臭氧催化氧化改善水质安全性指标中试与生产性研究

臭氧催化氧化除污染特性及其生产应用研究共3篇臭氧催化氧化除污染特性及其生产应用研究1臭氧催化氧化除污染特性及其生产应用研究随着工业化和城市化进程的不断加速，大气污染也越来越严重。

其中，由于 NOx, SOx, VOCs 和 PM 等有害物质的排放，导致臭氧浓度逐渐升高，给人们的健康和环境带来了严重的威胁。

而臭氧催化氧化除污染技术是一种非常有效的空气治理方式之一，具有高效、环保、经济等优点。

臭氧催化氧化除污染技术的原理是利用高能量的紫外线或电场来分解臭氧分子，生成高活性的氧自由基，然后与有机物质反应，使其分解为 H2O 和 CO2 等无害物质。

而催化剂可以显著提高臭氧分解的效率和有机物的降解速率，降低催化剂的能耗和粉尘污染。

催化剂是臭氧催化氧化过程中的关键组成部分。

常见的催化剂有纳米氧化物、贵金属、离子液体和复合材料等。

在这些催化剂中，纳米氧化物具有晶体结构稳定、物理化学性质优异等优点，比如 TiO2 是一种典型的光催化剂，能够在紫外光或可见光的照射下将 NO 转化为 NO2，同时分解 VOCs。

因此，在臭氧催化氧化技术中，纳米氧化物是一种十分有前途的催化剂。

臭氧催化氧化除污染技术可以应用于多种领域，如工业废气、船舶尾气、汽车尾气等。

在工业废气和汽车尾气处理中，臭氧催化氧化技术可以有效去除有害 VOCs、CO 等物质，提高室内空气的质量，减少雾霾天气的发生。

而在海运行业，船舶尾气排放成为了一项全球性难题，而采用臭氧催化氧化技术则可将尾气中的有害物质转化成无害的二氧化碳和水，从而达到排放标准。

臭氧催化氧化技术对环境的影响也值得关注。

一方面，臭氧催化氧化技术本身是一种环保的技术，可以最大限度的减少有害物质的排放，提高大气质量。

另一方面，催化剂的生产和应用也会影响环境。

例如，纳米氧化物的生产需要大量的能源和水资源，而在应用中，催化剂也可能会成为大气中的微塑料等污染源。

因此，未来需要进一步研究催化剂的生产和应用，探索更加环保、可持续的催化剂。

臭氧高级氧化是水处理技术中去除有机污染物的一种重要方法，能将很多有机物降解并改善其生物降解性能。

在不需要调整废水pH值情况，以催化铁为催化剂，能够促进O3分解产生羟基自由基，从而强化臭氧的氧化能力。

可以提高臭氧的利用效率、氧化速度和氧化能力，并提高了污染物的去除率。

臭氧具有强氧化性，臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，在碱性溶液中拥有2.07V的氧化电位，其不仅可以消毒杀菌，还可以氧化分解水中污染物，但对污染物具有选择性且速度慢。

但臭氧在中性环境下，在催化铁的催化作用下，在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH，HO·（E0=2.8V）电位高，针对污染物反应能力强、速度快、可引发链反应，使许多有机物彻底降解。

废水的可生化性，利于二次生化。

达到降低COD、提高可生化性、脱色等；深度处理：用于生化出水的深度处理，强化降解剩余COD，实现矿化，达成废水提标排放或回用。

实现降低COD、提高可生化性杀菌、消毒、脱色、除异味等。

气/氧气）、在线臭氧分析仪（气相）、臭氧尾气破坏器、催化中心反应器、催化剂、水泵、气态臭氧质量浓度仪（BMT964)、气态臭氧质量流量计（E+H/AT70F)、水中臭氧浓度仪（W&T/OZ7)、臭氧微孔曝气装置，石英砂过滤器等。

以上系统配置，可根据实际情况增减子单元。

五、本催化臭氧高级氧化系统优势6.1 系统操作参数《室外排水设计规范》（GB50014-2006）七、相关比较八、工程案例展示(1)深圳光明污水处理厂-华星光电3.8万吨电子废水预处理(2)上海巴斯夫5000吨混合化工废水提标(3)靖江帝斯曼4000吨制药废水提标(4)福田集团盐城福汇纺织12000吨印染废水提标-去苯胺及脱色(5)绍兴污水处理厂高级氧化处理工程（中试规模100吨/天）(6)江西天新药业高级氧化处理工程（中试规模100吨/天）(7)宣伟涂料（南通）废水站高级氧化预处理工程。

臭氧催化氧化法对尾矿淋溶液中氨氮的去除研究马博;杨永哲;岳山;马强;高壮【摘要】采用臭氧－载铜活性炭催化氧化法处理黄金尾矿闭库淋溶液，探讨了活性炭在臭氧氧化过程中的作用机理及pH对臭氧催化氧化降解氨氮的影响。

试验结果表明：催化剂的投加显著提高了氨氮的去除率。

初始pH为9．57时，O3氧化对氨氮的去除率仅为54．38%，而投加活性炭和载铜活性炭后，氨氮的去除率分别提高到63．92%和70．67%；随着废水的初始pH由7．2增加到11．43，氨氮的去除率由28．35%增加到99．45%。

%Ozone-copper-loaded activated carbon catalytic ozonation process has been used for treating gold tailings closing leaching solution. The influences of the mechanism and pH of activated carbon in the process of ozonation on the ozone catalytic oxidation degradation of ammonia nitrogen are discussed. The experimental results show that the dosing of catalysts can improve ammonia nitrogen removing rates significantly. When the initial pH is9.57 ,the ammonia nitrogen removing rate by O3 oxidation is only 54.38%. However,after dosing activated carbon and copper-loaded activated carbon,the ammonia nitrogen removing rates are 63.92% and70.67%,respectively. With the in-crease of initial pH from 7.2 to 11.43,the ammonia nitrogen removing rate increases from 28.35%to 99.45%.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2017(037)001【总页数】4页(P57-60)【关键词】臭氧氧化;氨氮;载铜活性炭【作者】马博;杨永哲;岳山;马强;高壮【作者单位】西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055【正文语种】中文【中图分类】X703.1黄金尾矿库淋溶液主要含氨氮、COD、氰化物、硫氰化物等，是目前采矿工业非常严重的污染源之一〔1〕。

化工论文范文化工产业是国家经济的重要支柱。

随着经济社会的发展,国内外环境污染突发事件时有发生,造成当地经济较大程度的损失,同时也严重影响了人类健康和社会的和谐稳定。

下面是店铺为大家推荐的化工论文，供大家参考。

化工论文范文一：邮寄废水处理中臭氧氧化技术的运用摘要：臭氧氧化作为一种有效的有机废水处理技术,对难生物降解的有机废水具有良好的降解效果。

臭氧一般不能氧化彻底有机物，由此衍生了一系列的臭氧组合工艺，本文介绍了臭氧的性质及氧化机理,分析了臭氧氧化和衍生技术在处理农药废水、焦化废水、垃圾渗滤液、纺织印染废水等难降解有机废水中的应用,并指出了臭氧氧化技术存在的问题。

关键词：臭氧氧化技术;有机废水;废水处理世界人口的疯长及日益发展的工业是越来越多的水体遭受污染。

而臭氧具有较高的氧化还原点位和很强的氧化性，可以氧化多种化合物，对于生物难降解的有机物具有反应速度快，处理效果好，不产生污泥等特点。

随着工业技术的革新，人们发现臭氧消毒的效率要远优于氯消毒，不会在消毒过程中产生对人体有害的三氯甲烷(THMS)，并且还可以有效去除水中的色、臭、味、和铁、锰等无机物质，并能降低UV吸收值、TOC、COD及氨氮。

因此，臭氧氧化技术被广泛地应用于产业废水处理中[1]。

1臭氧的特性臭氧，一种浅蓝色具有刺激性气味的气体，氧原子以sp2杂化的方式形成π键，臭氧分子形状为V形。

臭氧的ORP比水处理中常用消毒剂氯气高0.7V，其氧化能力也远远高于氯气高。

在水中的溶解度比氧气约高13倍[1]。

经臭氧处理后的水中通常含有较多的杂质，成分比较复杂，还含有许多有机污染物，所以臭氧在水中很不稳定，会迅速分解成氧气分子[2]。

2臭氧氧化及其衍生工艺臭氧氧化有机物的过程分为两种反应：直接反应和间接反应。

直接反应即是通过亲核反应、环加成、亲电反应的方式。

间接反应则是通过臭氧与水的自由基诱发反应生成HO?。

HO?通过抽氢反应、电子转移及加成反应与大部分有机物进行复杂化学反应，从而将部分有机物矿化为CO2和H2O。

臭氧催化剂检测标准引言臭氧催化剂是一种常用于空气净化设备中的关键材料，可以有效去除空气中的有害物质。

为了确保催化剂性能和安全性，需要进行定期的检测和评估。

本文将介绍臭氧催化剂检测的标准和方法。

1. 检测目标臭氧催化剂的检测目标主要包括以下几个方面：1.1 催化性能催化剂的催化性能是衡量其效果的关键指标。

常用的检测方法包括评估催化剂对特定有害物质的去除效率、反应速率等。

在检测过程中，可以使用模拟气体或实际污染气体来评估催化剂的性能。

1.2 耐久性催化剂的耐久性是指其在长期使用过程中的稳定性和寿命。

检测方法通常包括对催化剂进行稳定性测试，并评估其随时间的退化情况。

常用的测试方法包括催化剂活性的长期监测和催化剂寿命的评估。

1.3 安全性催化剂的安全性是指其在使用过程中是否会产生有害物质或产生其他安全风险。

检测方法通常包括对催化剂使用过程中产生的副产物进行分析，并评估其对环境和人体的安全影响。

2. 检测方法臭氧催化剂的检测方法主要包括以下几个方面：2.1 物理性能测试物理性能测试主要是对催化剂的物理特性进行检测，包括外观、尺寸、孔径大小等。

这些测试通常通过显微镜观察、电子显微镜扫描或比表面积测量仪进行。

2.2 催化性能测试催化性能测试是评估臭氧催化剂去除有害物质效果的关键步骤。

常用的方法包括使用模拟气体或实际污染气体对催化剂进行性能评估。

测试方法通常包括反应室的设计、气体流速的控制、反应温度的调节等。

2.3 耐久性测试耐久性测试是评估催化剂长期使用能力的重要环节。

常用的方法包括长时间连续工作测试、循环工作测试等。

通过监测催化剂活性变化和寿命指标来评估其耐久性。

2.4 安全性测试安全性测试是评估催化剂在使用过程中产生的有害物质和安全风险的关键步骤。

常用方法包括对催化剂副产物的分析、毒性测试等。

这些测试可以帮助确保催化剂的使用安全性。

3. 结论臭氧催化剂的检测标准和方法是确保催化剂性能和安全性的关键措施。

通过对催化剂的催化性能、耐久性和安全性进行定期检测和评估，可以保证催化剂的有效运行和使用安全。

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2023年第13期·129·文章编号：2095-6835（2023）13-0129-03青岛某污水处理厂出水高级氧化中试试验研究于小强1，宋永健1，杨凯祥1，常丽丽2（1.青岛市市政工程设计研究院有限责任公司，山东青岛266000；2.青岛职业技术学院，山东青岛266000）摘要：青岛某污水处理厂出水采用臭氧氧化、臭氧催化氧化进行中试试验，控制臭氧处理单元水力停留时间为30min ，进行臭氧投加量分别为15mg/L 、25mg/L 的臭氧氧化和臭氧投加量分别为10mg/L 、20mg/L 的臭氧催化氧化，各臭氧投加量下处理最终出水最大COD （Chemical Oxygen Demand ，化学需氧量）分别为33.4mg/L 、30.5mg/L 、37.1mg/L 和27.2mg/L 。

臭氧氧化与臭氧催化氧化的COD 去除效果均随臭氧投加量的增加而提高，其中臭氧投加量为20mg/L 时的催化氧化可实现处理出水的稳定达标，此设计经验可供其他类似工程参考。

关键词：臭氧；催化氧化；COD ；中试试验中图分类号：X703文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.13.038随着青岛市经济迅速发展，其产业布局调整、城市用地性质变化，区域内污水污染物种类及数量快速增长，水污染问题已远不能满足青岛市的城市发展需求，严重影响青岛市的城市形象。

根据青岛市“十四五”规划，环胶州湾、渤海湾及临河污水厂出水需达到地表水准Ⅳ类标准。

目前被广泛应用的深度处理工艺有物理吸附、Fenton 试剂氧化、臭氧催化氧化等，其中Fenton 试剂氧化和臭氧化氧化具有反应速度快、运行效果好等优点。

相较于Fenton 试剂氧化，臭氧催化氧化工艺清洁，不会产生化学污泥，没有二次污染，在污水处理厂提标改造中获得了越来越多的青睐[1]。

臭氧催化氧化与活性炭联用提高电厂供水水质3马　军　蔡国庆　翟学东　于晓玲 提要　臭氧催化氧化是利用催化剂将臭氧分解后产生的具有很强氧化能力的自由基,来强化分解水中高稳定性、难生物降解的有机污染物的技术。

将臭氧催化氧化工艺应用到火力发电厂水处理系统中的生产运行结果表明,臭氧催化氧化与活性炭联用工艺可使水中有机污染物总体去除率达50%以上,水中高稳定性难降解有机污染物的去除率可达70%。

应用催化氧化与活性炭联用系统后,电厂化学用水水质得到提高,生产运行成本降低。

关键词　臭氧　催化氧化　活性炭　发电厂　有机污染物3国家自然科学基金资助项目(项目编号59825106)。

0　引言化学氧化是一种强化分解水中有机污染物的常用方法,能使水中多数有机污染物氧化破坏。

但水中有些有机物难于分解,例如,农药和化工废水中的某些合成有机物。

据报道,即使氧化能力很强的臭氧也仅能分解很少一部分稳定性有机污染物,因而如何强化去除水中高稳定性、难生物降解的有机污染物,是一项非常重要的研究课题。

在前期研究工作中[1],发现锰的金属离子及其氧化物可促进水中臭氧分解,产生具有很强氧化能力的自由基,可以强化分解水中高稳定性、难生物降解的微量有机污染物(例如莠去津和硝基苯)。

本研究首次以某火力发电厂所用的受污染地表水为对象,采用臭氧催化氧化技术与活性炭联用进行化学水处理。

火力发电厂的化学水水质是保障发电设备安全生产的重要因素。

目前,绝大多数火力发电厂的化学制水工艺仍然采用传统的混凝澄清、过滤等预处理方法,混凝过程对大分子胶体状态的有机物去除效果较好,对于一般地表水来说,混凝过程可去除50%左右(最多70%)的有机物,再通过机械过滤还能去除一部分小颗粒的絮体,同时又可去除一部分有机物。

通过混凝和机械过滤所不能去除的小分子溶解状态有机物也难以被后续的活性炭去除,去除率一般不超过25%,也就是说水中有机污染物还有近20%～25%没有被去除,它们将被后面的阴阳离子交换树脂所吸收,造成树脂污染中毒,致使树脂交换容量降低,树脂强度下降,易产生破碎树脂进入到热力系统中的情况;最严重的是使树脂的工作周期缩短、周期制水量大大下降,酸碱耗将大幅度增加,出水水质明显降低;由于不合格的除盐水进入热力系统中,将造成设备腐蚀等不良影响。

光--臭氧催化氧化耦合处理难降解有机废水的开题报告一、选题背景有机废水是指含有机物质的工业、农业、生活等领域的废水，其中大多数有机物都具有难降解性，且具有毒性、致癌性和臭味等问题。

传统的生化处理方法及物理化学方法在处理有机废水方面存在着一定的局限性，尤其针对难降解有机废水，这些方法的效率和效果并不是很好，难以彻底去除其中的有机物。

因此，开展研究更加高效和环保的处理方法显得尤为重要。

光--臭氧催化氧化耦合处理难降解有机废水作为一种新型处理技术，近年来备受关注。

该技术采用光和臭氧作为反应介质，通过催化剂的催化作用，在光和臭氧的荧光和氧化作用下，可大幅提高废水的降解效率。

并且该技术不需要添加其他的化学物质，不会产生二次污染，因此被广泛应用于有机废水的处理。

二、研究目的本研究旨在构建一种光--臭氧催化氧化耦合处理难降解有机废水的新型技术，通过优化反应条件、选择合适的催化剂和催化剂负载方式，提高废水降解效率，同时探究其降解机理和参数对处理效果的影响，为实现有机废水的高效、经济、环保处理提供参考。

三、研究方法1.材料准备：准备应用于反应的有机废水样本及催化剂等材料2.光--臭氧催化氧化耦合反应：在光照和臭氧作用下，通过添加催化剂，利用氧化还原反应，分解难降解有机物质。

3.反应条件优化：调整反应时间、催化剂用量、光强度和臭氧流量等反应条件，探究最优的处理条件。

4.结果分析：通过测定反应前后的COD、氨氮等指标，分析反应的降解效率，探究不同条件下反应的效果差异及机理。

四、预期结果通过对光--臭氧催化氧化耦合反应的优化，可以取得比传统处理方法更好的降解效果，将有机废水中的有机物质有效分解，降低废水的污染程度。

实验结果将为该技术的开发和实际应用提供科学依据。

臭氧催化氧化机理及其技术研究进展臭氧催化氧化技术是一种先进的环境污染治理技术，其通过利用臭氧的高氧化能力来处理废气和废水中的有机污染物。

在过去的几十年里，臭氧催化氧化技术在环境领域取得了显著的进展，成为了重要的气体和水处理方法之一。

臭氧催化氧化技术的核心机理是臭氧与有机污染物之间的氧化反应。

臭氧分子具有高氧化能力，可将有机物氧化为无机产物，使有机物得以去除。

在这一过程中，催化剂的选择非常重要，催化剂可以提高臭氧分子与有机污染物之间的接触率，加速氧化反应的进行。

同时，催化剂还能影响氧化反应的选择性，使得有机物的氧化产物更易于去除。

近年来，研究人员在臭氧催化氧化技术方面取得了很多进展。

一方面，研究人员在催化剂的研发方面做出了许多努力。

他们通过改进催化剂的结构和组成，提高了催化剂的催化活性和稳定性。

例如，钛基催化剂因其良好的催化性能被广泛应用于臭氧催化氧化技术中。

另一方面，研究人员还致力于对臭氧催化氧化机理的深入研究。

通过实验和理论模拟等手段，他们揭示了臭氧分子与有机污染物之间的吸附、解离和氧化等关键步骤，为技术的优化和进一步的改进提供了理论指导。

在应用方面，臭氧催化氧化技术在环境治理中发挥了重要的作用。

一方面，它可以高效地降解空气中的有机物。

例如，臭氧催化氧化技术在工业废气处理中被广泛应用于有机溶剂的去除。

另一方面，臭氧催化氧化技术还可以有效处理废水中的有机污染物。

例如，其可以将含有有机物的废水经降解处理后达到排放标准，减少对水体的污染。

然而，臭氧催化氧化技术还存在一些挑战和待解决的问题。

首先，催化剂的稳定性仍然是一个难题。

一些催化剂在高温、高湿度条件下容易失活，限制了技术的长期应用。

其次，臭氧催化氧化技术在处理高浓度有机污染物时面临反应速率慢的问题。

这可能影响技术在实际工程中的应用。

此外，臭氧催化氧化技术的经济性也需要进一步改善，以降低运行成本。

综上所述，臭氧催化氧化技术是一种高效的环境污染治理技术，其核心机理是臭氧与有机污染物之间的氧化反应。

臭氧催化氧化工艺解析臭氧催化氧化是一种常用的水处理技术，它利用臭氧的强氧化性能来处理废水和水体中的有机物和污染物。

臭氧催化氧化工艺在环保领域中具有重要的应用价值，可以有效地降解水污染物，改善水质，并保护环境。

本文将从深度和广度两个角度，对臭氧催化氧化工艺进行详细解析。

一、臭氧催化氧化工艺的原理及机制1. 臭氧的氧化性能臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力远远超过传统的氯气和过氧化氢。

臭氧分子具有较高的电子云密度，能够提供反应所需的自由基，并参与氧化反应。

臭氧的氧化作用主要通过自由基机制实现，其中包括氢原子自由基(OH•)、羟基自由基(O•)等。

2. 催化剂的作用在臭氧催化氧化工艺中，催化剂能够加速反应速率，提高催化氧化效果。

常用的催化剂包括金属氧化物、活性炭、纳米材料等。

这些催化剂在催化过程中能够吸附臭氧分子，增加反应物的接触机会，并提供反应活性位点，进而加速氧化反应的进行。

3. 水体中有机物的氧化臭氧催化氧化工艺通过臭氧分解生成自由基，进一步与水体中的有机物发生氧化反应。

这些有机物往往是废水中存在的污染物，如苯、酚、醛等。

臭氧催化氧化能够将这些有机物分解为较小的分子，降低其毒性和生物降解难度，从而实现废水的净化和处理。

二、臭氧催化氧化工艺的应用领域1. 污水处理臭氧催化氧化工艺在污水处理领域广泛应用。

通过臭氧催化氧化处理，可以快速降解有机物，去除水体中悬浮物和色度，并杀灭水中的微生物，大大提高水的透明度和卫生指标。

催化氧化工艺具有高效、节能、不易产生二次污染等优点，逐渐取代传统的污水处理方法。

2. 水源净化臭氧催化氧化工艺也被广泛应用于水源净化。

在有机污染物较严重的水源中，采用臭氧催化氧化技术可以有效去除有机物，净化水质，提高水源的可用性和安全性。

臭氧催化氧化还能去除水中的异味、色素和重金属等有害物质，保障饮用水的健康和安全。

三、臭氧催化氧化工艺的前景和挑战1. 前景臭氧催化氧化工艺在环保领域具有重要的前景。

铁基催化剂强化臭氧氧化深度处理印染废水的中试研究樊金红;阳钰玮;马鲁铭【期刊名称】《能源环境保护》【年(卷),期】2024(38)1【摘要】针对广西玉林某工业园区污水处理厂二级工艺处理后的印染废水,利用铁刨花原位改性制备的铁基催化剂进行催化臭氧氧化中试,考察催化臭氧氧化技术对印染废水COD和色度的处理效果。

实验结果表明:在本研究所使用的催化臭氧氧化反应器和反应条件下,进水COD在40~60 mg·L^(-1)范围,色度在80~120度范围,pH在6~9的印染废水,经过该工艺的处理可使出水水质稳定达到《纺织染整行业回用水水质》(FZ/T 01107—2011)标准。

当进水COD维持在40 mg·L^(-1)以下时,出水COD可降至30 mg·L^(-1)甚至20 mg·L^(-1)以下,出水水质满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类水标准。

水力停留时间对处理效果的影响呈正态分布,建议值为60 min。

铁基催化剂的活性组分和“微通道”结构,有利于臭氧与催化组分的结合以及羟基自由基的释放与作用,从而提高了臭氧利用率,使O_(3)/ΔCOD的值基本控制在2以下。

【总页数】6页(P128-133)【作者】樊金红;阳钰玮;马鲁铭【作者单位】同济大学环境科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.污泥基催化剂强化臭氧深度处理煤制气废水中试性能2.Mn-Cu-Ce复合催化剂高效催化臭氧氧化深度处理印染废水3.催化臭氧氧化深度处理印染废水中试研究4.MnO_2-MgO/AC催化剂对印染废水的臭氧催化氧化深度处理因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

臭氧催化氧化池设计说明
臭氧催化氧化池是一种常见的水处理设备，用于去除水中的有机物、颜色、异味和细菌。

设计臭氧催化氧化池需要考虑以下几个方面：
1. 设计原则：
首先，需要根据水质分析确定处理水的水质参数，包括有机物浓度、颜色、异味物质种类及浓度等。

其次，根据水处理目标确定处理设备的处理量和处理效果要求，包括去除率、水质指标等。

2. 设备选择：
选择合适的臭氧发生器，根据处理水量和臭氧需求量确定发生器的规格。

选择合适的催化剂，通常使用金属氧化物或活性炭等作为催化剂，以提高臭氧氧化有机物的效果。

3. 设备布局：
根据处理水量和设备数量确定催化氧化池的尺寸和布局，包
括池体尺寸、进出水口位置、臭氧气体进气口位置等。

4. 操作参数：
确定臭氧气体进气量、进气时间、催化剂投加量等操作参数，以保证催化氧化池的处理效果。

5. 安全考虑：
考虑催化氧化池的安全性，包括防爆、防漏等设计要求，确
保设备运行安全可靠。

6. 运行维护：
设计合理的清洗、维护通道和设备维护周期，以保证设备长
期稳定运行。

综上所述，设计臭氧催化氧化池需要考虑水质分析、设备选择、
设备布局、操作参数、安全考虑和运行维护等多个方面，以确保设备能够有效、稳定、安全地运行，达到处理水质的要求。

大学生挑战杯创业计划大赛项目申报书————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：参赛编号：2011年“国家大学科技园杯”科技创新大赛项目申报书项目名称：臭氧和臭氧水治疗仪作者：单位：2011年“国家大学科技园杯”科技创新大赛组委会参赛诚信自律保证书1.本人（本单位）保证参赛的项目具有自主知识产权，无任何侵犯他人知识产权的问题。

2.本人（本单位）保证提供的参赛作品符合我国现有的法律、法规要求，符合环保和健康等方面的要求。

3.参赛作品符合先进性、新颖性、实用性要求。

4.本人自觉遵守参赛规则和要求，提供的项目申报资料，许可由主办单位宣传、汇编和公开出版。

保证人：（签名/参赛单位盖公章）年月日2011年“国家大学科技园杯”科技创新大赛项目报告书第一章项目基本情况一、项目基本情况项目名称臭氧和臭氧水治疗仪参赛单位/人(公章或签字)项目类别√个人参赛项目□企业参赛项目主要完成人专利情况申请号申请日期2011-5-242011-7-4公告号授权日期发明专利□实用新型√外观设计√软件著作权□职务发明是√否□所处阶段□创意□研发□产品开发√试运营□市场拓展项目获奖情况项目摘要（内容包括：课题的发现、研究过程、结构特征、工作原理、突出创新点、研究结果、应用前景、经济和社会效益分析。

可另附页）课题发现：在医学领域，臭氧主要应用于神经系统、消化系统、泌尿系统、内分泌系统、外周循环系统、皮肤等疾病的治疗，尤其在疼痛方面（颈腰椎间盘、软组织疼痛、骨性关节炎等）的治疗，良好的临床效果已得到广泛的认可。

然而，臭氧极不稳定，目前国内研制的臭氧仪器，正常情况下制备臭氧气体浓度会因气体流量、温度和放电电流变化而变化；将臭氧气体直接注入肌肉时，会导致疼痛并诱发迷走神经亢进，出现晕厥或血管破裂，引起空气栓塞的危险。

而臭氧水与臭氧气体相比，其在水中的溶解度为49.4ml/100ml，能够最大限度的减慢O3解离的速度，从而使O3更好的发挥消炎镇痛等作用；可以避免空气栓塞的危险；亦可以避免臭氧(氧化作用)直接接触组织产生的疼痛；臭氧水具有操作简便、副作用小、安全性高、应用广泛的优点。

臭氧催化氧化技术深度处理印染废水的研究李桂菊;李弘涛;夏欣;杨浩伟;岳悦【摘要】为了提高臭氧催化氧化技术在印染废水深度处理中的去除效率,提高催化剂的使用寿命,本研究利用混合法自制非均相催化剂,并考察了其在深度降解印染废水中橙黄G的应用.对废水初始pH、催化剂的投加量和臭氧投放速率3个过程参数进行了优化.研究结果表明,臭氧催化氧化降解橙黄G废水的最佳工艺参数是废水初始pH 6～7、反应时间60 min,催化剂的投加量为300 g/L、臭氧投放速率为1.60 mg/(L·min).利用该工艺参数对某印染厂二沉池出水进行深度处理,60 min后出水COD为58.7 mg/L,COD去除率为67.4％,出水COD已经达到国家排放标准(GB 18918—2002)的一级B标准.臭氧催化氧化降解橙黄G的过程符合一级反应动力学模型,反应速率常数随废水pH、臭氧投放速率及催化剂投加量的变化规律与单因素实验结果相吻合.【期刊名称】《天津科技大学学报》【年(卷),期】2019(034)002【总页数】6页(P55-59,80)【关键词】橙黄G;臭氧催化氧化;印染废水【作者】李桂菊;李弘涛;夏欣;杨浩伟;岳悦【作者单位】天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457;天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457;天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457;天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457;天津市海洋环境保护与修复技术工程中心,天津科技大学海洋与环境学院,天津 300457【正文语种】中文【中图分类】X791染料废水排放量巨大，而且染料废水中难生物降解有机物种类多，具有致畸、致癌和致突变的作用，可生化性差．新的环保法规对印染废水的排放有更严格的要求，因此印染废水的深度处理面临更高的挑战[1-2]．当今印染废水的深度处理方法主要有吸附法、电化学法、Fenton氧化法以及臭氧氧化法[3-5]．吸附法中吸附剂再生后性能变差，所以需要不断更换，费用较高；电化学法耗电较大、电极消耗较多，产业化还有一定距离；Fenton氧化法药剂成本高，会产生铁泥；而臭氧氧化技术既可以实现有机物的有效降解，又可以很好地脱色，非常适合印染废水的深度处理．但是，单纯的臭氧氧化技术氧化效率不高，当加入催化剂构成催化氧化体系后，可以对有机物实现良好的降解，然而在实际应用过程中，均相催化剂组分存在无法回收的不足[6]．本课题组采用混合法制备非均相催化剂，一方面保证了催化剂的机械强度和硬度，易固液分离，有利于催化剂重复利用；另一方面提高了载体与活性组分之间的结合力，降低活性组分的溶出，提高催化剂稳定性[7-9]．本研究拟利用自制的催化剂臭氧催化氧化对印染废水进行深度处理，为产业化应用提供理论支持．1 材料与方法1.1 废水来源臭氧催化氧化工艺参数确定时，采用偶氮染料橙黄G(天津市百世化工有限公司)配制的模拟废水，实验所用模拟废水质量浓度为 250mg/L．真实印染废水来自四川绵阳某染料厂的二沉池出水，该废水仅为COD和色度不达标，其他水质参数均达到 GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级 B标准．本实验主要利用臭氧催化氧化技术进行深度处理．实验用水水质指标见表1．表1 实验用水主要水质指标Tab. 1 Main water quality indexes of experimental water?1.2 实验装置臭氧反应装置如图 1所示．该装置主要包括NOP 10P-3-2型臭氧发生器(东绿邦光光电设备有限公司)、臭氧反应柱、气体流量计、臭氧浓度计、臭氧尾气吸收瓶．图1 臭氧反应装置图Fig. 1 Ozone reaction set-up diagram1. 臭氧发生器；2.气体流量计；3. 臭氧反应柱；4. 曝气头；5—7. 臭氧尾气吸收液；8. 臭氧浓度计1.3 臭氧投放速率的计算臭氧投放速率为每分钟通入装置内的臭氧总量与臭氧利用率之积，而臭氧总量为产生气体中臭氧的浓度与臭氧流量之积．反应后的剩余臭氧通过 KI吸收法测定，臭氧的利用率为通入的臭氧总量与剩余臭氧量差值与通入的臭氧总量的比值，所以臭氧的实际投放速率可通过式(1)求得．式中：v为臭氧投放速率，mg/(L·min)；ρ为产生混合气体中的臭氧质量浓度，mg/L；Q为气体流量，L/min；η为臭氧利用率；V为废水体积，L．1.4 检测方法使用德国 WTW 公司的 CR2200型消解仪，采用重铬酸钾法进行 COD测定；使用日本岛津公司UV-2550型紫外可见分光光度仪，采用紫外分光光度法进行橙黄G浓度测定；采用稀释倍数法进行色度测定；使用上海奥豪斯公司的STARTER 310型pH计进行pH测定．2 结果与讨论2.1 工艺条件的探索以含橙黄 G的模拟废水为实验对象探讨废水pH、臭氧投放速率以及实验室自制催化剂的投加量对橙黄 G的降解效率的影响，确定臭氧催化氧化的最佳工艺条件．实验室自制催化剂通过将一定量活性炭粉浸渍于质量分数为 6%的硝酸铜溶液中搅拌 2h，过滤烘干后在氮气环境保护下升温至800℃烧结而成．工艺探索过程中所使用催化剂均经过吸附饱和处理，即在实验前将催化剂在250mg/L的橙黄G模拟废水浸泡5h，经测定本催化剂对 COD的饱和吸附量为1.87mg/g．催化剂达到吸附饱和后，再进行催化氧化研究，排除催化剂吸附造成的影响．2.1.1 pH的影响取500mL质量浓度为250mg/L的橙黄G模拟废水于反应容器中，实验室自制催化剂的一次投加量为 300 g/L(固液体积比1∶3)，臭氧的投放速率为1.60mg/(L·min)．探讨废水 pH 为 3、5、6.5、9、11 对臭氧催化氧化的影响，其中 pH＝6.5为原水 pH．结果如图 2、图 3所示．在对不同 pH废水进行降解过程中，随着溶液pH由3逐渐升高到11，COD的去除率先增大后减小，处理效果最佳为原水pH 6.5．反应进行 25min后，在溶液 pH为 6.5的条件下，COD去除率达到了83.17%．分析其原因，在较低pH的条件下，有机染料橙黄 G的降解原理主要为臭氧的直接接触氧化，废水 pH由 3升高至 6.5的过程中，随着溶液 pH 的升高，OH-的浓度增大，产生羟基自由基的速率变快，逐渐转变到臭氧的间接氧化，因而能够提高 COD 的去除率[10-11]．但是，随着溶液 pH的进一步升高，COD的去除率反而下降，产生这一现象的原因可能是当溶液 pH过高，溶液中就会存在大量的 OH-，会促使臭氧很快分解产生大量羟基自由基，当溶液中的羟基自由基浓度较大时，羟基自由基之间相互碰撞猝灭的概率将会显著升高，从而致使羟基自由基数量下降，对橙黄 G的降解产生不利影响[12-15].由图3可知：在pH 6.5的条件下，橙黄G的降解效率最高，在 5min左右基本全部被分解，色度几乎为0.图2 废水pH对COD去除率的影响Fig. 2 Effect of different wastewater initial pH on the removel rate of COD图3 废水pH对橙黄G去除率的影响Fig. 3 Effect of different wastewater initial pH on the removel rate of orange G2.1.2 臭氧投放速率的影响取500mL质量浓度为250mg/L的橙黄G模拟废水于反应容器中，实验室自制催化剂的一次投加量为 300g/L，pH 为 6.5，控制臭氧的投放速率分别为0.53、1.07、1.60、2.13、2.66mg/(L·min)，确定臭氧催化氧化橙黄 G的臭氧最佳投放速率，其实验结果如图4、图5所示．图4 臭氧投放速率对COD去除率的影响Fig. 4 Effect of different ozone acceleration rate on the removal rate of COD图5 臭氧投放速率对橙黄G去除率的影响Fig. 5 Effect of different ozone acceleration rate on the removal rate of orange G由图 4可知：当臭氧投放速率不断增大时，溶液中 COD的去除率明显提高．这是因为当臭氧投放速率不断增大时，气液两相中的臭氧浓度差异较大，增强了臭氧在溶液中的传质效果，导致大量臭氧分子溶于水中参与降解有机物，这样就会使COD及橙黄 G的去除率增大[16]．当臭氧投放速率为0.53mg/(L·min)时，反应25min后 COD的去除率仅为 59.4%；当臭氧投放速率为1.60mg/(L·min)时，25min后COD去除率达到了 83.2%，但当臭氧投放速率增大到2.13mg/(L·min)和2.66mg/(L·min)时，COD 的去除效果没有显著提高，这是因为在标准状况下，1体积水溶解0.494体积臭氧，废水中臭氧的溶解度在一定温度下达到饱和，即使继续增大臭氧投加量，废水中臭氧浓度也不会进一步提升．并且，臭氧再其浓度较大的情况下便会成为羟基自由基的捕获剂，从而影响臭氧降解有机物效率．因此，本研究确定臭氧投放速率为1.60mg/(L·min)．2.1.3 催化剂投加量的影响取500mL质量浓度为250mg/L的橙黄G模拟废水，臭氧的投放速率为1.60mg/(L·min)，废水的初始 pH为 6.5，实验室自制催化剂的一次投加量分别为50、100、200、300、400g/L，探究实验室自制催化剂的投加量对臭氧催化氧化橙黄 G的影响，其实验结果如图6、图7所示．图6 催化剂投加量对COD去除率的影响Fig. 6 Effect of different catalyst dosage on the removal rate of COD图7 催化剂投加量对橙黄G去除率影响Fig. 7 Effect of different catalyst dosage on the removal rate of orange G由图 6、图 7可知：当实验室自制催化剂的投加量不断增加时，废水中COD及橙黄G的去除率逐渐升高．在 25min时，未投加自制催化剂情况下，废水中 COD的去除率为29.3%，自制催化剂投加量分别为50、100、200、300、400g/L 时，废水中 COD 的去除率分别为 51.9%、67.3%、72.4%、83.2%、84.0%．分析其原因，这主要是由于随着实验室自制催化剂投加量的增加，可利用的活性位点也随着增多，臭氧分子、橙黄 G和实验室自制催化剂碰撞机会和接触面积显著增大，臭氧得到更加充分的利用[17]．但当实验室自制催化剂投加量从 300g/L 提高至400g/L时，COD的去除率并没有显著的变化，这可能的原因是，当臭氧浓度一定时，过多的实验室自制催化剂中活性位点无法被完全占据，造成了实验室自制催化剂的浪费；也有可能是因为实验室自制催化剂投加量过高，产生的过多的羟基自由基又可以相互作用形成过氧化氢[18]．实验室自制催化剂的一次性臭氧投加量选取300g/L．2.2 臭氧催化氧化的动力学研究对臭氧催化氧化动力学进行研究，不仅可以得知有机物降解过程中的一般规律，而且可以明确各工艺条件对污染物降解的贡献，从而为实践应用提供指导．本实验分别对不同 pH、不同臭氧投放速率以及不同催化剂投加量下COD的降解情况进行一元线性回归分析，其拟合结果如图8和表2所示．由此可见，在不同的条件下，臭氧催化氧化降解橙黄G的过程都能较好地符合一级动力学模型．图8 不同条件下的一级动力学拟合Fig. 8 The first-order reaction kinetics under different conditions随着溶液pH的增大，橙黄G的降解速率常数先增大而后减小，pH为 6.5时，降解速率常数最大，此时橙黄G的降解速率常数为0.035，与前文催化体系最佳pH 筛选结果相吻合．随着臭氧投放速率及催化剂投加量的增加，反应速率常数均增加，进一步验证了单因素的实验结果．表2 不同条件下一级反应动力学反应速率常数Tab. 2 The first-order reaction kinetics constant under different conditionspH K/min-1 R2 3 0.029 0.966 5 0.034 0.996 6.5 0.035 0.975 9 0.030 0.986 11 0.029 0.984臭氧投放速率/(mg·L-1·min-1) K/min-1 R2 0.53 0.023 0.996 1.07 0.025 0.981 1.60 0.034 0.985 2.13 0.034 0.982 2.66 0.037 0.987催化剂投加量/(g·L-1)K/min-1 R2 50 0.027 0.978 100 0.028 0.993 200 0.033 0.999 300 0.035 0.982 400 0.036 0.9892.3 臭氧催化氧化技术处理真实印染废水对单独臭氧氧化降解和臭氧催化氧化降解真实印染废水进行比较，考察催化剂的贡献，结果见表 3和图9．单独臭氧氧化反应120min后，出水COD值为64.9mg/L，而《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级B标准要求 COD的最高值为 60mg/L，即单独臭氧氧化处理 120min仍达不到排放标准，如若进一步延长处理时间来达到排放标准，则相应的成本会大大提高．而臭氧催化氧化处理5min后，色度便降为0，处理60min后，出水COD 为58.7mg/L，出水 BOD5为 19.1mg/L．这一结果已经达到国家排放标准(GB 18918—2002)中的一级B标准．表3 不同处理工艺下真实废水COD出水水质Tab. 3 Effluent quality of wastewater COD with different treatment processesCOD/(mg·L-1)时间/min 单独臭氧氧化臭氧催化氧化15 133.1 93.4 30 106.3 72.9 45 94.7 66.6 60 86.2 58.7 90 79.4 53.8 120 64.9 45.6图9 不同处理工艺对COD去除率的影响Fig. 9 Effect of different treatment processes on the removal of COD由图9可见：催化剂的加入使得在相同的反应时间内，COD的去除率提高了20%～25%．3 结论臭氧催化氧化降解橙黄 G废水的最佳工艺参数：废水初始 pH 为 6～7、催化剂的投加量为300g/L、臭氧投放速率为1.60mg/(L·min)．动力学分析表明，臭氧催化氧化降解橙黄 G过程符合一级反应动力学模型．对某印染厂废水二沉池出水的处理结果表明：臭氧催化氧化真实印染废水处理效果显著，处理5min后，色度便降为0；处理60min后出水COD 为 58.7mg/L，出水 BOD5为 19.1mg/L，已经达到国家一级 B的排放标准(GB 18918—2002)．催化剂的加入使得在相同的反应时间内，COD的去除率提高了20%～25%．参考文献：【相关文献】［1]张林生. 水的深度处理与回用技术[M]. 北京：化学工业出版社，2004.［2]高俊发. 水环境工程学[M]. 北京：化学工业出版社，2003.［3]刘伟京. 印染废水深度降解工艺及工程应用研究[D].南京：南京理工大学，2013.［4]金建华. 生化/芬顿试剂氧化组合工艺处理印染废水试验研究[D]. 武汉：武汉理工大学，2012. ［5]蔡华，李克林，陈毅忠，等. 活性炭催化臭氧氧化深度处理印染废水[J]. 常州大学学报：自然科学版，2010，22(3)：38-41.［6]黄仲涛，耿建铭. 工业催化[J]. 2版. 北京：化学工业出版社，2006.［7]Khadhraoui M，Trabelsi H，Ksibi M，et al. 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臭氧催化氧化催化剂一、介绍臭氧催化氧化催化剂是一种用于催化氧化反应的催化剂。

臭氧催化氧化是一种重要的化学反应过程，广泛应用于环境保护、工业生产以及生物医学等领域。

本文将深入探讨臭氧催化氧化催化剂的原理、性能、应用以及未来发展方向。

二、原理臭氧催化氧化催化剂的原理是利用催化剂表面的活性位点，促进臭氧与底物之间的反应。

臭氧分子在催化剂表面吸附后，发生氧原子转移反应，使得底物分子发生氧化反应。

催化剂的选择对反应的效率和选择性有重要影响。

常见的臭氧催化氧化催化剂包括金属氧化物、过渡金属催化剂、负载型催化剂等。

三、性能臭氧催化氧化催化剂的性能主要包括催化活性、选择性、稳定性和寿命等方面。

3.1 催化活性催化活性是衡量催化剂催化效果的重要指标。

催化活性取决于催化剂的组成、结构和表面活性位点的密度。

一般来说，活性位点越多，催化活性越高。

3.2 选择性选择性是指催化剂对不同反应产物的选择性。

臭氧催化氧化催化剂的选择性取决于反应条件、催化剂的组成和结构。

合理设计催化剂可以提高反应产物的选择性。

3.3 稳定性和寿命催化剂的稳定性和寿命直接影响其在长时间应用中的效果。

臭氧催化氧化催化剂需要具有较好的热稳定性和抗中毒性，以保证长时间的稳定运行。

四、应用臭氧催化氧化催化剂在环境保护、工业生产和生物医学等领域具有广泛的应用。

4.1 环境保护臭氧催化氧化催化剂可以用于大气污染治理，如空气净化、废气处理等。

通过催化氧化反应，可以将有害气体转化为无害物质，净化空气质量。

4.2 工业生产臭氧催化氧化催化剂在工业生产中可以用于有机废水处理、催化氧化反应等。

催化氧化反应可以提高反应速率和选择性，减少能源消耗，降低生产成本。

4.3 生物医学臭氧催化氧化催化剂在生物医学领域可以用于水处理、消毒、杀菌等。

臭氧具有较强的氧化能力，可以有效灭活细菌、病毒等微生物。

五、未来发展方向臭氧催化氧化催化剂的未来发展主要包括以下几个方面：5.1 催化剂设计未来的研究应重点关注催化剂的设计与合成。