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關于臭氧催化氧化

為使污水達到排入某一水體或再次使用的水質要求，需要對污水進一步處理，目前臭氧氧化技術在水處理技術中已經被廣泛應用，臭氧是應用最廣泛的新型氧化劑，其在水污染的處理中，可以有效的將受到污染水體中的有機物以及腐殖酸進行有效的氧化分解，還可以對污水中的各種細菌和病毒進行高效的去除。同時，剩余的臭氧在催化劑的存在下能迅速分解，形成氧氣，故不存在二次污染問題。

臭氧催化氧化，主要遵循羥基自由基(·OH)鏈式反應機理，即在催化劑作用下加速臭氧分解生成·OH，利用反應過程中產生的大量強氧化性羥基自由基來氧化分解水中有機物，能夠在常溫常壓下將那些難以被臭氧單獨氧化或降解的有機物氧化。相比于單獨臭氧氧化，它更加經濟，安全，同時提高了臭氧的利用率與氧化能力。

臭氧氧化法水處理的工藝設施主要由臭氧發生器和氣水接觸設備組成，常用在污水深度處理，污水回用等領域，具有去除效果好，無二次污染、操作簡便等特點。

工程中設計臭氧工藝需要的注意事項：

1、提高臭氧和廢水直接或間接反應的效率

臭氧（O3）和羥基自由基（?OH）是兩種最強的氧化劑。臭氧分子直接與化合物反應稱為直接反應；臭氧分子轉變為羥基自由基后和化合物的反應稱為間接反應。羥基自由基的標準氧化還原電位（2.8V）要高于臭氧（2.07V），換言之，?OH的氧化能力要強于臭氧。

在實際廢水應用中，臭氧氧化工藝遇到的難題來源于兩方面，廢水中存在大量高濃度的能與臭氧快速反應的化合物（如酚）和其它高濃度物質（如鹽類和碳酸鹽 等）。一方面，因為這些能與臭氧快速反應的化合物濃度高，所以傳質是臭氧氧化的限速步驟；另一方面，因為水中可能存在大量的臭氧分解的抑制劑以及羥基自由基的捕獲劑，終止了以間接反應過程為主要途徑去除污染物的臭氧氧化反應，使得那些難以被臭氧直接氧化的污染物不能通過臭氧間接氧化的方法去除。

因此，如果把臭氧氧化作為主要處理單元，就要投加大量的臭氧，這樣臭氧氧化工藝就不是經濟有效的技術。所以，廢水處理工程中，把臭氧氧化作為其它工藝的輔助工藝其目的是降低難降解化合物的毒性或進一步提高廢水的可生化性。

在臭氧氧化過程中，廢水的組成及各組分的濃度決定了臭氧氧化的難易程度。研究發現，具有某些特定官能團的化合物（如芳香環、不飽和碳氫化合物等）非常容易與臭氧反應，而其它的一些化合物（如飽和碳氫化合物、醇類、? 醛 類等）與臭氧較難反應（或反應活性較差）。若廢水中含有的物質變為不易與臭氧反應的物質，那么臭氧間接反應將起主要作用，當然，這一切也取決于易與臭氧反應的化合物的濃度、羥基自由基的濃度、羥基自由基的生成方式、水中的反應劑以及水中的PH等 條件。

2、把握pH在臭氧氧化廢水過程中的重要作用

PH在臭氧氧化過程中的重要性：在臭氧氧化廢水過程中，PH值升高通常可以提高COD去除率，原因在于PH值升高時，水中存在可以解離的有機物更容易發生解離，而臭氧和解離的有機物的反應要快于原來的物質（如苯酚），同時PH的升高會促進臭氧分解產生羥基自由基分解污染物（在可以解離的有機物濃度不高時）。

當水中存在能和臭氧快速直接反應的化合物時，PH的升高會提高羥基自由基數量，從而提高廢水中的有機物間接反應的去除率，在此情況下，臭氧的分解成為?OH是臭氧消耗的因素；當PH低于12且廢水中和臭氧快速反應的濃度很高時，臭氧的直接氧化反應是臭氧消耗及有機物去除的因素。

3、把握pH在臭氧氧化廢水過程中的重要作用

PH在臭氧氧化過程中的重要性：在臭氧氧化廢水過程中，PH值升高通常可以提高COD去除率，原因在于PH值升高時，水中存在可以解離的有機物更容易發生解離，而臭氧和解離的有機物的反應要快于原來的物質（如苯酚），同時PH的升高會促進臭氧分解產生羥基自由基分解污染物（在可以解離的有機物濃度不高時）。

當水中存在能和臭氧快速直接反應的化合物時，PH的升高會提高羥基自由基數量，從而提高廢水中的有機物間接反應的去除率，在此情況下，臭氧的分解成為?OH是臭氧消耗的因素；當PH低于12且廢水中和臭氧快速反應的濃度很高時，臭氧的直接氧化反應是臭氧消耗及有機物去除的因素。