Η εφαρμογή του όζοντος στην επεξεργασία των λυμάτων

Στο κύμα της σημερινής προστασίας του περιβάλλοντος, η επεξεργασία των λυμάτων, Ως κρίσιμο τμήμα της διασφάλισης του οικολογικού περιβάλλοντος, εξερευνά συνεχώς τις καινοτόμες τεχνολογίες. Το όζον, με τις μοναδικές του ιδιότητες, διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον τομέα της επεξεργασίας των λυμάτων.

Το όζον (ΟΣ) έχει ανοιχτό μπλε εμφάνιση, ιδιαίτερη μυρωδιά και μοναδική μοριακή δομή. Η οξειδωτική του δύναμη υπερβαίνει κατά πολύ τη δύναμη του συνηθισμένου οξυγόνου. Βιομηχανικά, το όζον παράγεται συχνά με τη μέθοδο διηλεκτρικού φραγμού, που χρησιμοποιεί εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής τάσης για να προωθήσει την ανασυνδυασμό μορίων οξυγόνου, δημιουργώντας έτσι το όζον.

Η αποτελεσματικότητα του όζοντος στην επεξεργασία των λυμάτων είναι αξιοσημείωτη. Πρώτον, όσον αφορά τη στείρωση και την απολύμανση, υπάρχουν μεγάλος αριθμός παθογόνων μικροοργανισμών, όπως τα βακτήρια και οι ιοί που παραμονεύουν στα λύματα, Απειλούν συνεχώς το περιβάλλον του ύδατος και την ανθρώπινη υγεία. Με την ισχυρή διεισδυσιμότητα του, το όζον μπορεί να διαπεράσει τα κυτταρικά τοιχώματα των μικροοργανισμών, άμεσα στοχεύουν οι βασικές βιομακρομορίες, όπως τα ένζυμα και τα νουκλεϊνικά οξέα εντός των κυττάρων, καταστρέφουν τις δομές και τις λειτουργίες τους, και άμεσα κάνουν τους μικροοργανισμούς ανενεργούς, επιτυγχάνοντας αποτελεσματική στείρωση. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή απολύμανση χλωρίου, το όζον δεν παράγει επιβλαβείς χλωριωμένες οργανικές ενώσεις, εξασφάλιση της ασφάλειας της ποιότητας του νερού.

Όσον αφορά την αποχρωματοποίηση, τα βιομηχανικά λύματα από την εκτύπωση και τη βαφή, την κατασκευή χαρτιού, κλπ. είναι συχνά βαθιά χρωματισμένα και περιέχουν ένα μεγάλο αριθμό από σχεδόν αποδομήσιμες χρωματικές οργανικές ουσίες. Το όζον χρησιμοποιεί την ισχυρή οξειδωτική του ιδιότητα για να "επίθεση" στις έγχρωμες ομάδες, οξειδωτικά αποσύνθεση των σύνθετων χρωμογόνων δομών και μετατρέποντάς τους σε άχρωμα ή ελαφρά μικρά μόρια, Η αποτελεσματική βελτίωση της ποιότητας εμφάνισης των αποβλήτων, και το αποχρωματικό αποτέλεσμα είναι αρκετά αξιοσημείωτο.

Η λειτουργία αποσμητισμού του είναι εξίσου εξαιρετική. Η ιδιόμορφη μυρωδιά στις εγκαταστάσεις λυμάτων προέρχεται κυρίως από ενώσεις που περιέχουν θείο, ενώσεις που περιέχουν άζωτο και πτητικές οργανικές ουσίες. Όταν το όζον τους συναντά, υφίσταται γρήγορα μια αντίδραση οξείδωσης. μετατροπή αυτών των ασθενών ουσιών σε άοσμες ή ουσίες με χαμηλή οσμή, καθαρισμός του αέρα από την πηγή και βελτίωση του περιβάλλοντος.

Επιπλέον, για τους οργανικούς ρύπους των λυμάτων, το όζον πρώτα οξειδώνει άμεσα ορισμένες οργανικές ουσίες, αποσυντίθεντάς τις σε διοξείδιο του άνθρακα. νερό και μικρά μοριακά οργανικά οξέα. Την ίδια στιγμή, ξεκινά μια ελεύθερη ριζοσπαστική αντίδραση για να δημιουργήσουν υδροξυλικές ριζοσπαστικές, βαθιά μεταλλικοποίηση οργανικών ουσιών και βελτίωση της βιοαποδομησιμότητας των λυμάτων, τοποθέτηση καλής βάσης για τις επακόλουθες διαδικασίες βιολογικής επεξεργασίας.

Ωστόσο, αφού το όζον ολοκληρώσει την αποστολή του καθαρισμού των λυμάτων, εάν το υπολειμματικό όζον δεν επεξεργαστεί σωστά, Θα φέρει πολλά μειονεκτήματα. Από τη μία πλευρά, το υπόλοιπο του όζοντος στα υδάτινα σώματα θα προκαλέσει οξειδωτικό άγχος στους υδρόβιους οργανισμούς και θα βλάψει το υδάτινο οικοσύστημα. Από την άλλη πλευρά, όταν διαφεύγει στον αέρα, θα ερεθίσει τις βλεννογόνες της ανθρώπινης αναπνευστικής οδού και άλλων ιστών, θέτουν σε κίνδυνο την υγεία.

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την επεξεργασία του υπολειμματικού όζοντος. Η φυσική αποσύνθεση είναι σχετικά αργή και επηρεάζεται πολύ από περιβαλλοντικούς παράγοντες, καθιστούν ακατάλληλο για μονάδες επεξεργασίας λυμάτων μεγάλης κλίμακας. Αν και η μέθοδος χημικής μείωσης αντιδρά γρήγορα, απαιτεί συνεχή δόση χημικών ουσιών, Ως εκ τούτου, η αύξηση του κόστους και η εύκολη εισαγωγή νέας ρύπανσης αλατιού. Η μέθοδος θερμικής αποσύνθεσης καταναλώνει τεράστια ποσότητα ενέργειας, και η επένδυση εξοπλισμού και το λειτουργικό κόστος είναι απαγορευτική.

Σε σύγκριση, η καταλυτική αποσύνθεση του υπολειμματικού όζοντος έχει προφανή πλεονεκτήματα. Υπάρχουν διάφοροι κοινοί τύποι καταλύτων: Οι καταλύτες μεταλλικών οξειδίων, όπως το διοξείδιο του μαγγανίου και το οξείδιο του χαλκού, έχουν άφθονες επιφανειακές τοποθεσίες που μπορούν να προσροφήσουν τα μόρια του όζοντος. Μέσω μεταφοράς ηλεκτρονίων, ο δεσμός O - O μέσα στο μόριο του όζοντος αποδυναμώνεται, προκαλώντας την αποσύνθεσή του σε οξυγόνο, και η καταλυτική δραστηριότητα των νανοδομημένων μεταλλικών οξειδίων είναι ακόμα καλύτερη. Πολύτιμοι καταλύτες μετάλλων, όπως παλλάδιο και πλατίνα, έχουν εξαιρετικά υψηλή καταλυτική απόδοση και μπορούν εύκολα να προσροφήσουν και να ενεργοποιήσουν το όζον., αλλά το κόστος τους είναι εξαιρετικά υψηλό, περιορίζοντας την εφαρμογή τους. Οι ενεργοποιημένοι καταλύτες άνθρακα έχουν ένα ευρύ φάσμα πηγών και είναι προσιτές, κατέχουν τόσο φυσική προσρόφηση όσο και χημικές καταλυτικές λειτουργίες, και η απόδοσή τους μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω μετά moΣτ).

Λαμβάνοντας ως παράδειγμα καταλύτες οξειδίων μετάλλων, κατά τη διάρκεια της καταλυτικής διαδικασίας, Τα μόρια του όζοντος συλλαμβάνονται από τις ενεργές θέσεις στην επιφάνεια του καταλύτη, σχηματίζοντας προσροφημένη κατάσταση. Στη συνέχεια, η μεταφορά ηλεκτρονίων γίνεται μεταξύ των μεταλλικών ιόντων και των μορίων του όζοντος, προκαλώντας να σπάσει ο δεσμός Ο-Ο, Παράγουν ενεργά είδη οξυγόνου, και τελικά συνδυάζοντας με οξυγόνο.

Σε πρακτικές εφαρμογές, συχνά χρησιμοποιούνται αντιδραστήρες σταθερού κρεβατιού ή αντιδραστήρες ρευστοποίησης. Ο αντιδραστήρας σταθερής κλίμακας έχει μια απλή δομή και είναι βολικό για λειτουργία. Ο καταλύτης δεν χάνεται εύκολα, αλλά είναι επιρρεπής σε φράγκο και απαιτεί τακτική πλύση. Ο αντιδραστήρας ρευστών έχει υψηλή απόδοση μάζας και θερμότητας, και η αναγέννηση καταλύτη είναι βολική. Ωστόσο, απαιτεί υψηλή σφράγιση εξοπλισμού, και ο καταλύτης φθάνει γρήγορα. Κατά τη λειτουργία, παράμετροι όπως η συγκέντρωση του όζοντος, η ροή νερού και η θερμοκρασία πρέπει να παρακολουθούνται σε πραγματικό χρόνο, και οι συνθήκες αντιδραστήρα πρέπει να προσαρμόζονται ευέλικτα ανάλογα με την ποιότητα του νερού εισροής και τη δόση του όζοντος, ώστε να εξασφαλιστεί ότι το υπόλοιπο του όζοντος. ανταποκρίνεται στα πρότυπα απαλλαγής.

Στο μέλλον, με την πρόοδο της επιστήμης των υλικών, του όζοντος και των συναφών τεχνολογιών επεξεργασίας θα συνεχίσουν να βελτιστοποιούνται. ένεση ισχυρότερη ώθηση στην επεξεργασία των λυμάτων και βοηθώντας το οικολογικό περιβάλλον να φτάσει σε νέα ύψη.