In den letzten Jahren ist aufgrund der rasanten Entwicklung der Industrialisierung die Menge des von Industrieunternehmen eingeleiteten Abwassers dramatisch gestiegen und das dadurch verursachte Problem der Umweltverschmutzung ist immer gravierender geworden. Im Abwasser der industriellen Produktion ist die Konzentration an organischem Abwasser hoch, die Zusammensetzung ist komplex und es weist die Eigenschaften auf, schwer abbaubar zu sein und giftige Substanzen zu enthalten.
Daher kann die herkömmliche Abwasserbehandlungstechnologie den aktuellen Anforderungen an die Abwasserbehandlung nicht mehr gerecht werden, weshalb die wirksame Behandlung solcher Industrieabwässer zur obersten Priorität geworden ist. Derzeit haben fortschrittliche Oxidationsmethoden gute Behandlungseffekte, eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit, eine geringe Wahrscheinlichkeit einer Sekundärverschmutzung und ein breites Anwendungsspektrum. Daher wurde diese Technologie nach und nach auf verschiedene industrielle Abwasserbehandlungsprozesse angewendet.
Unter ihnen ist die Ozonoxidationstechnologie mit ihren einzigartigen Vorteilen zum aktuellen Mainstream-Verfahren geworden. Ozon hat starke oxidierende Eigenschaften und kann verschiedene organische Schadstoffe effizient zersetzen, mineralisieren und in harmlose kleine Moleküle umwandeln. Es reagiert schnell, hat eine gute Selektivität und erzeugt während des Behandlungsprozesses keine Sekundärverschmutzung, was umweltfreundlich ist. Ob bei der Tiefenaufbereitung von Trinkwasser, der Entfernung von Spuren organischer Schadstoffe und Vorläufern von Desinfektionsnebenprodukten im Wasser oder bei der Behandlung von Industrieabwässern, dem Abbau hochkonzentrierter und schwer abbaubarer organischer Schadstoffe, die Ozonoxidation hat sich hervorragend bewährt Leistung.
Ozonoxidation und Katalyse
Aufgrund der unterschiedlichen chemischen Reaktionen zwischen Schadstoffen und Ozon kann die Ozonoxidation in zwei Kategorien eingeteilt werden. Eine besteht darin, Ozon zur direkten Reaktion mit organischen Verbindungen zu verwenden, was im Allgemeinen als direkte Ozonreaktion bezeichnet wird. Das andere ist, dass Ozon zunächst unter Bildung von Hydroxylradikalen zersetzt wird und die Hydroxylradikale und organischen Produkte dann direkte chemische Reaktionen eingehen, die im Allgemeinen als indirekte chemische Reaktionen von Ozongeneratoren bezeichnet werden.
In praktischen Anwendungen brechen direkte Reaktionen mit Ozon normalerweise die Doppelbindungen organischer Stoffe und wandeln großmolekulare organische Stoffe in kleine Moleküle um, aber der Gesamtoxidationsgrad ist nicht hoch und in kleine Moleküle zerlegte organische Stoffe weisen eine bessere biologische Abbaubarkeit auf.
Die direkte Ozonoxidation ist auf ihre hohe Selektivität, die langsame chemische Reaktionsgeschwindigkeit und die Schwierigkeit einer umfassenden Reinigung von Schadstoffen zurückzuführen. Sie kann jedoch industrielles Abwasser vorbehandeln, um das B/C-Verhältnis des Abwassers zu verbessern.
Das Grundprinzip der indirekten chemischen Reaktion von Ozon ist: Ozon löst sich zunächst im Wasser auf, um Hydroxylradikale (OH) zu bilden, und dann desoxidieren die Hydroxylradikale organische Stoffe. Diese Methode weist im Allgemeinen keine chemische Selektivität auf, wird jedoch aufgrund ihrer Vorteile wie schneller Reaktionsgeschwindigkeit, hohem Oxidationsgrad und guter Abwasserbehandlungseffizienz häufig in der Tiefenabwasserbehandlung eingesetzt.
Bei der indirekten chemischen Reaktion der Ozonbehandlung bildet Ozon im Wasser hauptsächlich auf zwei Arten Hydroxylradikale:
① Unter alkalischen Bedingungen löst sich Ozon schnell auf und bildet Hydroxylradikale, und unter dem Einfluss von ultraviolettem Licht bildet Ozon Hydroxylradikale.
② Unter dem Einfluss verschiedener Metallkatalysatoren bildet Ozon Hydroxylradikale.
Das Team von Jieyao Technology führte Forschungen zu heterogenen Katalysatoren durch, wobei es hochwertige Aktivkohle und aktiviertes Aluminiumoxid als Träger verwendete, zusammengesetzte Metallkatalysatorkomponenten belud und die Katalysatorstruktur und -leistung durch Multimetall-Coimprägnierung und koordinierende chemische Wirkung genau regulierte, um das Problem zu lösen Probleme der geringen katalytischen Aktivität, der schlechten Strukturstabilität und der leichten Ablösung der Wirkstoffe in herkömmlichen Katalysatoren sowie eine deutliche Verbesserung des breiten Spektrums und der Anwendungswirkung.
Die Ozonoxidation kann auch mit anderen biologischen Oxidationstechnologien kombiniert werden, wodurch nicht nur die biologische Oxidationsrate und -wirkung im Abwasserbehandlungsprozess verbessert, sondern auch das Problem des schnellen Abbaus organischer Schadstoffe durch einfache Verwendung der Ozonoxidation gelöst werden kann.
Synergistische Ozon-Wasserstoffperoxid-Oxidation
Das Grundprinzip besteht darin, die katalytische Wirkung von Ozon und Wasserstoffperoxid zur Bildung von Dihydroxylradikalen zu nutzen. Diese Methode hat den Vorteil, dass keine Verunreinigungen anfallen. In praktischen Anwendungen wurde diese Methode zunächst auf Arbeitsbereiche mit großen Wasserumgebungen angewendet, beispielsweise bei Wasserversorgungsprozessen, und wird derzeit schrittweise auf die Behandlung hochkonzentrierter Industrieabwässer angewendet.
Die umfassende Technologie der Ozon-Aktivkohle kann die Effizienz der Ozonoxidation verbessern. Gleichzeitig kann bei Bau und Nutzung auch die einmalige Nutzungsdauer von Aktivkohle erhöht und die Kosten für Anlageninvestitionen und -betrieb gesenkt werden. Ebenso sind Ozon- und Ultraviolett-Kooxidationsverfahren wirksamer bei der Behandlung komplexer Substanzen, organischer Stoffe mit hohem Sauerstoffgehalt und anderer chlorierter organischer Stoffe in Autoabgasen.
In technischen Anwendungen nutzt ein Unternehmen Ultraschall-Ozonoxidation zur Behandlung von Polyvinylalkohol (PVA)-Industrieabwässern und nutzt Membrankontakt-Ozonoxidation und Ultrafiltrationstechnologie zur Behandlung von Druck- und Färbereiabwässern sowie sekundären biochemischen Abwässern. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kombination von Ozonoxidation und anderen Prozesstechnologien einen geringen Energieverbrauch und eine hohe Effizienz aufweist und große Vorteile bei der Tiefenbehandlung von Industrieabwässern bietet;
Derzeit befindet sich die Technologie der ozongekoppelten synergistischen Oxidation im Forschungsstadium. Diese Technologie wird hauptsächlich zur Entsorgung von schwer abbaubaren Abfällen geringer Intensität und relativ einfachen Industrieabwässern eingesetzt. Dennoch hat diese Technologie noch breite Anwendungsperspektiven im Bereich der Abwasserbehandlung.