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污水处理技术-臭氧氧化

新闻来源:山东智信环保   发布时间:2016-05-06 09:05  点击:
1、臭氧的性质
 
臭氧是氧的同素异构体,在常温常压下是一种具有鱼腥味的淡紫色气体,密度2.144kg/m3,比氧重1.5倍。此外,臭氧还具有以下首要性质。
 
(1)不稳定性。臭氧不稳定,在常温下简单自行分化为氧气并释放出热量。MnO2、PbO2、Pt、C等催化剂的存在或紫外线辐射都会促进臭氧分化。臭氧在空气中的分化速度与臭氧浓
 
度和温度有关,温度越高分化越快,浓度越高分化也越快。
 
臭氧在水溶液中的分化速度比在气相中快的多,并且激烈地受羟离子的催化。pH越高分化越快。常温下的半衰期为15~30min。

(2)溶解性。臭氧在水中的溶解度要比纯氧高10倍,比空气高25倍。溶解度首要取决于温度和气相分压,也受气相总压影响。
 
(3)毒性。高浓度臭氧是有毒气体,对眼和呼吸器官有激烈的刺激作用。正常大气中含臭氧的浓度是(1~4)*10-8,当臭氧的浓度到达(1~1010-6时可导致头痛,厌恶等表现。我
 
国《工业企业规划卫生标准TJ36-79》规则车间空气中臭氧的最高允许浓度为0.3mg/m3。
 
(4)氧化性。臭氧是一种强氧化剂,其氧化复原电位与pH有关。在酸性溶液中,E=2.07V,氧化性仅次于氟。在碱性溶液中,E=1.24V,氧化才能略低于氯。研讨指出,在pH5.6~9.8
 
,水温0~39范围内,臭氧的氧化功率不受影响。臭氧的杀菌才能强,速度快,能杀灭氯所不能杀灭的病毒和芽孢,并且出水无异味,但当投量缺乏时,也可能发作对人体有害的中心
 
产品。在工业废水处理中可用臭氧氧化多种有机物和无机物,如酚、氰化物、有机硫化物,不饱和脂肪族及芳香族化合物,臭氧之所以表现出强氧化性,是因为分子中的氧原子具有
 
激烈的亲电子或亲质子性,臭氧分化发作的新生态氧原子也具有很高的氧化活性。
 
臭氧氧化有机物的机理大致分为三类:
 
a.攫取氢原子,并使链烃羟基化,生成醛、酮、醇或酸;芳香化合物先被氧化为酚,再氧化为酸。
 
b.翻开双键,发作加成反响。
 
c.氧原子进入芳香环发作替代反响。
 
(5)腐蚀性。臭氧具有强腐蚀性。因而与之触摸的容器、管路等均应选用耐腐蚀材料或作防腐处理。耐腐蚀性材料可用不锈钢或塑料。
 
2、臭氧的制备
 
制备臭氧的办法较多,有化学法、电解法、紫外光法、无声放电法等。工业上通常选用无声放电法制取。理论上无声放电法以空气为质料时臭氧的平衡浓度为3%~4%,以纯氧为质料
 
时可到达6%~8%。从经济上思考,通常以空气为质料时操控臭氧浓度不高于1%~2%,以氧气为质料时则不高于1.7%~4%,这种含臭氧的空气称为臭氧化气。
 
用无声放电法制备臭氧的理论比电耗为0.95kW.h/kgO3,而实践电耗大得多。单位电耗的臭氧产率,实践值仅为理论值的10%摆布,其余能量均变为热量,使电极温度增加。为了确保
 
臭氧发作器正常工作和抑制臭氧热分化,有必要对电极进行冷却,常用水作为冷却剂。
 
影响臭氧发作的首要要素
 
a.对单位电极外表积来说,臭氧产率与电极电压的平方成正比,因而,电压越高产率越高。但电压过高很简单形成介电体被击穿以及损害电极外表,故通常选用15~20kv电压。
 
b.出产臭氧的浓度随电极温度增加而明显下降。为了进步臭氧的浓度,有必要选用低温水冷电极。
 
c.进步交流电的频率能够增加单位电极外表积的臭氧产率,并且对介电体的损害较小。通常选用50~500HZ的频率。
 
d.单位电极外表积的臭氧产率与介电体的介电常数成正比,与介电体的厚度成反比。因而应选用介电常数大,厚度薄的介电体。通常选用1~3mm厚的硼玻璃作为介电体。
 
e.质料气体的含氧量高,制备臭氧所需的动力则少,用空气和用氧气制备相同数量的臭氧所耗费的动力对比,前者要高出后者一倍摆布。质料挑选空气或氧气需做经济对比决议。
 
f.质料气中的水分和尘粒对进程晦气,当以空气为质料时,在进入臭氧发作器之前有必要进行枯燥和除尘预处理。空压机选用无油润滑性,避免油滴进入。枯燥可选用硅胶、分子筛吸
 
附脱水,除尘可用过滤器。
 
臭氧发作系统及触摸反响器因为臭氧不稳定,因而在现场随制随用,以空气为质料因为便利被普遍选用。
 
空气经压缩机加压后,通过冷却及吸附装置除杂,得到枯燥净化空气再经计量进入臭氧发作器。要求进气露点在-50摄氏度以下,温度不得高于20,有机物含量小于15*10-6。
 
臭氧发作器有板式和管式。现在较多选用管式。
 
水的臭氧处理再触摸反响器内进行。常用鼓泡塔、螺旋混合器、涡轮写入器、射流器等,挑选何种反响器取决于反响类型。当进程受传质速度操控时,如无机物氧化、消毒等,应选
 
择传质功率高的螺旋反响器、涡轮写入器、喷射器等;当进程受反响速度操控时,如有机物和氨氮的去掉,应挑选鼓泡塔。应确保较大的液相容积和反响时刻。
 
水中污染物品种和浓度、臭氧的浓度和投量、投加位置、触摸方法和时刻、气泡巨细、水温文水压等要素对反响器功能和氧化作用都有影响。
 
臭氧的消毒才能比氯更强。对脊髓灰质炎病毒,用氯消毒,坚持0.5~1mg/L余氯量,需1.5~2h,而到达相同的作用,用臭氧消毒,坚持0.045~0.45mg/L的剩下O3,只需2min。若初始
 
O3超过1mg/L,通过1min触摸,病毒去掉率可到达99.99%。
 
紫外线照射能够激活臭氧分子和污染物分子,加速反响速率,增强氧化才能,下降臭氧耗费量。现在臭氧氧化法存在的缺陷是电耗大,本钱高。


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