問(wèn)：催化臭氧工藝，是不是臭氧氣泡越小越好？

 

答：擴(kuò)散裝置（鈦盤等）的重要作用，就是產(chǎn)生小氣泡，保證臭氧在催化劑填料區(qū)域的停留時(shí)間，使其有效分解（產(chǎn)生羥基自由基）。追求臭氧完全分解（99%），并非難事；但工藝追求有效分解、避免不產(chǎn)生自由基的無(wú)效分解，主要是熱分解。因此，從發(fā)生器引導(dǎo)至液相，臭氧氣體在管路中停留時(shí)間越短越好；特別是氣溫高時(shí)，不能因?yàn)楫a(chǎn)生小氣泡而延長(zhǎng)氣相停留時(shí)間。

同林配圖

 

臭氧的氣泡，也不是越小越好。當(dāng)氣泡的上升速度小于逆向流廢水的流速時(shí)，氣泡直徑再小，意思也就不大了；何況鐵屑基整砌填料呈海綿狀，平均孔徑只有1.0毫米，多變的孔道對(duì)臭氧氣泡，既有切割作用，也會(huì)使小氣泡碰撞結(jié)合變大。因此，氣泡在填料區(qū)自行變化，不完全取決于初始狀態(tài)。 

 

問(wèn)：催化臭氧工藝，是不是廢水pH值越大越好？

 

答：深度處理工藝采用催化臭氧，就是因?yàn)樗乔鍧嵐に嚕划a(chǎn)泥、不產(chǎn)鹽。就是說(shuō)，對(duì)pH為中性的生化出水直接催化氧化；若調(diào)酸堿，就形成與芬頓法一樣的缺陷，優(yōu)勢(shì)失去一半。

 

我們研究表明：pH中性時(shí)催化臭氧化效果較好，而不是理論上認(rèn)為的堿性條件。因?yàn)閷?shí)際廢水堿度較高（一般260 – 300mg/L，CaCO3計(jì)），存在著碳酸根的平衡；當(dāng)pH較高時(shí)，CO32-比例大于HCO3-，而前者比后者對(duì)•OH的猝滅作用更大。當(dāng)堿度不是很高時(shí)（堿度/COD），調(diào)低pH值也沒(méi)有意義。

 

此外，強(qiáng)酸性（pH<3.7）時(shí)，作為催化劑的γ-FeOOH會(huì)被溶解，當(dāng)然在深度處理中不會(huì)出現(xiàn)這種情況。 

 

問(wèn)：鐵基催化劑會(huì)不會(huì)中毒？

 

答：化學(xué)工程中催化劑中毒，指催化劑參與化學(xué)反應(yīng)而失效；比較嚴(yán)重的是單質(zhì)貴重金屬催化劑，如鉑、鈀、鎳等與H2S反應(yīng)，產(chǎn)生致密硫化物層，從而失去催化作用。

 

深度處理中催化劑失效，只可能有兩種情況：發(fā)生沉淀反應(yīng)，催化劑被覆蓋；發(fā)生置換反應(yīng)，催化劑“變性”。

 

廢水中能夠發(fā)生沉淀的陽(yáng)離子，也只有Ca2 、Mg2 ，在pH不大幅度提高的前提下，不太可能發(fā)生Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀；但氧化過(guò)程中不斷產(chǎn)生的CO2，可能會(huì)對(duì)形成CaCO3沉淀有所貢獻(xiàn)。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)含Ca2 很高的廢水，二年運(yùn)行后催化劑表面有部分CaCO3覆蓋。

 

γ-FeOOH作為催化劑，在pH中性、臭氧溶液環(huán)境，能夠置換Fe3 的單質(zhì)金屬或陽(yáng)離子似乎都不存在；能夠發(fā)生置換的陰離子，似乎也不存在；故催化劑化學(xué)變性的可能性很小。

 

剖析長(zhǎng)期運(yùn)行的鐵屑基催化劑失效情況：O3極緩慢地滲透過(guò)γ-FeOOH致密層，氧化內(nèi)部的單質(zhì)Fe，繼續(xù)生成FeOOH。這個(gè)過(guò)程，催化效果不會(huì)變差，但催化劑機(jī)械強(qiáng)度降低，嚴(yán)重到一定程度，發(fā)生“塌陷”造成“堵塞”，從而填料功能失效。這種現(xiàn)象不能稱為“中毒”。

 

（聲明：以上技術(shù)資訊文章，是馬魯銘的原創(chuàng)，僅供參考！不承諾學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)性與實(shí)踐的可靠性，敬請(qǐng)不要摘錄引用。）

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