V posledných rokoch sa v dôsledku rýchleho rozvoja industrializácie množstvo odpadových vôd vypúšťaných priemyselnými podnikmi dramaticky zvýšilo a problém znečistenia životného prostredia, ktorý tým spôsobuje, je čoraz vážnejší. V odpadových vodách vypúšťaných z priemyselnej výroby je koncentrácia organických odpadových vôd vysoká, zloženie je zložité a má vlastnosti, že sa ťažko rozkladá a obsahuje toxické látky.
Tradičná technológia čistenia odpadových vôd preto už nemôže spĺňať súčasné požiadavky na čistenie odpadových vôd, preto sa stalo hlavnou prioritou efektívne čistenie takýchto priemyselných odpadových vôd. V súčasnosti majú pokročilé pokročilé oxidačné metódy dobré liečebné účinky, rýchlu reakčnú rýchlosť, nízku pravdepodobnosť sekundárneho znečistenia a široký rozsah použitia. Preto bola táto technológia postupne aplikovaná v rôznych procesoch čistenia priemyselných odpadových vôd.
Medzi nimi sa technológia oxidácie ozónu stala súčasným hlavným procesom so svojimi jedinečnými výhodami. Ozón má silné oxidačné vlastnosti a dokáže efektívne rozkladať a mineralizovať rôzne organické znečisťujúce látky a premieňať ich na neškodné malé molekuly. Má rýchlu reakciu, dobrú selektivitu a nevytvára sekundárne znečistenie počas procesu úpravy, čo je šetrné k životnému prostrediu. Či už pri hĺbkovej úprave pitnej vody, odstraňovaní stopových organických znečisťujúcich látok a prekurzorov vedľajších produktov dezinfekcie vo vode, alebo pri čistení priemyselných odpadových vôd, degradácii vysoko koncentrovaných a ťažko odbúrateľných organických polutantov, oxidácia ozónom preukázala vynikajúce výkon.
Oxidácia a katalýza ozónu
Oxidáciu ozónu možno rozdeliť do dvoch kategórií podľa rôznych chemických reakcií medzi znečisťujúcimi látkami a ozónom. Jedným z nich je použitie ozónu na priamu reakciu s organickými zlúčeninami, čo sa všeobecne nazýva priama ozónová reakcia; druhá je, že ozón sa najskôr rozkladá za vzniku hydroxylových radikálov a potom hydroxylové radikály a organické produkty podliehajú priamym chemickým reakciám, všeobecne nazývaným nepriame chemické reakcie generátorov ozónu.
V praktických aplikáciách priame reakcie s ozónom zvyčajne rozbíjajú dvojité väzby organickej hmoty a premieňajú veľkú molekulárnu organickú hmotu na malé molekuly, ale celkový stupeň oxidácie nie je vysoký a organická hmota rozbitá na malé molekuly má väčšiu biologickú odbúrateľnosť.
Priama oxidácia ozónom je spôsobená jeho silnou selektivitou, pomalou rýchlosťou chemickej reakcie a ťažkosťami pri komplexnom čistení znečisťujúcich látok, ale môže predčistiť priemyselné odpadové vody, aby sa zlepšil pomer B/C odpadových vôd.
Základným princípom nepriamej chemickej reakcie ozónu je: ozón sa najskôr rozpustí vo vode za vzniku hydroxylových radikálov (OH) a potom hydroxylové radikály deoxidujú organickú hmotu. Táto metóda vo všeobecnosti nemá chemickú selektivitu, ale vďaka svojim výhodám, ako je rýchla reakčná rýchlosť, vysoký stupeň oxidácie a dobrá účinnosť čistenia odpadových vôd, sa široko používa pri hĺbkovom čistení odpadových vôd.
Pri nepriamej chemickej reakcii úpravy ozónom tvorí ozón hydroxylové radikály vo vode najmä dvoma spôsobmi:
① V alkalických podmienkach sa ozón rýchlo rozpúšťa a vytvára hydroxylové radikály a pod vplyvom ultrafialového svetla ozón vytvára hydroxylové radikály;
② Pod vplyvom rôznych kovových katalyzátorov vytvára ozón hydroxylové radikály.
Tím Jieyao Technology uskutočnil výskum heterogénnych katalyzátorov s použitím vysokokvalitného aktívneho uhlia a aktivovaného oxidu hlinitého ako nosičov, vkladaním kompozitných kovových katalytických komponentov a presnou reguláciou štruktúry a výkonu katalyzátora prostredníctvom ko-impregnácie a koordinačného chemického pôsobenia viacerými kovmi. problémy nízkej katalytickej aktivity, slabej štrukturálnej stability a ľahkého oddeľovania aktívnych zložiek v tradičných katalyzátoroch a výrazne zlepšujúce široké spektrum a aplikačný efekt.
Oxidáciu ozónom je možné kombinovať aj s inými biologickými oxidačnými technológiami, ktoré dokážu nielen zlepšiť rýchlosť a účinok biologickej oxidácie v procese čistenia odpadových vôd, ale aj vyriešiť problém rýchlej degradácie organických polutantov jednoduchým použitím oxidácie ozónom.
Synergická oxidácia ozón-peroxid vodíka
Základným princípom je využitie katalytického účinku ozónu a peroxidu vodíka na tvorbu dihydroxylových radikálov. Táto metóda má tú výhodu, že nie je potrebné zaoberať sa nečistotami. V praktických aplikáciách bola táto metóda najskôr aplikovaná na pracovné scény s veľkým vodným prostredím, ako sú procesy zásobovania vodou, av súčasnosti sa postupne aplikuje na čistenie priemyselných odpadových vôd s vysokou koncentráciou.
Komplexná technológia ozónom aktívneho uhlia môže zlepšiť účinnosť oxidácie ozónu. Zároveň sa pri konštrukcii a používaní môže zvýšiť aj doba jednorazového využitia aktívneho uhlia a znížiť náklady na investície do zariadenia a prevádzku. Podobne metódy kooxidácie ozónom a ultrafialovým žiarením sú účinnejšie pri spracovaní zložitých látok, organických látok s vysokým obsahom kyslíka a iných chlórovaných organických látok vo výfukových plynoch automobilov.
V strojárskych aplikáciách spoločnosť používa ultrazvukovú oxidáciu ozónu na čistenie priemyselných odpadových vôd z polyvinylalkoholu (PVA) a využíva technológiu membránovej kontaktnej ozónovej oxidácie a ultrafiltrácie na čistenie priemyselných odpadových vôd z tlače a farbenia a sekundárnych biochemických odpadových vôd. Výsledky ukazujú, že kombinácia oxidácie ozónu a iných procesných technológií má nízku spotrebu energie a vysokú účinnosť a má veľké výhody pri hĺbkovom čistení priemyselných odpadových vôd;
V súčasnosti je technológia synergickej oxidácie spojenej s ozónom v štádiu výskumu. Táto technológia sa používa najmä na zneškodňovanie nízkointenzívnych, ťažko rozložiteľných odpadov a relatívne jednoduchých priemyselných odpadových vôd. Napriek tomu má táto technológia stále široké uplatnenie v oblasti čistenia odpadových vôd.