Uporaba ozona pri čiščenju odplak

V obtoku današnjih okoljskih razlogov, čiščenje odplak, kot ključni del varovanja ekološkega okolja stalno raziskuje inovativne tehnologije. Ozon s svojimi edinstvenimi lastnostmi ima pomembno vlogo na področju čiščenja odplak.

Ozon ima svetlo moder videz, poseben vonj in edinstveno molekulsko strukturo. Njegova oksidacijska moč daleč presega običajnega kisika. Industrijsko ozon pogosto proizvaja po metodi dielektrične pregrade, ki uporablja izmenični tok visoke napetosti za spodbujanje rekombinacije molekul kisika, s čimer ustvarja ozon.

Učinkovitost ozona pri čiščenju odplak je izjemna. Prvič, v smislu sterilizacije in razkuževanja, obstaja veliko število patogenih mikroorganizmov, kot so bakterije in virusi, ki skrivajo v kanalizacijah, nenehno ogrožajo vodno okolje in zdravje ljudi. Z močno prodornostjo lahko ozon prebije celične stene mikroorganizmov. neposredno ciljati ključne biomakromolekule, kot so encimi in nukleinske kisline v celicah, uničiti njihove strukture in funkcije, in takoj naredi mikroorganizme neaktivne in doseže učinkovito sterilizacijo. V primerjavi s tradicionalno razkuževanjem klora ozon ne proizvaja škodljivih kloriranih organskih spojin, zagotavljanje varnosti kakovosti vode.

Kar zadeva debarvanje, industrijske odpadne vode iz tiskanja in barvanja, izdelave papirja itd. so pogosto globoko obarvane in vsebujejo veliko število težko razgradljivih organskih snovi. Ozon izkorišča svojo močno oksidacijsko lastnost za "napad" barvnih skupin, oksidativno razgradnjo kompleksnih kromogenih struktur in njihovo pretvorbo v brezbarvne ali svetlobne majhne molekule, učinkovito izboljšanje kakovosti videza odpadne vode, in debarvanje učinek je precej izjemen.

Njegova dezodoracijska funkcija je enako izjemna. Posebni vonj v kanalizacijah izvira predvsem iz spojin, ki vsebujejo žveplo, spojin, ki vsebuje dušik, in hlapne organske snovi. Ko jih ozon naleti, hitro doživi oksidacijsko reakcijo. pretvarjanje teh snovi v brez vonja ali snovi z nizkim pragom vonja, čiščenje zraka iz vira in izboljšanje okolja.

Poleg tega za organska onesnaževala v odplakah ozon najprej neposredno oksidira nekatere organske snovi in jih razgradi v ogljikov dioksid. voda in majhnih molekularnih organskih kislin. Hkrati sproži svobodno radikalno reakcijo za ustvarjanje hidroksilnih radikalcev. globoko mineraliziranje organskih snovi, ki niso težko razgradljive, in izboljšanje biorazgradljivosti odplak, postaviti dobre temelje za nadaljnje biološke obdelave.

Vendar ko ozon zaključi svojo nalogo čiščenja odplak, če ostanek ozona ni pravilno obdelan, bo prineslo veliko slabosti. Po eni strani bo preostali ozon v vodnih telesih povzročil oksidativni stres vodnih organizmov in poškodoval vodni ekosistem. Po drugi strani, ko pobegne v zrak, bo dražil sluznice človeških dihal in drugih tkiv, ogroža zdravje.

Obstajajo različne metode za zdravljenje preostalega ozona. Naravna razgradnja je razmeroma počasna in jo zelo vplivajo okoljski dejavniki, zaradi neprimernega za obsežne čistilne naprave za čiščenje odplak. Čeprav metoda kemijskega zmanjševanja reagira hitro, zahteva neprekinjeno odmerjanje kemikalij. povzroča visoke stroške in zlahka uvedbo novo onesnaževanje soli. Metoda termalne razgradnje porabi ogromno količino energije, naložbe v opremo in stroški obratovanja pa so preprosti.

V primerjavi s tem ima katalitsko razgradnjo ostalega ozona očitne prednosti. Obstaja več običajnih vrst katalizatorjev: katalizatorji kovinskih oksidov, kot sta manganov dioksid in bakrov oksid, imajo veliko površinsko aktivnih lokacij, ki lahko adsorbirajo molekule ozona. S prenosom elektronov se veza O - O - O znotraj molekule ozona oslabi, kar je povzročilo razpad v kisik. in katalitična aktivnost nanostrukturiranih kovinskih oksidov je še boljša. Katalizatorji plemenitih kovin, kot sta paladij in platina, imajo izjemno visoko katalitsko učinkovitost in lahko zlahka adsorbirajo in aktivirajo ozon. , Vendar so njihovi stroški zelo visoki, ki omejuje njihovo uporabo. Aktivni katalizatorji ogljika imajo široko paleto virov in so dostopni, imajo tako fizično adsorpcijo kot kemične katalitske funkcije, in njihovo učinkovitost se lahko dodatno izboljša po mDifikacijo.

Kovinski oksidni katalizatorji kot primer med katalitskim procesom, molekule ozona zajemajo aktivna mesta na površini katalizatorja, kar tvori adsorbirano stanje. Nato se med kovinskimi ioni in molekulami ozona pojavi prenos elektronov, kar povzroči, da se zlomijo vezi O - O, ustvarjajo aktivne vrste kisika in končno združujejo v kisik.

Pri praktičnih uporabah se pogosto uporabljajo reaktorji s fiksno posteljo ali reaktorji z fluidizirano posteljo. Reaktor z fiksno posteljo ima preprosto strukturo in je priročen za delovanje. Katalizator se ne zlahka izgubi, vendar je nagnjen k zamašitvi in zahteva redno pranje nazaj. Reaktor z fluidiziranim posteljo ima visoko učinkovitost prenosa toplote in regeneracija katalizatorja je priročna. Vendar pa zahteva visoko zatesnjevanje opreme, katalizator pa se hitro izčrpa. Med obratovanjem je treba parametre, kot so koncentracija ozona, hitrost pretoka vode in temperatura in pogoje reaktorja je treba prilagoditi glede na kakovost vode prihajanja in odmerek ozona, da se zagotovi preostali ozon ozon. izpolnjuje standarde izpusta.

Glede na prihodnost, z napredkom na področju materialnih znanosti, ozona in s tem povezanih tehnologij obdelave bodo gotovo še naprej optimizirane, vbrizgavanje močnejših zagonov v čiščenje odplak in pomaganje ekološkemu okolju pri doseganju novih višin.