2021臭氧在污水处理中的应用.ppt

1 2 3 1. 臭氧概述 臭氧分子的共振杂化模型 臭氧分子的电子结构使得臭氧具有很高的反应活性，具有 强氧化性 。 F 2 ?OH O? O 3 H 2 O 2 HClO Cl 2 ClO 2 O 2 3.1 2.8 2.4 2.1 1.8 1.5 1.4 1.3 1.2 各种氧化剂的氧化还原电位 ( eV ) 2. 臭氧反应 水中臭氧反应包括直接反应和间接反应，随着 pH 的升高间接反应比例提高 反应类型 氧化剂 反应机理 直接反应 O 3 （ 2.1eV ） 电子转移 O 3 +HO 2 - O 3 ? -+HO 2 ? 氧原子转移 O 3 +Fe 2+ FeO 2 + +O 2 环加成 臭氧和烯烃化合物的反应 亲电取代 臭氧和芳香族化合物的反应 间接反应 ?OH （ 2.8eV ） 加成反应、抽氢反应、电子转移反应 （ a ）亲电取代 （ b ）环加成 芳香族化合物亲电取代反应的活化和钝化基团 1 2 3 1. 臭氧功效 杀菌、灭菌、溶菌 氧化分解水中有机物、 还原性无机物等，削 减水中污染物 破坏有机物发色基 团、实现水脱色 分解臭味物质 改变物质极性 促进混凝、破乳； 污泥减量等 2. 臭氧技术相关工艺 ? 臭氧氧化工艺 2 3 2 2 OH O HO O k ? ? ? ?? ? ? 1 2 3 3 2 HO O O HO k ? ? ? ?? ? ? g g 2 2 HO O H ? ? ? g € g 3 2 3 3 2 O O O O k ? ? ? ?? ? ? g g 4 3 3 O H HO k ? ? ? ?? ? g g 5 3 2 HO HO +O k ?? ? g g 体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基 氧化，当 pH 小于 11 时，羟基自由基反 应占比小，主要为分子臭氧反应，具 有选择性氧化的特点。 6 H O + RP r o d u c t s k ? ? ? g 7 3 O + R P r o d u c t s k ? ? ? 3 2 3O OH H 4O 2HO ? ? ? ? ?? ? ? g 特点 基元反应 总反应 适用情况 主要污染物与分子臭氧反应速率常数 高的废水，如含酚废水； 高 pH 污水。 原理 2. 臭氧技术相关工艺 ? 催化臭氧氧化工艺 体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基氧化； 能在中性条件下产生较多的羟基自由基， 可无选择的氧化水中大多数有机污染物。 特点 适用情况 含有易臭氧氧化和不易臭氧氧化的 有机污染物，含有较低浓度羟基自 由基捕获剂（碳酸根等）的污水。 催化剂 O 3 R …… HO ? CO 2 +H 2 O 原理 2. 臭氧技术相关工艺 ? H 2 O 2 — 臭氧工艺 2 3 2 2 OH O HO O k ? ? ? ?? ? ? 1 2 3 3 2 HO O O HO k ? ? ? ?? ? ? g g 2 2 HO O H ? ? ? g € g 3 2 3 3 2 O O O O k ? ? ? ?? ? ? g g 4 3 3 O H HO k ? ? ? ?? ? g g 5 3 2 HO HO +O k ?? ? g g 体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基 氧化；能在中性和碱性条件下产生较 多的羟基自由基，可无选择的氧化水 中大多数有机污染物。 特点 适用情况 含有易臭氧氧化和不易臭氧氧化的有 机污染物，含有较低浓度羟基自由基 捕获剂（碳酸根等），含有较少可被 H 2 O 2 选择性氧化的有机物的污水； 低污染、高 pH 污水。 8 2 2 H O + R P r o d u c t s k ? ? ? K a 1 1 . 6 5 2 2 2 H O H O H p ? ? ? ? 垐 垐 垐 ? 噲 垐 垐 ? 6 H O + RP r o d u c t s k ? ? ? g 7 3 O + R P r o d u c t s k ? ? ? 原理 2. 臭氧技术相关工艺 ? UV — 臭氧工艺 2 3 3 2 H O O O H O ? ? ? ? ? ? ? g g 体系中含分子臭氧氧化和羟基自由基 氧化、紫外光解；能在中性和碱性条 件下产生较多的羟基自由基，可无选 择的氧化水中大多数有机污染物。 特点 适用情况 具有合适的紫外光透过率、含可被紫 外激发的污染物，含有较低浓度羟基 自由基捕获剂（碳酸根等），含有较 少可被 H 2 O 2 选择性氧化的有机物的污 水；低浓度、高 pH 污水。 2 2 H O 2HO h ? ? ?? ? g R Products h ? ? ?? ? 3 2 2 2 2 O H O+ O H O h ? ? ? ? 2 2 2 H O H O H ? ? ? €