臭氧催化高级氧化技术

随着医药、化工、染料等行业的发展，人工合成有机物种类与数量与日俱增，高浓度难降解废水越来越多，成分越来越复杂，废水中所含的污染物主要是难降解的有机物（芳烃类等），BOD/COD很低，有时在0.1以下，难以生物降解，另外污染物毒性大，许多物质如苯胺、硝基苯、多环芳烃等都被列入环境污染黑名单。因此高浓度难降解有机废水的处理，是废水处理的难点和热点，通常难以用常规工艺处理，需要用到臭氧高级氧化处理工艺。

臭氧在催化剂的作用下产生羟基自由基（·OH，hydroxyl free radical）的氧化过程，属于高级氧化过程（advancedoxidation process，AOP），又称高级氧化技术（advancedoxidation technol- ogy）。高级氧化技术是近 20年来环境领域新发展的一组技术，臭氧催化氧化以羟基自由基为核心的强氧化剂，快速、无选择性氧化环境中的各种有机与无机污染物。

臭氧，化学式为O3，又称三原子氧、超氧，因其类似鱼腥味的臭味而得名，在常温下可以自行还原为氧气。由于臭氧是由氧分子携带一个氧原子构成，决定了它只是一种暂存状态，携带的氧原子除氧化用掉外，剩余的又组合为氧气进入稳定状态，所以臭氧没有二次污染。

臭氧直接氧化有两种方式，一种是由O3分子或单个O原子直接参与反应引起；另一种是由O3分解产生的·OH自由基作为强氧化剂参与完成的。O3是一种极强的氧化剂，其氧化还原电位为2.07eV，能有效去除色、浊、嗅味，去除废水中酚、氰、硫化物、农药、石油类等污染物。

水处理过程中以羟基自由基作为主要氧化剂的氧化过程称为AOPs过程即称为高级氧化技术。·OH的E°为2.8eV，仅次于F(3.05eV)，是自然界中存在的强氧化剂，几乎无选择性地和废水中所有的污染物发生反应，将常规氧化剂、臭氧和氯不能氧化分解的有机物，氧化为CO2和H2O。

O3在催化剂作用下产生了·OH，使污染物的降解变得快速而充分，同时该技术不产生二次污染；单一的O3直接氧化反应具有选择性，无法彻底降解废水中所有的有机污染物，降解不完全，出水效果不稳定。

臭氧催化高级氧化技术特色主要体现在两方面：

一是臭氧曝气系统；

二是臭氧高效催化剂：臭氧在催化剂表面的化学吸附导致生成活性物质，该活性物质可以与非化学吸附的有机物分子发生反应；有机物在催化剂表面的化学吸附及其与气相或液相臭氧的进一步反应；有机物和臭氧均化学吸附在催化剂表面上，然后进行化学吸附位间的相互反应。

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