臭氧氧化技术.ppt
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1、高级氧化技术 臭氧氧化技术(Technology of Ozone Oxidation),辐嗅盛赎挪虾真峭布卜掩播切讲褐衍瓢质外埠茬驯玛衫琐恶祁迂溢串侍狞臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧概述,臭氧在常温常压下是一种不稳定、具有特殊刺激性气味的浅蓝色气体。臭氧具有极强的氧化性能,在碱性溶液中拥有2.07V的氧化电位,其氧化能力仅次于氟,高于氯和高锰酸钾。基于臭氧的强氧化性,且在水中可短时间内自行分解,没有二次污染,是理想的绿色氧化药剂。因此,臭氧氧化方法已逐渐发展成为一种高级氧化技术,在水处理领域中臭氧技术已在许多方面得到了应用。臭氧应用于水处理过程中其作用主要是除臭、脱色、杀菌和去除有机物。,蒋
2、涕委吐闺丢误请尧妹例插荒泣泅荣跪鸭豺朴鹅汝赎瑶到恨织泼除闷情卫臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧概述,目前在水处理方面广泛地研究和应用臭氧技术,并由原先的单独使用发展成与其它方法联合使用,同时臭氧处理单元自身也有了很大的发展,以下将介绍臭氧处理技术及其在水处理中的应用并着重介绍臭氧高级氧化技术的基本原理及应用。,氛音苯烃蔓岗净残胖鸭生扫继珐堪张被谦扎震腔发整绊渣遥仗硕噪秦篡燃臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧的反应机理:,臭氧之所以表现出强氧化性,是因为臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性,臭氧分解产生的新生态氧原子,和在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基OH,它们的高度活性在水处理中被用于杀
3、菌消毒、破坏有机物结构等等,其副产物无毒,基本无二次污染,有着许多别的氧化剂无法比拟的优点,不仅可以消毒杀菌,还可以氧化分解水中污染物。,邦屁他秦三搪污盗屡啡槛磷敲番韭望述撰亏碟抗利瘟录识典敛砖傀镁咸构臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧在水中可能引起的反应,圭笋伞钟悍饱耐蟹郁颅梗奈怎推另恩悲挞授瘦毁麓儿泅犯吏砖钡勾斟赫此臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧在水中的分解机理,M代表水中杂质,搏奥坞腔割臆平烬碱副炕争葱纤所夸谩单苑赌虱拾蛊树愈朗进碴法垢艾腔臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧在水处理中的应用饮用水处理,臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位(2.07,仅次于氟,位居第二),常用来进行杀菌消毒、除臭、
4、除味、脱色,去除铁、锰,氧化分解有机物和絮凝作用等,在饮用水处理中有着广泛的应用。,镰嫡痘钵署母辱虽羊清镍空彰茵蚌驹排太邯钨勇蜗领渡啃慨膨窝妥入来茶臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧在水处理中的应用饮用水处理,在饮用水处理中,臭氧主要用于三个方面:臭氧预处理,在常规净水工艺前增设臭氧工艺;臭氧-生物活性炭处理,O3与颗粒活性炭结合,在常规净水工艺后,对水作深度处理,以除去各种有机物和色、嗅、味等;臭氧消毒,用以代替氯对水进行消毒。,满痰必络待询鄂串干滦亩总纱距名丰肌拔躇侩陛敝辟金峦驱驼焊芝穷戈寒臭氧氧化技术臭氧氧化技术,饮用水处理消毒杀菌,臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶,使细菌灭活死亡。直接
5、与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞器和DNA,RNA,使细菌的新陈代谢受到破坏,导致细菌死亡。透过细胞膜组织,侵入细胞内,作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。,携爷虞惫编买飞桑已涪砍甄伍磨局坪旷悟统诸览乍磁惨勒帚聘钨斧开础晕臭氧氧化技术臭氧氧化技术,饮用水处理消毒杀菌,臭氧杀菌受臭氧的浓度、水温、PH值、水的浊度等因素影响 在实际应用中,臭氧用于自来水消毒所需的投加量一般为13mg/l,接触时间不小于5min。选择性 例如臭氧对于滤过性病毒及其它致病菌的灭活作用非常有效。但青霉素菌之类的菌种对臭氧就具有一定的抗药性。对一般细菌、大肠菌、病毒等特别有效,其杀菌能力比氯
6、系列的消毒剂要强几十倍到数百倍。各种常用消毒剂的效果按以下顺序排列:O3ClO2HOClOCl-NHCl2NH2Cl,巢眉书贿排钎后擅烃呻球谁蛋受序倘了主蚤役唤恫摄搅拢楷惊佣昧断缔亦臭氧氧化技术臭氧氧化技术,什褥凿蛮耽募绦蒙芯蛾秘部奇林饶蜜廖奶秤羚剖卓亲琵义薯猫法导贡霍界臭氧氧化技术臭氧氧化技术,饮用水处理色、嗅、味的去除,地表水体的色度主要由溶解性有机物、悬浮胶体、铁锰和颗粒物引起。溶解性有机物引起的色度较难去除,其致色有机物的特征结构是带双键或芳香环。,孽业注郊胰袱倾威甘条提得簧诫脊锣捶嗅徒纂磕咋爷萌品竹飞诧挝哉擞鬃臭氧氧化技术臭氧氧化技术,饮用水处理色、嗅、味的去除,其脱色的机理是臭氧及
7、其产生的活泼自由基OH使染料发色基团中的不饱和键(芳香基或共轭双键)断裂生成小分子量的酸和醛,生成了低分子量的有机物,从而导致水体色度显著降低。臭氧可氧化铁、锰等无机有色离子为难溶物臭氧的微絮凝效应还有助于有机胶体和颗粒物的混凝,并通过过滤去除致色物。,钟章鹰乎硫目通卯征功假绵俘辗渴娥坷忱弓叛爪揽斟尺祖辱鉴济备鄂储宁臭氧氧化技术臭氧氧化技术,废水处理,臭氧可用来去除COD、BOD,并破坏有害的化学物。已用于炼油废水中酚类化合物的去除、电镀含氰废水处理、含染料废水的脱色、洗涤剂的氧化、照片洗印漂洗、氰化铁废液的回收与再利用等。,踢涨桩造夸哺钒翁雍嘿哑盘卞积踪傈徘群嗅孙异矩姚扼免帮西督刺扛银宴臭氧
8、氧化技术臭氧氧化技术,臭氧与有机物的反应途径,直接反应:污染物+O3产物或中间物 有选择性,速度慢;间接反应:污染物+HO产物或中间物 无选择性,HO(E0=2.8V)电位高,反应能力强,速度快,可引发链反应,使许多有机物彻底降解。,吉剃莆蚀乔亭柄塞迫没芍岗壕道忌柱舟虹酒肌膘沽番话胰耸琳存萤姆娇盈臭氧氧化技术臭氧氧化技术,处理含氰废水,岭财笋劝惩诡捡拉秉敏鸵萌靡夜药输冤云搀谩幸近技坤逝该选丽晦辕桌虎臭氧氧化技术臭氧氧化技术,去除染料和印染废水的色度和难降解有机物,通过活泼的自由基OH与污染物反应使染料的发色基团中的不饱和键断裂生成分子量小无色有机酸醛等,从而达到脱色和降解有机物的目的。臭氧对亲
9、水性染料的脱色速度快,效果好;对疏水性染料的脱色速度慢,效果差,且需臭氧量大。,幸远闸朝猛车费闯搭俏咏阴省辞掷八估蛾坎侈讥用沾剃陪卑戊迪剩迄脏矾臭氧氧化技术臭氧氧化技术,处理含金属离子废水,将存在于废水中的金属离子氧化为不溶于水的化合物。例如臭氧可将Fe2+氧化成Fe3后水解生成Fe(OH)3沉淀下来,论嘴揪绪枉凤料滞豢夜火松高德僧蛙忆越阁炼蝇琉杉舶博守续臆赵舍吠毁臭氧氧化技术臭氧氧化技术,循环冷却水的处理,与化学药剂处理法相比,臭氧法具有以下特点:能有效地控制有机微生物,使循环水中的COD和AOX的数量都被抑制在很低的水平,从而得到优良的水质;系统能在高浓缩倍数下运行,可实现零排污,节约水量
10、,比化学药剂法节约1/22/3;系统内不会产生结垢现象,同时,系统中原来形成的垢也能被有效去除;臭氧对系统具有良好的缓蚀作用;适应pH值范围宽;运行费用大大低于化学药剂。,酚走沁蛊盂堪鲤霄躯挥茂续液距圭鼻蓄施济婆压瞬柒釜五扯疯矗胎芽甲懂臭氧氧化技术臭氧氧化技术,循环冷却水的处理臭氧防腐机理,臭氧是一种强氧化剂,其抑制腐蚀的机理与铬酸盐缓蚀剂的作用大致相似,主要原因是由于冷却水中活泼的氧原子与亚铁离子反应后,在阳极表面形成一层含-Fe2O3的氧化物钝化膜能阻碍水中的溶解氧扩散到金属表面,从而抑制腐蚀反应的进行。同时,由于这种氧化膜的产生,使金属的腐蚀电位向正方向移动,迅速降低了腐蚀速率,躯截枫榷
11、况痰萝堪补孕薯功梯竟姆彻吃茸桔预雕压蝉譬酸亥蔬瞄图矣搅摊臭氧氧化技术臭氧氧化技术,循环冷却水的处理臭氧阻垢机理,咽钓半猩襟宽作绊澈秋驻巧拆薛闻岁滇鳞无搀绎剃贿翔沪璃昔峨雁驯砧塌臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧氧化性能的影响因素臭氧化混合气进气量,改变臭氧化混合气的进气量实质上就是改变单位时间内的臭氧投加量,在有机负荷一定的条件下,就是改变反应过程中臭氧和有机物的投加比,在有机物浓度一定、连续地通入臭氧化混合气的半连续半间歇操作中,随单位时间内臭氧通入量的增加,有机物氧化反应速率相应提高。,焚始拍采搞之巾肚博吴折备能桅絮斋剁柔滋个阿姚闸拢粕瘩坐霸迫霄叁冉臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧氧化性能的影响
12、因素搅拌速度,提高搅拌速度能使气液混合均匀,减小液膜阻力,增大气液比表面积,强化气液传质效果,有助于气液的接触和反应。但当搅拌强度增大到一定程度后,其对气体的分散效果和对有机物的去除效果的作用将趋于平缓。,勿自竿勒荫索吸较剁呐唯窗挺粗叹弧乐花绑楔罢篆花腺郴万枚裴皖询撅艺臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧氧化性能的影响因素溶液pH,臭氧本身的氧化能力与pH 值有关 臭氧在水中的分解速度随着pH 值的提高而加快,在pH4时,臭氧的分解便不可忽略,在pH更高时,则臭氧主要是在OH的催化作用下,经一系列链式反应分解成具有高反应活性的自由基而对还原性物质进行非选择性氧化降解。如果pH值提高一个单位臭氧分解大
13、约快3倍,pH的变化将改变臭氧氧化反应的作用机理和去除效果,漆某烁录陨镜除舆貉萌剖谋辟匠编瘫倘琴瀑责兴咋铱晴直羽旧撰堵订院垢臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧氧化性能的影响因素溶液pH,污水中有机物或无机物的物理化学性质与pH值有密切关系臭氧吸收率与pH值有一定关系pH 值在整个臭氧氧化过程中的变化,主要是在中性或碱性条件下pH值会随着氧化过程而呈下降趋势,其原因是有机物氧化成小分子有机酸或醛之类物质,碱性条件下的污染物去除率高于酸性条件,滩泥篮侈溶痊锰笺百跪象泻了链令赵羔距绪结扯瑰羊茹彼辰蹦嘛径郭阳搁臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧氧化性能的影响因素有机物浓度,被处理水溶液中有机物的浓度较高时,它
14、们与臭氧反应的化学势很高,一旦它与臭氧接触便可发生化学反应。,甩造篡萤拐险嫂伦焰二诬娘寡甲饲也巴辫枕侨讫餐泅负限穿偷唉农秦季筐臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧氧化性能的影响因素溶液温度,提高反应溶液温度将使反应的活化能降低,有利于提高化学反应速率。但是,随温度的升高,臭氧其分解将加速,溶解度降低,从而降低了液相中臭氧的浓度,减缓化学反应速度。同时,由于臭氧氧化有机物的反应是一个连串反应,在降解有机物的同时也要对其氧化中间产物进行深度氧化,消耗液相中的臭氧,减缓目标有机物的降解速率。为与工业实际废水相接近,实验选择温度范围为330度。,藤暖册散垫凌扦箍激悉昏码曼格埂炊堑锡茎俯癌铸瞎醚压夯拿霹电酞玛
15、檄臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧氧化性能的影响因素催化剂,碱催化臭氧氧化 如O3/H2O2,它们是通过OH-来催化产生OH而对有机物进行降解 光催化臭氧氧化 如O3/UV、O3/H2O2/UV 多相催化臭氧氧化 如O3/固体催化剂(如活性炭、金属及其氧化物),纱堵焊趾雁按型安勉包皖潭曙亿将雀碱街超贺肌马纠缔脱乳雾款鸣松懒凿臭氧氧化技术臭氧氧化技术,臭氧氧化性能的影响因素气态O3的投加方式,O3的投加方式通常在混合反应器中进行,混合反应器的作用有二:(1)促进气、水扩散混合;(2)使气、水充分接触,迅速反应。设计混合反应器时要考虑臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度。,宠渣凳趁氯舒觉铱顺翌
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