臭氧催化氧化技術在水處理中的應用

孫金猛 康慧敏 張玉魁 許雋波

（北京朗新明環?？萍加邢薰?北京 100039）

引言

水是生命之源，是一切生物賴以生存的前提，也是促進人類社會發展的重要物質基礎。近些年來，社會的發展導致用水量持續上升，在工業生產和人們日常生活活動當中所產出的廢水越來越多。為了防止對生態環境的影響，為人們營造出優質的生活環境，必須對各類廢水形成有效處理。臭氧催化氧化技術屬于近幾年新興的一種水處理技術，怎樣對其加以更為充分的利用，獲得更為優質的處理效果，值得我們更為深入的探索。

1 臭氧催化氧化技術的分類

臭氧催化氧化技術屬于水處理領域當中去除和降解有機物的一種重要方式，對于目標污染物在種類上具有選擇性，在許多情況之下并不能使有機物被徹底的分解。近幾年來，隨著關于臭氧的各種高級氧化技術呈現出良好的發展勢頭，催化臭氧化也到了科研領域的普遍關注。這屬于針對有機物進行高級氧化的一種新型應用方法，可以將臭氧很難實現單獨氧化以及降解的大部分有機物，在常溫和常壓的環境當中進行進一步氧化，在反應的過程當中會生成羥基自由基（具備強氧化性），能夠促進臭氧利用率的提升，同時拓展有機物的礦化度。依據催化劑在物相方面的差別，我們可以將臭氧催化工藝過程分成兩大類：①均相催化臭氧化。主要利用水溶液當中的金屬離子，當作催化劑應用；②非均相催化臭氧化。主要利用固態金屬、氧化物，或者負載于載體之上的金屬或者氧化物當作催化劑。臭氧催化氧化技術讓臭氧所具備的強氧化性，與催化劑吸附性以及催化活性之間實現有機的結合，從工藝的層次實現了對以往有機物去除效率過低的問題。

2 臭氧催化氧化技術在水處理當中的具體應用

2.1 含油廢水

結合臭氧催化氧化的相關技術，針對降解煉油廢水進行處理，能夠實現對其中有機污染物的有效降解，并能使生物降解能力明顯提升，對化學需氧量（COD）的去除率可以達到65%左右。此外，在針對原油廢水進行處理的過程當中，在良好運行條件之下，出水當中的化學需氧量以及氨氮指標均能達到國家標準。

2.2 工業有機廢水

有研究人員將含染料中間體以及醫藥中間體的有機化工廢水作為研究對象，對其在生化處理方面效率較低的問題進行催化氧化處理，并對各反應條件以及實際處理效果進行了分析。研究結果顯示，跟活性炭或者Cu/C比較，Mn/C與臭氧協同的效果更為優質，當臭氧流量是4g/h，pH是9，實際反應時間為2h的情況之下，脫色率是92%，COD去除率則為35%。經過相關分析之后可以發現，因為臭氧所具備的氧化作用，讓廢水中的不飽和基團遭到破壞，使一些復雜的有機物轉化成為了小分子形式的化合物，在經過處理之后，其生化性呈現出明顯的提升，對于后續的生物處理具有良好的促進作用。

2.3 食品工業廢水

由于含有食品添加劑的廢水在水質方面所呈現的變化比較大，而且成分十分復雜，可以經過水解酸化處理、接觸氧化處理、臭氧催化氧化以及曝氣等工序進行處理，能夠讓進水COD幾千毫克每升的廢水，下降至一百以下。

2.4 飲用水

作為一種新型飲用水處理方式，臭氧催化氧化的反應過程主要是結合羥基自由基所具備的強氧化性，對那些化學結構非常復雜，同時很難被降解的有機類污染物進行處理。飲用水當中有機污染物通常包括芳香族類、脂肪類以及腐殖酸類，如果利用單一的臭氧氧化方式，去除效果上具有較強的選擇性，且氧化效率較為低下，對臭氧催化氧化的利用可以呈現出明顯的優勢。由于金屬離子的參與，有效促進了臭氧分解，從而生成自由基等各種活性中間體，使臭氧的氧化能力大幅上升。臭氧的催化氧化過程生成的羥基自由基屬于二次氧化劑，氧化性非常強，針對飲用水當綜合功能具有高穩定性的各種有機物也能夠呈現出良好的去除效果，并能有效降低臭氧化過程副產物的出現?？梢哉f臭氧催化氧化技術在飲用水凈化處理事業中的應用，具有十分廣闊的發展前景。

結語

總而言之，在水處理當中對臭氧催化氧化技術的應用能夠獲得非常優質的處理效果。相關從業人員應該積極探索，對國外的一些先進應用技術和理念加以借鑒，繼而與我國水資源的利用情況相結合，創建出一套更為符合我國國情的水處理體系，為國家環保事業的發展注入源源不斷的活力。