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关于臭氧催化氧化

为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求，需要对污水进一步处理，目前臭氧氧化技术在水处理技术中已经被广泛应用，臭氧是应用最广泛的新型氧化剂，其在水污染的处理中，可以有效的将受到污染水体中的有机物以及腐殖酸进行有效的氧化分解，还可以对污水中的各种细菌和病毒进行高效的去除。同时，剩余的臭氧在催化剂的存在下能迅速分解，形成氧气，故不存在二次污染问题。

臭氧催化氧化，主要遵循羟基自由基(·OH)链式反应机理，即在催化剂作用下加速臭氧分解生成·OH，利用反应过程中产生的大量强氧化性羟基自由基来氧化分解水中有机物，能够在常温常压下将那些难以被臭氧单独氧化或降解的有机物氧化。相比于单独臭氧氧化，它更加经济，安全，同时提高了臭氧的利用率与氧化能力。

臭氧氧化法水处理的工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成，常用在污水深度处理，污水回用等领域，具有去除效果好，无二次污染、操作简便等特点。

工程中设计臭氧工艺需要的注意事项：

1、提高臭氧和废水直接或间接反应的效率

臭氧（O3）和羟基自由基（•OH）是两种最强的氧化剂。臭氧分子直接与化合物反应称为直接反应；臭氧分子转变为羟基自由基后和化合物的反应称为间接反应。羟基自由基的标准氧化还原电位（2.8V）要高于臭氧（2.07V），换言之，•OH的氧化能力要强于臭氧。

在实际废水应用中，臭氧氧化工艺遇到的难题来源于两方面，废水中存在大量高浓度的能与臭氧快速反应的化合物（如酚）和其它高浓度物质（如盐类和碳酸盐 等）。一方面，因为这些能与臭氧快速反应的化合物浓度高，所以传质是臭氧氧化的限速步骤；另一方面，因为水中可能存在大量的臭氧分解的抑制剂以及羟基自由基的捕获剂，终止了以间接反应过程为主要途径去除污染物的臭氧氧化反应，使得那些难以被臭氧直接氧化的污染物不能通过臭氧间接氧化的方法去除。

因此，如果把臭氧氧化作为主要处理单元，就要投加大量的臭氧，这样臭氧氧化工艺就不是经济有效的技术。所以，废水处理工程中，把臭氧氧化作为其它工艺的辅助工艺其目的是降低难降解化合物的毒性或进一步提高废水的可生化性。

在臭氧氧化过程中，废水的组成及各组分的浓度决定了臭氧氧化的难易程度。研究发现，具有某些特定官能团的化合物（如芳香环、不饱和碳氢化合物等）非常容易与臭氧反应，而其它的一些化合物（如饱和碳氢化合物、醇类、  醛 类等）与臭氧较难反应（或反应活性较差）。若废水中含有的物质变为不易与臭氧反应的物质，那么臭氧间接反应将起主要作用，当然，这一切也取决于易与臭氧反应的化合物的浓度、羟基自由基的浓度、羟基自由基的生成方式、水中的反应剂以及水中的PH等 条件。

2、把握pH在臭氧氧化废水过程中的重要作用

PH在臭氧氧化过程中的重要性：在臭氧氧化废水过程中，PH值升高通常可以提高COD去除率，原因在于PH值升高时，水中存在可以解离的有机物更容易发生解离，而臭氧和解离的有机物的反应要快于原来的物质（如苯酚），同时PH的升高会促进臭氧分解产生羟基自由基分解污染物（在可以解离的有机物浓度不高时）。

当水中存在能和臭氧快速直接反应的化合物时，PH的升高会提高羟基自由基数量，从而提高废水中的有机物间接反应的去除率，在此情况下，臭氧的分解成为•OH是臭氧消耗的因素；当PH低于12且废水中和臭氧快速反应的浓度很高时，臭氧的直接氧化反应是臭氧消耗及有机物去除的因素。

3、把握pH在臭氧氧化废水过程中的重要作用

PH在臭氧氧化过程中的重要性：在臭氧氧化废水过程中，PH值升高通常可以提高COD去除率，原因在于PH值升高时，水中存在可以解离的有机物更容易发生解离，而臭氧和解离的有机物的反应要快于原来的物质（如苯酚），同时PH的升高会促进臭氧分解产生羟基自由基分解污染物（在可以解离的有机物浓度不高时）。

当水中存在能和臭氧快速直接反应的化合物时，PH的升高会提高羟基自由基数量，从而提高废水中的有机物间接反应的去除率，在此情况下，臭氧的分解成为•OH是臭氧消耗的因素；当PH低于12且废水中和臭氧快速反应的浓度很高时，臭氧的直接氧化反应是臭氧消耗及有机物去除的因素。