La tecnologia d'oxidació catalítica d'ozó és una tecnologia d'oxidació avançada que utilitza catalitzadors per generar grups hidroxil lliures per millorar la degradació de la matèria orgànica refractària a l'aigua. Les seves capacitats de reducció de carboni i decoloració són significativament superiors a les de l'oxidació simple de l'ozó. Té les característiques d'una alta eficiència de degradació i respectuós amb el medi ambient, i el seu cost també és inferior al que l'oxidació d'ozó simple ha cridat l'atenció gradualment i s'ha convertit en un dels punts d'investigació, i té bones perspectives d'aplicació en el camp del tractament avançat d'aigües residuals industrials.
Què és el catalitzador d'ozóDefinició de catalitzador
La tecnologia d'ozonització catalítica es pot dividir en oxidació catalítica d'ozó homogènia utilitzant ions metàl·lics i peròxid d'hidrogen com a catalitzadors i utilitzant metall sòlid, òxid metàl·lic o metall o òxid metàl·lic carregat en un suport segons els diferents estats de fase dels catalitzadors utilitzats. Oxidació catalítica d'ozó heterogeni catalitzador. Els catalitzadors d'ozó homogenis tenen una distribució uniforme i una alta activitat catalítica, però són difícils de reciclar i causen fàcilment contaminació secundària. Per tant, la majoria dels investigadors han prestat més atenció als catalitzadors d'ozó heterogenis que són reciclables, econòmics i respectuosos amb el medi ambient. En l'oxidació catalítica d'ozó heterogènia, el catalitzador existeix en estat sòlid i s'obté carregant components actius amb capacitat catalítica en un portador de catalitzador. El component actiu té un efecte catalític i el portador del catalitzador té un efecte d'adsorció. Els components actius es divideixen principalment en tres categories: elements de metalls preciosos, elements de metalls de transició barats (Mn, Fe, Cu, etc.) i abundants elements de terres rares (Ce, La, etc.). L'aplicació de metalls preciosos és limitada pel seu alt preu. Actualment, s'utilitzen principalment els barats. Metalls de transició i els seus òxids.
Procés de preparació del catalitzador d'ozó
El mètode de producció de catalitzadors d'ozó heterogenis que s'utilitzen actualment per tractar aigües residuals refractàries generalment adopta mètodes de barreja mecànica, mètode d'impregnació, mètode de precipitació i mètode de fusió en calent. Entre ells, el mètode de mescla mecànica que utilitza òxid metàl·lic sòlid té els avantatges d'un funcionament senzill i adequat per a la producció en lots a gran escala. Com que els catalitzadors d'ozó heterogenis generalment admeten metalls de transició i metalls de terres rares com a components catalíticament actius en un portador, el contingut dels seus components catalíticament actius i el nombre de llocs actius són la clau per determinar la seva eficiència catalítica.
Situació del mercat dels catalitzadors d'ozó al mercat
Actualment, hi ha molts tipus de catalitzadors heterogenis, però els efectes catalítics són desiguals en aplicacions pràctiques. La majoria dels catalitzadors d'ozó del mercat existeixen en forma de pols i grànuls, que poden provocar una major resistència al llit, empitjorament de la transferència de calor, pèrdues de catalitzador, alts costos de tractament del catalitzador, dificultat de reciclatge i contaminació secundària, que limita el seu ús. Aplicacions en l'àmbit del tractament avançat en depuradores i aplicacions directes a la indústria. Només donant forma a la pols del catalitzador perquè tingui una certa forma, resistència a la compressió i resistència al desgast, es pot utilitzar millor a la indústria real. En el procés d'oxidació catalítica d'ozó heterogeni de les aigües residuals, els catalitzadors d'ozó heterogenis industrials actuals són majoritàriament partícules sòlides esfèriques de 2 a 5 mm i la densitat del catalitzador és molt més gran que l'aigua. Per tal de millorar la transferència de massa entre les fases gasosa, líquida i sòlida, es requereix una circulació forçada del líquid. La fluidificació de les partícules del catalitzador consumeix energia i augmenta els costos operatius de la tecnologia de l'ozó. Si es pot desenvolupar un catalitzador d'ozó amb una densitat propera a la de l'aigua, el catalitzador sòlid es pot fluiditzar proporcionant menys potència, la qual cosa reduirà molt el cost de l'operació d'aigües residuals.
Millores tècniques del catalitzador d'ozó
L'equip d'R+D de ciència i tecnologia va combinar investigacions rellevants per desenvolupar un mecanisme d'ozó catalític utilitzant diversos grups alcalins a la superfície del carbó activat com a llocs actius. El carbó actiu es beneficia de la seva gran superfície específica i d'abundants grups funcionals a la seva superfície. Aquests grups no només actuen com a iniciadors ·OH en el mecanisme de reacció en cadena, sinó que també serveixen com a llocs d'adsorció de la matèria orgànica per accelerar el procés de transferència de massa. La combinació orgànica del metall carregat i el transportador de carboni augmenta la resistència física, redueix el desgast del catalitzador durant el procés de fricció de gas/líquid i col·lisió de partícules i manté la integritat estructural en la màxima mesura. Per tant, aquest tipus de catalitzador té un gran valor de promoció.