催化臭氧化技术在废水处理中的应用

阐述了均相催化臭氧化和非均相催化臭氧化技术在废水处理中的应用研究进展,并提出了技术发展趋势与存在的问题。非均相催化臭氧化技术是现代催化技术与环境化学处理技术的组合,其中催化剂具有活化臭氧、提高臭氧氧化降解能力的作用。该技术具有降解能力强、效率高、不产生二次污染等优点,将在环保领域发挥越来越大的作用。     

多金属氧化物催化臭氧氧化有机污染物的研究进展

水中难降解有机污染物对环境安全和人类健康造成严重的威胁,作为高级氧化技术的一种,非均相催化臭氧氧化技术,被证明是降解有机污染物有效的处理技术。在非均相催化臭氧氧化技术中,多金属氧化物因其制备方法较为简便且多金属的复合促进氧化还原循环和电子传递,常被开发用于高效催化臭氧氧化的催化剂。综述了多金属氧化物,包括钙钛矿氧化物、尖晶石氧化物、天然矿石、羟基氧化物等多金属氧化物的制备方法、性质及作为催化剂在催化臭氧降解药物分子、染料、酚类、个人护理用品等多种有机污染物中的应用,总结多金属氧化物催化臭氧氧化有机污染物过程中的作用机理,为今后多金属氧化物的制备、应用及反应机理探究提供理论借鉴。     

催化臭氧氧化工艺中催化剂应用的研究进展

催化臭氧氧化法作为一种高级氧化技术，在难生物降解有机废水的深度处理领域具有良好的应用前景。催化剂可以促进臭氧分解并生成活性自由基，增强有机污染物的降解速率和矿化程度，是影响催化臭氧氧化法效能的关键因素。文章阐述了均相和非均相催化臭氧法的反应机理，在此基础上梳理了近年来催化臭氧氧化工艺中常用催化剂的分类和研究进展，包括金属离子、金属氧化物、碳基材料、矿物质材料等，并对其在工业废水深度处理上的应用进行总结，探讨了该技术目前存在的问题，并展望了未来研究方向及应用前景，包括新型高效催化剂的制备、复杂难降解废水臭氧化预处理、二级生化处理出水的深度处理等。     

非均相催化臭氧氧化作用机理研究进展

高级氧化技术作为治理难降解污染物、污水提标改造的有效处理技术发展迅速。非均相催化臭氧氧化因氧化效率高、使用便捷等优势受到广泛关注。当前研究主要集中于对高效催化剂制备及其降解效能方面，而对非均相催化臭氧氧化机理方面的探索和总结尚不完善。本文根据非均相催化剂类型差异系统综述了催化臭氧氧化体系中重要的吸附作用机理以及催化氧化作用机理，讨论了金属氧化物材料的表面羟基、路易斯活性位点、氧化还原电偶，非金属材料的电子来源差异、表面官能团，复合材料的复合特性对臭氧的吸附与活性氧物种产生的影响。同时总结了非均相催化氧化过程中活性氧物种之间的产生、转化与鉴定以及详细的羟基自由基和超氧自由基的相互转化过程，为后续发展非均相催化臭氧氧化技术提供参考。     

非均相催化臭氧氧化有机物降解机理的综述

高级氧化技术(AOPs)作为具有重要应用前景的废水深度处理技术,逐步成为水处理领域研究的热点,非均相催化臭氧氧化技术凭借无污染、矿化度高、臭氧利用率高等优势备受关注。文章综述了常见的催化O₃氧化废水中有机物的反应机理,反应机理可分为自由基机理及非自由基机理。结合前期的研究成果可发现:催化剂表面的晶格缺陷、表面氧含量及表面氧性质对催化性能具有重要影响,且不同价态金属转换过程中会伴随晶格氧与晶格缺陷的转换,晶格氧与氧空位的生产及复原不仅影响催化氧化的效率还与催化剂的寿命有直接关系。讨论了非均相臭氧催化氧化反应催化剂的发展趋势,对今后本领域的研究提出建议,为进一步改善催化剂的性能及工程实践应用提供理论参考。     

臭氧催化氧化机理及其技术研究进展

臭氧催化氧化技术可以提高污水中总有机碳（TOC）的去除效率和臭氧的利用率,近年来得到了广泛的研究。但由于催化反应过程复杂、影响因素多,导致其反应机理一直存在较大的争议。本文回顾了近年来国内外对臭氧催化氧化技术的研究结果,对均相、非均相臭氧催化氧化机理以及非均相催化剂的组成、活性影响因素进行了总结,并对非均相臭氧催化氧化技术用于降解模型化合物和处理典型工业污水的研究进展进行了介绍。文章最后指出催化剂的结构和表面化学性质与催化机理、有机物的降解途径之间的相互关系还需要更深入的研究。     

活性炭催化剂臭氧催化氧化处理废水的研究进展

介绍了近年来国内外活性炭催化剂臭氧催化氧化的研究结果,对活性炭及金属负载型活性炭催化剂的反应机理进行了总结。讨论了非均相臭氧催化氧化过程中活性炭的主要作用,活性炭催化剂的表面物化性质、pH值、温度在臭氧催化氧化过程中的影响规律。并提出活性炭催化剂的降解机理以及催化剂性质与有机污染物的化学结构之间的关系还需要进一步的研究。     

催化臭氧氧化深度处理工业废水的研究及应用

催化臭氧技术由于能促进臭氧分解产生无选择性的羟基自由基,有效解决难降解有机污染物去除率低的问题,提升废水矿化率和臭氧利用率,已成为当前工业废水深度处理领域的应用研究热点。鉴于工业废水成分复杂、催化剂种类繁多,使得工业废水的催化臭氧化处理的运行效果、控制参数和机理过程存在差异。通过分析目前工业废水催化臭氧化深度处理的相关应用研究,对其影响因素、工艺类型、机理过程进行介绍,总结技术的应用局限性,并对其发展趋势进行展望。     

臭氧催化氧化技术在废水处理中的研究进展

介绍了催化臭氧氧化的主要类别,分别叙述了均相和非均相臭氧催化氧化技术在降解废水中的应用及作用机理。分析了溶液pH值,臭氧投加量、投加方式、反应器,催化剂,反应温度等因素对臭氧催化氧化体系的影响。针对催化剂在催化臭氧氧化处理废水中存在的问题,对催化剂的制备指出改进的建议。根据不同的工业废水制备专项催化剂,并且与高效反应器结合是未来非均相催化臭氧化技术的发展方向。     

臭氧催化氧化技术在废水处理中的研究进展

介绍了催化臭氧氧化的主要类别,分别叙述了均相和非均相臭氧催化氧化技术在降解废水中的应用及作用机理。分析了溶液pH值,臭氧投加量、投加方式、反应器,催化剂,反应温度等因素对臭氧催化氧化体系的影响。针对催化剂在催化臭氧氧化处理废水中存在的问题,对催化剂的制备指出改进的建议。根据不同的工业废水制备专项催化剂,并且与高效反应器结合是未来非均相催化臭氧化技术的发展方向。     

负载型稀土臭氧氧化催化剂在水处理中的应用进展

非均相催化臭氧氧化技术是一种高效的水污染控制技术。负载型稀土臭氧氧化催化剂因稀土元素独特的电子构型,展现出优异的催化性能,不仅具有良好的稳定性和较长的使用寿命,还可有效解决催化剂流失及出水金属离子超标问题,被认为是最有前景的非均相臭氧氧化催化剂。本文着重从负载型稀土臭氧氧化催化剂的制备、催化反应机理以及单稀土、稀土-过渡金属、双稀土-过渡金属氧化物负载型臭氧氧化催化剂在近几年的污水处理领域中的应用进展进行概述与总结。多稀土复合型非均相臭氧氧化催化剂的开发,以及对催化氧化过程的作用机理的深入研究,是未来非均相催化臭氧氧化技术在水处理中的重点研究方向。     

臭氧氧化动力学模型及反应器建模研究进展

臭氧化技术可以实现对有机污染物的有效去除,同时兼具绿色环保、工艺流程简单等特点而被广泛应用,而臭氧化模型的构建可以实现对污染物减排的有效预测,对于臭氧化处理污水的工程应用意义重大。本文介绍了臭氧化技术的基本原理,并着重综述了臭氧氧化的动力学模型和反应器建模的研究进展。在臭氧氧化模型的建立中,臭氧的传质和反应是两个最重要的因素。本文首先讨论了臭氧的传质过程,并对其气液两相模型进行了阐述。然后针对忽略臭氧传质的液-液或液-固体系,并根据反应机理,分别总结了常规臭氧氧化、均相催化臭氧氧化和非均相催化臭氧氧化的动力学模型。在充分研究了臭氧氧化的动力学模型后,将其应用到具体反应器的建模中,并总结出模型建立的基本假设。最后指出现有模型存在的一些问题并给出相关的建议,提出臭氧化模型构建的出处是优化工业反应器,实现工程应用。     

水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状

在对多相催化臭氧氧化水处理技术的除污染效能评述的基础上,针对多相催化臭氧氧化机理研究的难点问题进行了分析,其中对有机物吸附过程在多相催化臭氧氧化反应中的作用、可能存在的活性氧化物种等问题进行了重点讨论。此外还对该技术的应用前景和研究中所存在的问题进行了分析。     

Catalysts to improve the abatement of sulfamethoxazole and the resulting organic carbon in water during ozonation

Sulfamethoxazole (SMX), one pharmaceutical compound, has been treated in aqueous solutions with catalysts (copper and cobalt type perovskites and cobalt–alumina) and promoters (activated carbons). Hydrogen peroxide and saturated carboxylic acids were identified as intermediates. The effects of adsorption and pH have been investigated. Removal of the starting SMX accomplished with ozone alone is a fast process but catalytic or promoted ozonation is needed to significantly reduce the resulting organic carbon. SMX is, thus, mainly removed through direct ozone reaction while hydroxyl radical oxidation is the mechanism of removal the remaining TOC. The kinetics of the process has also been investigated. Perovskite catalytic ozonation resulted to be a chemical control process and apparent rate constants for homogeneous and heterogeneous ozonation were determined. For activated carbon ozonation, external diffusion of ozone to solid particles controlled the process rate.     

水处理中的多相催化臭氧化技术

随着水质污染的日益严重,以产生大量自由基为主体的高级氧化技术越来越受到人们的关注。作为高级氧化技术的一种新形式,多相催化臭氧化将臭氧的氧化能力和催化剂的吸附性、催化作用更好地结合起来,对有机物的矿化程度更高。该文综述了该技术在水处理中的应用及其反应机理。     

工业有机废水深度处理：非均相Fenton催化剂研究进展

在众多水处理技术中,Fenton法能产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH）,被认为是处理水中难生物降解有机污染物的有效方法。但是,传统的均相Fenton技术存在响应pH范围窄、催化剂活性组分不易回收分离、产生的铁泥会造成二次污染等问题,而非均相Fenton技术则可有效克服上述缺陷并具有良好工业应用前景。本文评述了Fenton反应,尤其是非均相Fenton技术近年来的发展情况,主要综述了其反应机理、反应活性的影响因素以及非均相Fenton催化剂研究现状。重点结合构-效关系、合成方法与反应机制探讨了国内外铁基与非铁基金属催化剂与碳基催化剂的发展进程以及其对于难降解有机物的处理效果。并总结了双氧水利用率、催化剂稳定性、反应的控速环节对非均相Fenton催化剂体系应用的影响与限制,为进一步改进催化剂的设计与制备方法提供了思路。     

催化臭氧化处理酚类化合物的研究进展与机理解析

催化臭氧化技术具有操作简单、氧化效率高、二次污染小等特点,在水中酚类化合物的去除方面具有较大的技术优势。本文以酚类化合物的催化臭氧化处理为切入点,介绍了均相催化臭氧化（二价铁离子）和非均相催化臭氧化（金属型、硅基负载型、碳基负载型、铝基负载型）处理不同浓度梯度酚类化合物的研究进展。然后,基于上述研究进展,根据污染物氧化过程的探针实验结果、催化剂表征特性和有机物转化规律,阐述了苯酚等酚类化合物的催化臭氧化机理。最后,从新型催化剂的再开发、酚类化合物的广谱催化和催化氧化机理的进一步探讨方面对催化臭氧化处理酚类化合物进行了展望。     

天然矿物催化氧化水中难降解有机污染物研究进展

催化氧化技术具有氧化性强、矿化效率高等优点,是去除水中难降解有机污染物最有效的处理技术之一,催化剂的应用和研究是关注的热点,天然矿物催化剂储量大、价格低,在使用成本方面具有其他催化剂无可比拟的优势。本文综述了天然矿物催化剂在Fenton法、催化臭氧氧化法、活化过硫酸盐催化氧化法处理水中难降解有机污染物的研究进展和作用机理,分析了其反应条件、处理效果和催化活性位点等,指出含有丰富的金属元素的天然矿物可作为芬顿氧化和过硫酸盐氧化的催化剂,有些天然矿物可作为金属负载载体参与氧化反应,而存在表面羟基等活性位点的天然矿物可催化臭氧氧化和芬顿氧化反应,天然矿物催化剂能明显提高Fenton、臭氧、过硫酸盐氧化难降解有机物（ROCs）的能力,在污水处理方面具有应用前景。以期能够为今后天然矿物催化剂的开发和在水处理高级氧化技术中的应用提供有益参考。