Osooni kohaldamine reoveepuhastamisel

Tänapäeva keskkonnakaitse põhjus, reovee töötlemine, ökoloogilise keskkonna kaitsmise olulise osana uurib pidevalt uuenduslikke tehnoloogiaid. Oma ainulaadsete omadustega osas on reoveepuhastuse valdkonnas oluline roll.

Osoonil on helesinine välimus, eriline lõhn ja ainulaadne molekulaarne struktuur. Selle oksüdeeriv jõud ületab kaugeltki tavalise hapniku oma. Tööstuslikult toodetakse osooni sageli dielektrilise barjääri heitmise meetodi abil. mis kasutab kõrgepinge vahelduvat voolt hapnikumolekulide rekombineerimiseks, tekitades seega osooni.

Osooni efektiivsus reovee puhastamisel on märkimisväärne. Esiteks steriliseerimine ja desinfitseerimine, on olemas palju patogeenseid mikroorganisme, näiteks bakterid ja reovees peituvad viirused; ohustades pidevalt veekeskkonda ja inimeste tervist. Oma tugeva tungivusega võib osoon murda läbi mikroorganismide rakkude, vahetult suunata peamiste biomakromolekulide, nt ensüümid ja nukleiinhapped rakkudes, hävitada nende struktuurid ja funktsioonid; ja muudavad mikroorganismid koheselt mitteaktiivseks, saavutades tõhusa steriliseerimise. Võrreldes traditsioonilise kloori desinfitseerimisega ei tooda osoon kahjulikke klooritud orgaanilisi ühendeid, veekvaliteedi ohutuse tagamine.

Seoses decoloriseerimise, tööstusliku reovee, trükkimise ja värvimise, paberi valmistamise jne. on sageli sügavalt värvitud ja sisaldavad suurt hulka vaevalt lagunevaid orgaanilisi aineid. Osoon kasutab oma tugevat oksüdeerivat omadust "rünnata" värvilisi rühmi, oksüdatiivselt lagundada keerulised kromogeensed struktuurid ja muuta need värvituteks või värvitud väikeste molekulideks; tõhusalt parandada heitvee välimuse kvaliteeti ja värvimise mõju on üsna märkimisväärne.

Selle deodoriseerimisfunktsioon on võrdselt silmapaistev. Eriline lõhn reoveetehastes pärineb peamiselt väävlit sisaldavatest ühenditest, Lämmastikku sisaldavad ühendid ja lenduvad orgaanilised ained. Kui osoon neid puutub, on see kiiresti oksüdatsioonireaktsioon. kõnealuste halbade ainete muutmine lõhnata õhu puhastamine allikast ja ümbritseva keskkonna parandamine.

Lisaks sellele oksüdeerib osoon kõigepealt otseselt mõned orgaanilised ained, lagunedes need süsinikdioksiidiks. vesi ja väikeste molekulaarsete orgaaniliste hapete. Samal ajal algatab see vaba radikaalse reaktsiooni, et tekitada hüdroksüülradikaalid. sügavalt mineraliseerides vaevalt lagunevaid orgaanilisi aineid ja parandades reovee biolagunevust; hea aluse loomine järgmistele bioloogilistele töötlemisprotsessidele.

Kui osooni jääk osooni ei töötle nõuetekohaselt; See toob palju puudusi. Ühest küljest põhjustab veekogudes jääk osooni oksüdatiivset stressi veeorganismidele ja kahjustab veeökosüsteemi. Teisest küljest, kui see põgeneb õhku, see ärritab inimese hingamisteede ja teiste kudede limaskest, ohustades tervist.

On olemas erinevaid meetodeid jääk osooni ravimiseks. Looduslik lagunemine on suhteliselt aeglane ja seda mõjutab oluliselt keskkonnategurid; muutes see suuremahuliste reoveepuhastite jaoks sobimatuks. Kuigi keemilise vähendamise meetod reageerib kiiresti, nõuab see kemikaalide pidevat annustamist. mille tulemuseks on suured kulud ja hõlpsalt uue soola saastatuse kehtestamine. Soojuse lagunemismeetod tarbib tohutult energiat ning seadmete investeeringud ja tegevuskulud on põhjalikud.

Võrreldes on jääk osooni katalüütilisel lagunemisel ilmsed eelised. On mitu levinud katalüsaatorid: metalloksiidi katalüsaatoritel, näiteks mangaanidioksiidil ja vaskoksiidil, on rikkalikult pinda aktiivseid kohti, mis suudavad adsorbeerida osoonimolekule. Elektroonide ülekandmise kaudu nõrgeneb O - O - O sideme osooni molekulis, põhjustades selle lagunemist hapnikuks. ja nanostruktureeritud metalloksiidide katalüütiline aktiivsus on veelgi parem. Väärismetallist katalüsaatorid nagu pallaadium ja plaatina on äärmiselt kõrge katalüütiline efektiivsus ning suudavad hõlpsasti adsorbeerida ja aktiveerida osooni. , kuid nende kulud on väga kõrged, piirates nende kohaldamist. Aktiveeritud süsiniku katalüsaatoritel on palju allikaid ja on taskukohased; omavad nii füüsikalist adsorptsiooni kui ka keemilisi katalüütilisi funktsioone, ning nende jõudlust saab veelgi parandada pärast oDifitseerimine.

Kasutades näiteks metalloksiidikatalüsaatorid katalüütilise protsessi käigus, osoonimolekule hõlmavad katalüsaatori pinnal olevad aktiivsed kohad, mis moodustavad adsorbeeritud oleku. Seejärel toimub elektronide ülekandmine metalliioonide ja osoonimolekulide vahel, põhjustades O - O- sideme katkestamist. tekitada aktiivseid hapnikuliike ja ühendada lõpuks hapnikuks.

Praktilistes rakendustes kasutatakse sageli fikseeritud reaktoreid või vedelikuga voodi reaktoreid. Fikseeritud reaktoril on lihtne struktuur ja on mugav töötada. Katalüsaator ei ole kergesti kadunud, kuid see kaldub ummistumisele ja nõuab regulaarset tagapesu. Vedelike voodi reaktoril on kõrge massi ja soojuse ülekande tõhusus ning katalüsaatori regeneratsioon on mugav. Siiski vajab see kõrge varustuse sulgemist ja katalüsaator kulub kiiresti. Käitamise ajal tuleb reaalajas jälgida näiteks osoonikontsentratsiooni, vee voolukiiruse ja temperatuuri parameetreid, ja reaktori tingimusi tuleks paindlikult kohandada vastavalt vooluvee kvaliteedile ja osoonidoosile, et tagada jääk osooni eesmärgiks vastab heitmise standarditele.

Edasi vaadates on materjaliteaduse, osooni ja sellega seotud töötlemistehnoloogiate arenguga kindlasti jätkuvalt optimeeritud, süstida suuremat hoogu reoveepuhastusse ja aidata ökoloogilise keskkonna jõuda uutele kõrgustele.