Anvendelse af ozon i spildevandsbehandling

I dagens miljøbeskyttelsesårsag, spildevandsbehandling, som en afgørende del af beskyttelsen af det økologiske miljø udforsker konstant innovative teknologier. Ozon med sine unikke egenskaber spiller en vigtig rolle inden for spildevandsbehandling.

Ozon har et lyseblå udseende, en særlig lugt og en unik molekylstruktur. Dens oxiderende kraft overstiger langt almindeligt ilt. Industrielt produceres ozon ofte ved den dielektriske barriereudtømningsmetode. som bruger vekselstrøm til at fremme rekombinationen af iltmolekyler og dermed skabe ozon.

Ozons virkning ved rensning af spildevand er bemærkelsesværdig. For det første med hensyn til sterilisering og desinficering, der findes et stort antal patogene mikroorganismer såsom bakterier og vira, der lurer i spildevand. konstant true vandmiljøet og menneskers sundhed. Med sin stærke gennemtrængelighed kan ozon bryde gennem cellevæggene i mikroorganismer, direkte målrette vigtige biomakromolekyler såsom enzymer og nukleinsyrer i cellerne, ødelægge deres strukturer og funktioner og straks gøre mikroorganismerne inaktive og opnå effektiv sterilisering. Sammenlignet med traditionel chlor desinficering producerer ozon ikke skadelige klorerede organiske forbindelser sikring af vandkvalitetssikkerhed.

Med hensyn til affarvning, industrispildevand fra trykning og farvning, papirfremstilling osv. er ofte dybt farvet og indeholder et stort antal næsten nedbrydelige farvede organiske stoffer. Ozon udnytter sin stærke oxiderende egenskaber til "angreb" de farvede grupper, oxidativt nedbryde de komplekse kromogene strukturer og omdanne dem til farveløse eller lysfarvede små molekyler effektivt forbedre udseende kvaliteten af spildevandet, og affarvningseffekten er ganske bemærkelsesværdig.

Dens deodoriseringsfunktion er lige så fremragende. Den mærkelige lugt i spildevandsanlæg stammer hovedsageligt fra svovlholdige forbindelser. kvælstofholdige forbindelser og flygtige organiske stoffer. Når ozon støder på dem, gennemgår det hurtigt en oxidationsreaktion. omdannelse af disse skummende stoffer til lugtfri eller stoffer med lav lugttærskel rense luften fra kilden og forbedre det omgivende miljø.

For organiske miljøgifter vand og små molekylære organiske syrer. Samtidig indleder den en fri radikal reaktion for at generere hydroxyl-radikaler. dybt mineraliserede organiske stoffer, der næppe kan nedbrydes, og som forbedrer spildevands bionedbrydelighed. at lægge et godt grundlag for efterfølgende biologiske behandlingsprocesser.

Men efter at ozon har fuldført sin opgave med at rense spildevand, hvis det resterende ozon ikke behandles korrekt Det vil medføre mange ulemper. På den ene side vil det resterende ozon i vandforekomster forårsage oxidativt stress for vandorganismer og skade vandøkosystemet. På den anden side, når det slimrer sig ud i luften, vil det irritere slimhinderne i menneskets luftveje og andre væv, at bringe sundheden i fare.

Der findes forskellige metoder til behandling af resterende ozon. Naturlig nedbrydning er forholdsvis langsom og påvirkes i høj grad af miljøfaktorer. at gøre det uegnet til store rensningsanlæg. Selv om den kemiske reduktionsmetode reagerer hurtigt, kræver den kontinuerlig dosering af kemikalier. Medfører høje omkostninger og let indførelse af ny saltforurening. Den termiske nedbrydningsmetode forbruger enorm mængde energi, og udstyrsinvesteringer og driftsomkostninger er uoverkommelige.

Til sammenligning har den katalytiske nedbrydning af resterende ozon indlysende fordele. Der er flere almindelige typer af katalysatorer: Metaloxidkatalysatorer som f.eks. mangandioxid og kobberoxid har rigelige overfladeaktive steder, der kan adsorbere ozonmolekyler. Gennem elektronoverførsel svækkes O - O - O - båndet inden for ozonmolekylet, hvilket fører til at den nedbrydes til ilt og den katalytiske aktivitet af nanostrukturerede metaloxider er endnu bedre. Ædelmetalkatalysatorer som palladium og platin har ekstremt høj katalytisk effektivitet og kan nemt adsorbere og aktivere ozone , Men deres omkostninger er ekstremt høje, begrænser deres anvendelse. Aktiverede kulstofkatalysatorer har en bred vifte af kilder og er overkommelige, har både fysisk adsorption og kemiske katalytiske funktioner, og deres ydeevne kan forbedres yderligere efter mo.Afsløring.

Med metaloxidkatalysatorer som eksempel under den katalytiske proces, ozonmolekyler fanges af de aktive steder på katalysatoroverfladen og danner en adsorberet tilstand. Derefter sker overførsel af elektroner mellem metalionerne og ozonmolekylerne, hvilket får O - O - O-bindingen til at bryde. frembringe aktive iltarter og endelig kombinere sig i ilt.

I praksis anvendes der ofte fastbedreaktorer eller fluidiserede reaktorer. Reaktoren har en simpel struktur og er praktisk at betjene. Katalysatoren er ikke let tabt, men den er tilbøjelig til at tilstoppe og kræver regelmæssig bagvask. Den fluidiserede-bed-reaktor har høj masse- og varmeoverførselseffektivitet, og katalysatoren regenerering er praktisk. Det kræver dog højt udstyr forsegling, og katalysatoren går hurtigt ud. Under driften bør parametre såsom ozonkoncentration, vandgennemstrømning og temperatur overvåges i realtid. og reaktorbetingelserne skal tilpasses fleksibelt efter indløbsvandskvaliteten og ozondoseringen for at sikre, at det resterende ozon opfylder udledningsstandarderne.

I fremtiden vil udviklingen inden for materialevidenskab, ozon og beslægtede behandlingsteknologier helt sikkert fortsat blive optimeret. tilføre stærkere impulser til rensning af spildevand og hjælpe det økologiske miljø med at nå nye højder.