臭氧催化剂废水处理
臭氧催化剂
臭氧催化剂凝结-臭氧氧化技术是在投加凝结剂的情况下，利用臭氧氧化技术对废水进行处理。臭氧气可以改变水中悬浮物的性质，从而改变凝结作业单元的去除效果，这种方法可以使水中悬浮物变大，使溶解状态的有机物变成凝结胶体颗粒，从而减少凝结剂的投加，减少化学药品的消耗。该方法处理制药、化工、印染、焦化造纸等难生物降解工业废水，COD去除率可达95%以上。
采用臭氧催化氧化联合生物活性炭过滤器处理废水，统称为利用臭氧预处理废水，破坏水中难以分解的有机物，提高生化性，利用活性炭生物过滤器进一步处理的技术。该技术充分利用了臭氧的强氧化性，利用了生物过滤器的成本优势，两者结合后处理效果良好。以炼油企业二级处理标准排放污水为处理对象，采用臭氧-生物活性炭技术处理二期炼油污水COD、氨氮和石油烃类的平均去除率分别为94%、96.1%和91.9%，出水满足循环水补充水的要求。
在动态反应器中，臭氧催化氧化和陶瓷膜分离联合使用，实现了粉末催化剂的应用。该反应系统保证了臭氧氧化和催化臭氧氧氧化分段进行，降低了单独臭氧氧化和催化臭氧氧化过程中的传质阻力，提高了羟基自由基利用率和有机物去除率，最终达到了焦化废水深度处理出水COD、色度和浊度的标准。该方法具有废水处理效率高，催化剂回收率高，臭氧利用率高，膜寿命长等优点。
臭氧催化剂当NiFe2O4催化臭氧降解DBP时，它遵循自由基反应，但不同于一般羟基自由基的生成机理，铁离子并不起关键作用，而是Ni3+/Ni2+和O2-/O2之间的平衡反应促进了羟基自由基的生成。反应的活性点是Ni2+，晶格氧失去电子被氧化成氧气，原晶格氧位置形成空穴，空穴导电在富氧状态下迅速还原成晶格氧，从而保证了氧的连续供应和催化活性。如图2所示，晶格氧和氧空位的循环过程是整个反应的关键步骤。
臭氧气把催化剂表面存在的Cu(Ⅰ)氧化成一种新型的Cu(Ⅱ)，使其更容易形成Cu(Ⅱ)。接着，臭氧很可能会把新的Cu(Ⅱ)进一步氧化成昂贵的Cu(ⅲ)络合物，而Cu(ⅲ)络合物非常不稳定，配体分子内的电子转移形成更稳定的Cu(Ⅱ)，从而产生还原性强的草酸自由基。因为草酸自由基还原性强，反应速度快，可以与分子氧反应降解。
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