当前社会的需求。
2.高级氧化技术的概念及分类高级氧化技术是指利用激活氧自由基(如羟基自由基)和非选择性的一氧化氮等强氧化剂,对污染物进行氧化降解的方法。
根据所用的氧化剂和反应条件的不同,高级氧化技术可分为臭氧氧化、过氧化氢氧化、超声波氧化、光催化氧化等。
3.高级氧化技术在水处理中的应用3.1 臭氧氧化技术臭氧氧化技术广泛应用于饮用水和污水处理中,可以有效去除水中的有机污染物、氨氮和异味物质等。
臭氧具有高效、快速、无毒的特点,在水处理中起到了强氧化剂和消毒剂的作用。
3.2 过氧化氢氧化技术过氧化氢氧化技术是利用过氧化氢和金属离子协同作用,降解有机污染物。
这种技术适用于饮用水、污水和废水的处理。
过氧化氢氧化技术可以在中性或微酸性条件下进行,操作简单,处理效果好,对水中的有机污染物也具有较好的降解能力。
3.3 超声波氧化技术超声波氧化技术通过引入超声波能量,产生剪切力和空化现象,加快溶氧速率,并产生局部高温和高压,提高氧化气体和水中物质的反应速度。
超声波氧化技术不受水质和污染物种类限制,对有机物具有高效降解能力。
3.4 光催化氧化技术光催化氧化技术利用光催化剂催化和光照效应,产生高活性的氧化剂,对有机污染物进行降解。
光催化氧化技术可以在室温下进行,具有节能、环保、高效、无二次污染的优点,应用前景广阔。
4.高级氧化技术的发展趋势4.1 多技术联用高级氧化技术与其他水处理技术相结合,可以充分发挥各自的优势,并将处理水质的效果最大化。
4.2 催化剂的研究与改进高级氧化技术中使用的催化剂直接影响反应速率和降解效果。
高级氧化技术在工业废水处理中的研究应用
高级氧化技术在工业废水处理中的研究应用高级氧化技术是一种通过生成高活性自由基或强氧化剂来降解废水中有机物的技术。
它在工业废水处理中具有许多重要的研究应用。
本文将介绍高级氧化技术在工业废水处理中的应用,并探讨其研究进展和未来发展趋势。
高级氧化技术包括光催化氧化、臭氧氧化和超声氧化等。
这些技术都可以生成高活性自由基或强氧化剂来处理废水中的有机污染物。
光催化氧化是最常见且研究最为广泛的高级氧化技术之一。
通过将催化剂与光源结合,可以利用光能激发催化剂表面产生自由基,进而降解废水中的有机物。
光催化氧化技术具有处理效果好、操作简单、无二次污染等优势,因此在工业废水处理中得到了广泛应用。
高级氧化技术在工业废水处理中主要应用于有机污染物的降解和废水的预处理。
有机污染物是工业废水中的主要污染物之一,它们对水体有毒性和致癌性,对环境和人体健康造成严重威胁。
高级氧化技术可以将有机污染物分解为无害的物质,从而达到净化废水的目的。
在工业废水处理过程中,常常需要对废水进行预处理,以去除其中的大颗粒物质和沉积物,以减少对后续处理设备的负担。
高级氧化技术可以通过氧化污染物表面产生的氧化物射线或化学反应来清除废水中的颗粒物质和沉积物,为后续处理设备提供干净的水体。
研究表明,高级氧化技术在工业废水处理中具有良好的效果。
许多学者通过实验研究和数值模拟等方法,对高级氧化技术的处理机理进行了深入的探讨。
他们发现,催化剂种类、光源强度、废水pH值等因素对高级氧化技术的效果有着重要影响。
在研究应用方面,许多学者通过改变催化剂的性质、优化光源的选择和设计新型反应器等手段,进一步提高了高级氧化技术的处理效率和稳定性。
尽管高级氧化技术在工业废水处理中取得了一定的成果,但仍存在一些挑战和问题。
高级氧化技术的成本较高,催化剂价格昂贵且易受到污染物的影响。
高级氧化技术的反应时间相对较长,需要较长的处理时间才能达到理想的净化效果。
高级氧化技术在实际应用中存在一定的局限性,例如对特定有机污染物的降解效果较差。
关于高级氧化技术处理抗生素废水的研究进展
关于高级氧化技术处理抗生素废水的研究进展一、高级氧化技术的概念高级氧化技术是指利用高能的氧化剂(例如臭氧、过氧化氢、臭氧/过氧化氢、超声波、光催化等)来对有机废水中的有机物进行氧化降解的技术。
这些高能氧化剂能够产生一定数量的活性氧,如羟基自由基(•OH)、过氧自由基(•O2-)和超氧自由基(•O3-),这些活性氧能够与有机物发生反应,将其分解为CO2、H2O等无害物质。
目前,针对抗生素废水的处理,高级氧化技术已经得到了广泛的应用。
文献报道了利用臭氧、臭氧/过氧化氢、超声波和光催化等高级氧化技术对抗生素废水进行处理的研究。
这些方法在降解抗生素残留物方面都取得了一定的成果,为解决抗生素废水污染问题提供了新的思路和方法。
1. 臭氧处理技术臭氧是一种强氧化剂,能够快速氧化降解有机物。
文献报道了利用臭氧处理抗生素废水的研究。
结果显示,臭氧能够有效地降解抗生素废水中的抗生素残留物,同时也具有较好的杀菌效果。
臭氧处理技术存在成本较高、稳定性差和产生一定数量的二次污染等问题,限制了其在实际应用中的推广。
2. 光催化技术4. 光催化臭氧/过氧化氢联合处理技术光催化臭氧/过氧化氢联合处理技术是将光催化技术、臭氧技术和过氧化氢技术相结合,以实现高效降解有机物的氧化技术。
文献报道了利用光催化臭氧/过氧化氢联合处理技术处理抗生素废水的研究。
结果显示,光催化臭氧/过氧化氢联合处理技术具有高效降解有机物的氧化能力和较好的稳定性,为抗生素废水的处理提供了新的思路和方法。
三、高级氧化技术处理抗生素废水的发展趋势随着高级氧化技术的不断发展,处理抗生素废水的研究也取得了一系列的进展。
未来,高级氧化技术处理抗生素废水的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 新型高级氧化技术的开发针对抗生素废水的处理,未来将继续开发新型高级氧化技术,如电子束辐照、等离子体处理、电化学氧化等,以提高抗生素废水的降解效率和降解速度。
2. 高级氧化技术与生物降解技术的整合高级氧化技术具有高效降解有机物的氧化能力,而生物降解技术具有高效降解废水中的有机物的能力。
臭氧高级氧化技术在水处理领域的研究进展
2 臭氧联用技术 2.1 超声强化臭氧氧化技术 超声波的超声空化作用, 通过声场中质点振动、次级衍生波等效应,为有机物的降 解提供了更多的途径,强化了 O3 的氧化效能。高丽等[6] 使用超声强化臭氧氧化技术,证实不论是酸性、碱性条 件,超声都可以促使臭氧分解产生·OH。谭江月[7]将 O3对 硝基苯胺废水进行降解时,分别采用单频和双频超声技 术 予 以 联 用,结 果 表 明,双 频 时 O3 对 废 水 的 处 理 效 果 更佳。 2.2 臭氧-生物活性炭联用技术 臭氧-生物活性炭联 用技术普遍应用于给水深度处理,其流程基本是在“混凝 →沉淀→过滤”的基础上,增加臭氧-生物活性碳单元。 李绍峰等[8]用臭氧-生物活性炭联用技术搭配膜技术处 理自来水,高锰酸盐指数去除率达 68.0%,运行效良好。 JANS 等[9]观察悬浮活性炭或炭黑对于特征溶液中臭氧转 化速率的影响,结果表明,活性炭存在时,臭氧转化为羟 基自由基产率较高。 2.3 O3/H2O2高级氧化技术 O3/H2O2系统对污染物的降 解速率是单一氧化过程的 2~200 倍,氧化过程不产生二 次污染,是所有高级氧化过程中最有效的处理饮用水的 方法。张萌[10]等探究了 O3/H2O2去除复选药剂丁基黄药, 结果表明,臭氧投加量一定,丁基黄药去除率随 H2O2投加 量的增加而提高。陈嘉祺 等 [11] 使用 O3/H2O2 去除制浆液 色度,结果表明,O3/H2O2 体系对制浆液有极好的色度去除 效果。童少平[12]等研究发现,H2O2 与臭氧协同降解污染 物质时,水中必须存在溶解臭氧,H2O2 的最佳投加量取决 于臭氧与有机污染物的反应活性。 3 结语
催化臭氧化_一种有前景的水处理高级氧化技术
催化臭氧化一种有前景的水处理高级氧化技术李来胜 祝万鹏 李中和 提要 介绍了均相和非均相催化剂增加臭氧氧化去除水溶液中有机物的效率,催化臭氧化能够氧化或降解单独臭氧不能氧化或降解的难降解有机物,减少后续氯化消毒工艺所形成消毒副产物如三氯甲烷等的含量。
关键词 催化剂 催化臭氧化 TOC去除率 自由基 水处理 消毒副产物0 引言随着工业的迅猛发展和人类物质生活水平的提高,水环境污染已是普遍存在的问题。
过去十年,许多国家都制定了十分严格的标准,这些标准都特别要求对生态系统有毒害影响的物质实施严格监控。
对那些有毒且难以生物降解的化合物,需要用非生物降解的其它处理技术去除,化学氧化法就是其中之一,其目的就是将这些难降解的有害物质氧化成二氧化碳、水和无机物或至少也要氧化成无害的物质。
许多文献[1~3]报道那些难生物降解的污染物常常具有高化学稳定性,很难完全氧化,因此采用比常规净化处理工艺更有效的技术是必要的。
催化臭氧化技术是近年发展起来的一种新型的在常温常压下将那些难以用臭氧单独氧化或降解的有机物氧化的方法。
同其它高级氧化技术如O3/ H2O2、UV/O3、UV/H2O2、UV/H2O2/O3、TiO2/UV 和CWAO等一样,催化臭氧化技术也是利用反应过程中产生大量高氧化性自由基(羟基自由基)来氧化分解水中的有机物从而达到水质净化。
羟基自由基非常活泼,与大多数有机物反应时速率常数通常为106~109M-1s-1[4~6],表1为某些有机物臭氧氧化与羟基自由基氧化速率比较。
从表1中可以看出羟基自由基与有机物反应的速率常数一般比臭氧与该有机物反应速率常数至少高出7个数量级。
与催化臭氧化相关文献可分为两类:利用溶液中金属(离子)的均相催化臭氧化和固态金属、金属氧化物或负载在载体上金属或金属氧化物的非均相催化臭氧化。
自从80年代末以来,催化臭氧化技术获得较快发展。
表1 臭氧、羟基自由基与某些有机物反应速率常数比较溶质K O3/M-1s-1KOH・/M-1s-1苯2±014a718×109硝基苯0109±0102a319×109间二甲苯94±20a715×109甲酸5±5a113×108甲酸根离子100±20b312×109乙二酸(<4×10-2)a114×106乙二酸根离子(<4×10-2)b717×106乙酸(<3×10-5)a116×107乙酸根离子(<3×10-5)a815×107丁二酸(<3×10-2)a311×108丁二酸根离子((3±1)×10-2)b311×108三氯乙烯17410×109四氯乙烯<011117×109 注:a在酸性且羟基自由基捕捉剂存在条件下;b在羟基自由基捕捉剂存在条件下。
催化臭氧氧化法中催化剂制备及其催化性能研究进展
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并展 望 了 今 后 催化 剂 制备 的研究 方 向
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催化臭氧氧化 技 术 由于 其诱 人 的 应 用 前景 而 得 到 广大 学 者 的青 睐
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催化 臭氧氧化技术 中高效催 化
一
剂 的制 备 已 成为众 多学 者 的研 究热 点
文 章主 要 介 绍 了催化剂 制备 的 几 种 常见 方法 (如 传 统 的浸渍法 共 沉 淀法 溶胶
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凝胶法 等)和 制 备 方 法 中使 用 的新技术 (如 等离子 体 技 术
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催化臭氧化技术处理水中污染物的研究进展
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一
平 衡 : F + 32 F 。+ 2H0 2 e 0+ H— 2 e 0+ 2 19 9 2年 A d e z i 等 发现 在 酸 性 环境 下 ,n n r o z M 可 以加速 草酸 的氧 化 , 与先前 N w l 和 H i n 这 oe 1 o g e的结论 致 ,即在 过渡 金属 臭氧 化 过程 中没 有 ・H直 接产 生 , 0
氧 化技 术 (O ) 为一 种 高效 、 济 的处理 方法 , 为研 A P作 经 成
究 的热点 。 而催 化臭氧 化技 术作 为一 种具 有 巨大应 用 前
景 的高级氧 化技 术正 逐渐被 运用 到水 处理 中 。 用该 技 运 术可 以氧化 c ,H, 烷 烃 , 0c 链 芳烃 , 乙醇和 氯 代烃 , 在 并
2 0V , 液 相 和 固相 嘲中对 有机 物 的处 理 已有广 .7) 在 因素 , 使应用 受到 了一 定 限制 。因此 近年 来 出现 的高级
泛 的研 究, 已应 用于 工业 和环 境 问题 中 。但 因其 经济 现
2 催化臭氧化机理
21 .均相催化臭氧化的机理
均相 催 化 臭氧 化 的机 理 是 利用 过 渡金 属 作 为催 化
关键词 :催化臭氧化: 臭氧; 羟基自由基; 水处理
1 言 前
臭 氧 是 一 种 强 氧 化 性 物 质 ( 准 氧 化 电 位 标
一
以氧化 分 解 的醇 、 、 酮 有机 酸 和酯 继 续 氧化 为 化学 结 构
饱 和 的短链烷 烃 。因此 , 化 臭氧 化工 艺对 有机 污染物 催
高级氧化技术研究现状及其发展趋势
一、研究现状
一、研究现状
废水高级氧化技术是一种高效、环保的废水处理技术,通过产生具有强氧化 性的自由基(如·OH),将废水中的有机污染物彻底分解为二氧化碳、水和无机 盐。目前,国内外研究者已对废水高级氧化技术进行了广泛研究,涉及芬顿反应、 光催化氧化、电化学氧化、超声波氧化等多种方法。
一、研究现状
四、结论与展望
四、结论与展望
废水高级氧化技术具有高效、环保的优势,已被广泛应用于各种废水处理场 景。然而,仍存在一些问题需要进一步解决,如反应条件优化、催化剂的活性与 稳定性提升、电能消耗降低等。未来,废水高级氧化技术的研究将朝着以下几个 方面发展:
四、结论与展望
1、反应条件优化:通过深入研究反应机理和过程,优化反应条件,提高废水 处理效率。
其中,芬顿反应通过在废水中加入芬顿试剂(H2O2和Fe2+),生成·OH,实 现有机污染物的氧化分解。光催化氧化则利用特定波长的光线照射催化剂(如 TiO2),产生电子和空穴对,进而形成·OH和·O2-,对有机污染物进行氧化还 原。
一、研究现状
电化学氧化则是通过电解废水,产生具有氧化性的阳极产物(如·OH和O3), 对有机污染物进行氧化。超声波氧化则是通过超声波的空化作用,产生高温高压 环境,实现有机污染物的裂解和氧化。
2、电化学氧化
2、电化学氧化
电化学氧化是将污染物置于电解液中,通过施加电压产生自由基(·OH)和阳 离子(H+),对污染物进行氧化还原反应,从而达到降解的目的。电化学氧化技术 具有设备简单、易操作、降解效果好等优点,但在处理高浓度污染物时,需要消 耗大量电能,因此运行成本较高。
3、生物氧化
3、生物氧化
一、高级氧化技术的研究现状
一、高级氧化技术的研究现状
高级氧化技术研究进展及展望
第35卷第8期2019年4月甘肃科技Gansu Science and TechnologyVol.35No.8Apr.2019高级氧化技术研究进展及展望姚丛(甘谷县引洸供水二期配套工程建设有限责任公司,甘肃甘谷741200)摘要:工业发展9环境保护之间的矛盾日趋突出,如何降低水相、气相难降解有机污染物的排放成为解决矛盾的关键:高级氧化技术(AOPs)具有处理效率高,反应周期短、应用范围广等优点,针对难降解有机物处理具有较好的应用前景’本文综述了近几年高级氧化技术的发展,从影响因素、应用领域、研究热点阐释学者研究成果,以期为高级氧化技术在难降解工业废水处理中的应用提供参考。
关键词:环境工程;高级氧化;难降解冇机物;研究进展中图分类号:X523随着工业技术的发展,化工材料引起的环境污染问题越发突出叫工业废水、垃圾渗滤液、含油废水等高负荷、难降解废水处理难题仍待解决。
难降解废水特点是成分复杂、pH波动大、COD负荷高且含有较高有毒有害物质,直接排放将导致众多环境次生问题,威胁人体健康。
目前,污水处理的主要方法物理法、化学法及生物法山7|。
针对难降解污(废)水,传统的处理工艺成本高、效率低,污染去除效果不理想叫因此,高级氧化技术(AOPs)的出现引起了学者对难降解污(废)水的研究,由于高活性自由基(-0H)的特性,产生的高电位可无选择的氧化难降解化合物,实现污染物去除和降低后续工艺的处理难度%本文综述了几种AOPs的研究进展,从影响因素、应用领域、研究热点等方面阐释近几年AOPs的研究方向。
1高级氧化技术简介高级氧化技术(AOPs)提出于上世界8()年代末,90年代逐步完善和发展,后被广泛应用于污(废)水预处理及城市污水深度处理。
经过几十年的发展,AOPs已成为一种“绿色技术”,并在污水处理、土壤修复等诸多领域得到了进一步的推广与应用㈣。
AOPs是利用光、声、电、磁、催化剂等技术,通过物理化学等过程催化产生大量活性极强的自由基(如-0H),该自由基具有强氧化性,可实现废水中难降解有机物的氧化.提高可生化性,主要包括Fenton法及类Fenton法冋、臭氧氧化法叫叭电催化氧化法”-叭过硫酸盐活化技术W81、湿式氧化法识饲等。
光催化臭氧氧化技术及其催化剂研究现状
光催化臭氧氧化技术及其催化剂研究现状光催化臭氧氧化技术及其催化剂研究现状近年来,环境污染日益严重,臭氧是一种常见的污染物之一。
臭氧对人体健康和环境产生负面影响,因此需要采取有效措施来降低臭氧浓度。
光催化臭氧氧化技术是一种有希望解决臭氧污染的先进技术,它结合了光催化和臭氧氧化的优势,能高效地降解臭氧。
光催化是一种利用光能激发催化剂表面电荷产生催化作用的技术。
在光照射下,催化剂表面的电子会受到光子的能量激发,从而形成激发态电子。
这些激发态电子能够与周围的氧气和水分子发生反应,产生活泼的氧化剂,如羟基自由基(·OH)。
这些活泼氧化剂能够高效地氧化臭氧分子,将其分解成无害的氧气和水。
在光催化臭氧氧化技术中,催化剂的选择对其性能起到至关重要的作用。
常见的光催化剂包括二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)和二氧化铟(In2O3)等。
这些催化剂具有较高的光吸收能力和较高的光电转化效率,能够有效地激发电荷转移反应,并促进臭氧分解反应的进行。
目前,许多研究团队致力于寻找更高效的催化剂,以提高光催化臭氧氧化技术的性能。
一种被广泛研究的催化剂是氧化物氮化物(Oxynitride)。
氧化物氮化物具有较窄的能带间隙和较高的光吸收能力,有望提高光催化臭氧氧化技术的效率。
此外,一些研究还尝试利用纳米材料改性催化剂,如纳米粒子掺杂、表面修饰等,来增加催化剂的活性和稳定性。
这些研究为光催化臭氧氧化技术的发展提供了新的思路和方法。
然而,尽管光催化臭氧氧化技术在实验室中显示出很大潜力,但在实际应用中仍存在一些挑战。
首先,催化剂的制备成本较高,限制了其大规模应用的可能性。
其次,光催化过程受到环境因素的影响较大,如温度、湿度和气体组分的变化等,这些因素可能导致催化剂的活性降低。
此外,光催化技术需要较长的光照时间,这增加了其在实际应用中的能耗。
综上所述,光催化臭氧氧化技术是一种有潜力的新型臭氧治理方法。
通过合理选择催化剂和改进催化剂的制备方法,可以提高光催化臭氧氧化技术的性能。
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YULINSHIFANXUEYUANXUEBAO高级氧化技术——催化臭氧化研究进展曾玉凤1,刘宏伟2,汪鹏华2,刘自力3,4(1.广西大学化学化工学院,高级工程师,广西南宁530004)(2.广西大学化学化工学院研究生,广西南宁530004)(3.广西大学化学化工学院教授,广西南宁530004)(4.广州大学化学化工学院教授,广东广州510006)【摘要】作为高级氧化技术之中的一个分支,催化臭氧化处理废水技术逐渐成为研究的热门领域.提高催化臭氧化效率的关键之处在于产生大量、持久的活性基团如·OH自由基,但其本质上涉及的是催化剂的选取问题.本文简要介绍了近年来均相催化剂和多相催化剂在催化臭氧化处理废水技术中的应用和研究进展.【关键词】催化臭氧化;均相催化剂;多相催化剂;高级氧化技术;臭氧;废水处理【中图分类号】X3【文献标识码】A【文章编号】1004-4671(2006)05-0066-04ResearchProgressinAdvancedOxidationProcess———CatalyticOzonationZengYu-feng1,LiuHong-wei1,WangPeng-hua1,LiuZi-li1,2(1.SeniorEngineerChemistryandChemicalEngineeringCollegeofGuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530004)(2.MAStudent,ChemistryandChemicalEngineeringCollegeofGuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530004)(3.Professor,ChemistryandChemicalEngineeringCollegeofGuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530004)(4.ChemistryandChemicalEngineeringCollegeofGuangZhouUniversity,Guangzhou,Guangdong510006)Abstract:Asabranchofadvancedoxidationprocess(AOP),catalyticozonationforwastewatertreatmentwasgraduallybecominganattractiveresearchfield.Thekeyproblemofenhancingefficiencyofcatalyticozonationwashowtoproducesustainableandlargeamountsofactivegroupssuchas·OHradical.Butessentially,itwasrelatedtotheprincipleofchoosingcatalyst.Thisarticlebrieflyreviewsabouthomogeneouscatalystandheterogeneouscatalystapplicationandresearchprogressinthetechnologyfordisposalofwastewaterwithcatalytico-zonation.Keywords:catalyticozonation;homogeneouscatalyst;heterogeneouscatalyst;AOP;ozone;wastewatertreatment第27卷第5期玉林师范学院学报(自然科学)Vol.27No.52006年JOURNALOFYULINTEACHERSCOLLEGE(NaturalScience)化学研究66玉林师范学院学报YULINSHIFANXUEYUANXUEBAO曾玉凤,刘宏伟,汪鹏华,刘自力高级氧化技术--催化臭氧化研究进展生命之源.随着工业的高速发展,通过各种途径进入水体中的化学合成有机物的数量和种类急剧增加,对水资源造成了严重的污染,已经威胁到了人类的生存与发展.多年来,科研工作者研究开发了许多废水处理方法,有的已成功应用于工业废水的治理之中,如沉淀、过滤、气浮、生化等等.处理有机废水常用的是低运行成本的生物处理方法,然而,对那些有毒且难以生物降解的有机化合物,需要用非生物降解的其它处理技术处理,高级氧化技术(AOP)[12]———催化臭氧化便是其中之一.催化臭氧化(Catalyticozonation)利用臭氧在催化剂作用下产生的·OH氧化分解水中有机污染物,由于·OH的氧化能力极强,且氧化反应无选择性,可快速氧化分解绝大多数有机化合物(包括一些高稳定性、难降解的有机物)[3].近年来,催化臭氧化技术的研究拓展到与光、超声、微波等方法联用,形成了光催化臭氧化(photocatalyticozona-tion),超声催化臭氧化(ultrasonicozonation),微波催化臭氧化(microwave-ozonation),电化学氧化(electro-ozonation)等技术.根据文献,催化臭氧化(catalyticozonation)研究主要分为两类:利用溶液中金属(离子)的均相催化臭氧化和固态金属、金属氧化物或负载在载体上金属或金属氧化物的非均相催化臭氧化.2均相催化臭氧化水溶液中的臭氧化学性质很复杂.如图2-1所示(机理由Staechlin和Hoigne提出[4]),臭氧分子通过链式反应机理产生羟基自由基,而羟基自由基会与臭氧分子反应产生一个超氧负离子(O2—·)及一个过氧化羟基自由基(HO2—·),之后两个基团再反应.这其中包括了链式反应机理的引发步.而向这样的体系中引入有机物可引起下述两个反应中的任何一个:(1)在链式反应之前,臭氧分子已直接与其反应(2)通过电子转移的方式产生臭氧阴离子自由基(O3—·)接着通过水体系中的质子化反应,臭氧阴离子自由基分解产生羟基自由基,与有机物官能团发生反应.如:C=C、C≡C、芳香化合物、杂环化合物、碳环化合物,=N—N、C≡N、C—N、C—Si、—OH、—SH、—NH2、—CHO、—N=N—等.但考虑到,羟基自由基并不稳定且具有非常活泼的反应性,因而必须要通过辅助方式在原位持续大量的产生,如投加H2O2或Fenton试剂或UV照射,才能对目标底物产生有效作用.图2-12.1H2O2/O3H2O2/O3氧化降解过程是一种高效降解过程.此种高级氧化技术在饮用水处理中应用较为广泛.原因在于只需向臭氧反应器中加入过氧化氢即可.日本在20世纪70年代末开始研究,美国在80年代将其用于城市污水处理中[5].臭氧与过氧化氢总反应如(1)所示[6],其机理为自由基链式反应.此过程可辅以紫外线照射而大大提高羟基自由基的产率[7].H2O2+2O3→2OH-+3O2(1)H2O2→2OH-(2)钟理等人[8]在研究此类反应后认为,反应过程是自由基还是直接臭氧氧化反应控制,取决于溶液的pH及过氧化氢与臭氧的初始摩尔浓度比.他通过研究甲苯和叔丁醇的降解过程发现,过氧化氢的加入起着催化产生OH·自由基的作用.在较低的初始过氧化氢与臭氧摩尔浓度比或PH<7时,反应过程为直接O3氧化反应控制;在较高的初始过氧化氢与臭氧摩尔浓度比或碱性条件下,有机物的降解过程为自由基反应控制,且反应速率显著加快.研究发现反应级数相对于臭氧、过氧化氢和污染物浓度分别为一级.然而有关最佳n(O3):n(H2O2)对污染物降解的影响仍有争议.石砜华[9]等研究表明过氧化氢与臭氧摩尔浓度比在0.5 ̄1.4之间,催化剂H2O2投加量存在最优值,在一定浓度范围内增加H2O2投加量有助于提高硝基苯的去除率,但未确切指出最优值.2.2Fenton/O3此种组合体系的OH·自由基产率应当较高,这可由三个角度分析.首先,对于由亚铁盐和过氧OOH·O·HO·O+O+HO{OOH}O·HOO-OOOHO-·HO→←H化学研究67YULINSHIFANXUEYUANXUEBAO2006年玉林师范学院学报第5期化氢组成的Fenton试剂自身而言,Fe2+可与过氧化氢反应分解产生OH·[10].Fe2++H2O2→Fe3++OH-+OH-(3)其次,Fe2+的存在可起到催化臭氧分解释放OH·自由基的作用[11],而H2O2的作用如方程(1)所示.Fe2++O3→Fe2++O2(4)FeO2++H2O→Fe3++OH-+OH-(5)黄华等人[12]的研究支持上述分析.他们对由活性红紫X-2R配成的模拟废水进行处理.研究显示,O3-H2O2-Fe2+体系催化效果比O3-Fe2+体系要好,COD去除率可提高20%左右,与纯O3氧化相比COD去除率可提高近40%,而且O3-H2O2-Fe2+体系催化氧化效果提高的程度高于O3-H2O2-Cu+体系,这是由于CuCl难溶于水,而在H2O2存在的情况下,可变价金属离子催化效果较好.然而,有关Fenton/O3与其他AOP处理废水效果的对比分析报道较少.2.3金属离子催化臭氧化用于均相催化臭氧化处理的催化剂一般为过渡金属的盐类,如Fe(II),Mn(II),Ni(II),Co(II),Cd(II),Cu(II),Ag(I),Cr(III),Zn(II).马军等人[13]在研究Mn(II)催化臭氧氧化难降解农药莠去津时认为,O3与Mn(II)反应生成的新生态水合二氧化锰是臭氧在水中分解生成OH·链反应的引发剂.通过考察腐殖质和自由基清除剂CO32-对催化氧化过程的影响,进一步证实了莠去津的降解遵循着自由基反应机理[14,15].施银桃等[16]观察到,在相同臭氧化处理时间内,随Mn(II)浓度的升高,邻苯二甲酸二甲酯去除率逐渐增大,即Mn(II)的催化作用随催化剂浓度的升高而提高,但当Mn(II)浓度大于0.1mg/L后,邻苯二甲酸二甲酯去除率在初始pH值为5.79和6.83条件下增大并不明显,且在初始pH值为3.11条件下反而下降.Gracia等[7]人验证了在腐殖质臭氧化处理中Mn(II),Fe(II),Fe(III),Cr(III),Ag(I),Cu(II),Zn(II),Co(II)andCd(II)等金属硫酸盐的催化活性.发现在臭氧化腐殖质过程中,对比同等试验,引入过渡性金属离子可显著提高腐殖质的去除率.其中,Mn(II)(TOC去除率,62%)和Ag(I)(TOC去除率,61%)的效果最好.而引入Fe(II),Cd(II),Fe(III),Cu(II),Zn(II),Co(II),Cr(II)并未怎么改善TOC去除效果.而且他们认为,腐殖质的矿化与否与臭氧的投加量无关.3多相催化臭氧化3.1金属负载催化臭氧化中国科学院曲久辉等人[17]用浸渍-还原法制备了催化剂Cu/Al2O3臭氧化处理甲草胺.文章报道,虽然在甲草胺的降解速率上,催化臭氧化与单独臭氧化相比没什么不同,但在TOC去除率上前者比后者提高了20% ̄60%.且观察到降解过程中,前者体系中产生了更多的Cl-与NO3-,这在很大程度上说明是由于引入催化剂的结果.EPR试验则证实了使用催化剂的臭氧化过程中产生了大量的OH·,这应该是催化臭氧化反应的发生的主要途径.但据相关报道,Cu/Al2O3及Cu/TiO2需要较大的臭氧臭氧投加量而不适于水处理[7].3.2金属氧化物(活性组分)负载催化臭氧化图3-1Legube和Karpel等人[18]解释了关于金属氧化物(载体)表面上的金属在多相催化臭氧化水溶液过程中的作用.如图3-1所示为催化剂的参与反应的循环过程.首先,臭氧氧化催化剂表面上的金属而释放羟基,接着有机分子(如水杨酸)在吸附其表面之(MeoxA)后,发生电子转移的氧化反应形成还原态的催化剂(MeredA·),而有机自由基集团(A·)随之从催化剂表面脱附并被存在于体相中或双电薄层中的OH·或O3氧化,但被双电薄层中OH·或O3氧化的可能性更大.S.Imamura和M.Ikebat[7,19]研究了负载于石英砂上等体积的各种催化剂对O3分解的催化活性.他们发现,Ag2O,NiO,Fe2O3,Co3O4,CeO2,Mn2O3,CuO等催化活性较高,而Pb2O3,Bi2O3,SnO2,MoO3,V2O5等催化活性较低.电导测试表明前者多为P型半导体,后者多为N型半导体.P型半导体氧化物的臭氧分解活性较高,其原因可能是H2OAHMeoxAMeredAMeoxOHadsorptionorgaricsoxidationbyanelectrontransferH2OOH+O2generationOHdesorptionMeredOHAO3orOHO3H+HO3化学研究68曾玉凤,刘宏伟,汪鹏华,刘自力高级氧化技术--催化臭氧化研究进展反应产生的O2-,O22-等阴离子氧物种通过库仑力与催化剂表面作用而能在P型半导体上稳定存在,使其电导增加,从而增强了催化剂的反应活性.印红玲等人[19]依据半体导体类型原理选择氧化锰作为催化剂,该催化剂具有较高的臭氧分解活性.较早的研究表明,在催化活性组份的选择上金属氧化物比相应的金属活性要高,而金属氧化物中以MnO2选择最多,而且MnO2还是对O3分解活性最好的活性组分之一[20].4结语作为高级氧化技术之一的催化臭氧化技术,由于其具有处理效率高、速度快、彻底、无二次污染、可连续操作及占地面积小等众多优点,具有广阔的发展前景.但是,臭氧化处理技术目前还处不动声色实验研究阶段,其反应机理、影响因素还有待进一步研究.■【参考文献】[1]张彭义,祝万鹏.臭氧水处理技术的进展[J].环境科学进展,1995,3(6):18-25.[2]薛向东,金奇庭.水处理中的高级氧化技术[J].环境保护,2001,6:13-15.[3]李来胜,祝万鹏,李中和.催化臭氧化———一种有前景的高级水处理氧化技术[J].给水排水2001,27(16):26-29.[4]ColinCooperandRobbieBurch,investigationofcatalyticozonationfortheoxidationofhalocarbonsindrinkingwaterpreparation[J].Wat.Res.,1999,33(18):3695-3700.[5]储金宇,吴春笃,陈万金,陈志刚.臭氧技术及应用[M].10-20,25-27.[6]SantiagoEsplugasJaimeGiménezSandraContrerasEstherPascualMiguelRodríguez,Comparisonofdifferentadvancedoxidationprocessesforphenoldegradation.[J].Wat.Res.,2002,36:1034-1042[7]BarbaraKasprzyk-Hordern,MariaZiólek,JacekNawrocki,Catalyticozonationandmethodsofenhancingmolecularozonereactionsinwatertreatment[J].AppliedCatalysisB:Environmental,2003,46:639-669.[8]钟理,詹怀宇.高级氧化技术在废水处理中的应用研究进展[J].上海环境科学,2000,19(12):568-571.[9]石砜华,马军.O3/H2O2与O3/Mn氧化工艺去除水中难降解有机污染物的对比研究[J].环境科学,2004,25(1):72-77.[10]RobertoAndreozziVincenzoCaprioAmedeoInsolaRaffaeleMarotta,Advancedoxidationprocesses(AOP)forwaterpurificationandrecovery[J].CatalysisToday,1999,53:51-59[11]RoserSauledaEnricBrillas,Mineralizationofanilineand4-chlorophenolinacidicsolutionbyozonationcatalyzedwithFe2+andUVAlight[J].AppliedCatalysisB:Environmental,2001,29:135-145[12]黄华,王炳坤,徐永庆,陈建林.复合催氧化法处理生物难降解性有机废水.南京大学学报[J].1995,31(2):248-254[13]MaJ,GrahamNJD.Preliminaryinvestigationofmanganese-catalysedozonationforthedestructionofatrazine[J].Ozone:Sci.Eng.,199719(3):227-240[14]MaJ,GrahamNJD.Degradationofatrazinebymanganese-catalysedozonation:influenceofhumicsubstances[J].War.Res.,1999,33(3):785—793[15]MaJ,GrahamNJD.Degradationofatrazinebymanganese-catalysedozonation:influenceofradicalscavengers[J].War.Res.,2000,34(3):78—793[16]施银桃,李海燕,曾庆福,陆晓华.Mn(II)催化臭氧氧化去除水中邻苯二甲酸二甲酯的研究[J].武汉科技学院学报,2002,15(1):39-42[17]JiuhuiQuHaiyanLiHuijuanLiuHongHe,OzonationofalachlorcatalyzedbyCu/Al2O3inwater[J].CatalysisToday,2004,90:291-296[18]B.Legube,N.KarpelVelLeitner,Catalyticozonation:apromisingadvancedoxidationtechnologyforwatertreatment[J].CatalysisToday,1999,53:61-72.[19]印红玲,谢家理,杨庆良,尹臣,王艳,冯易君.臭氧在金属氧化物上的分解机理[J].化学研究与应用,2003,15(1):1-5.[20]BDhandapani,STOyama.GasphaseozoneDecompostioncataysts[J].Appl.Catal.B,1997,(11):129-166【收稿日期2006-04-18】【责任编辑谢明俊】化学研究。