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臭氧(yǎng)技(jì)術在廢水、煙氣和有機廢氣處理等不同領域都有應用。目前,有機廢氣處理工藝如低溫等離子、光催化等技術,實質也是利用臭氧來分(fèn)解有機物,從(cóng)而達到(dào)治理的效果(guǒ)。本文提出了一(yī)種直接采用臭氧(yǎng)處理有機廢氣的工藝方案,效率高、投資低、無二次(cì)汙染。
1 有機廢氣治理簡述
對有機廢氣治理的方式主要依據其各種成分的化學性質,如果按有(yǒu)機廢氣的(de)處理形式,也可以把有機廢氣的治理技術概括為兩個部分:濃縮回收以及分解消除。濃(nóng)縮回收采用的方法包括吸(xī)附、吸收、膜分(fèn)離、冷凝(níng)等,通(tōng)過把有機廢氣中揮(huī)發性(xìng)有機物進行濃縮之後進一步回收和再生。分解消(xiāo)除則是充(chōng)分利用熱、電、光、等離(lí)子體、催化劑以及微(wēi)生物等(děng)手段,把揮發性有機廢(fèi)氣徹底分解成二氧化碳和水等物質,實現去毒目的。
目前,對工業有機(jī)廢氣的治理技術相對來說已經(jīng)比較成熟,各種治理方法(fǎ)層(céng)出不(bú)窮,但(dàn)也都(dōu)存在局限性和適用性的問題。因此,隻能統籌(chóu)考慮廢氣的(de)性質、種(zhǒng)類、淨化要求、濃度以及經濟性等方方麵麵的因素,搭配選(xuǎn)擇幾種有機廢氣治理方式綜(zōng)合運用,才能達(dá)到預期的處理目標。
2 臭(chòu)氧技術
臭氧(yǎng)是一種強氧化劑,其氧化還(hái)原電位達2.07V,氧化能力僅(jǐn)次於氟,是一種氧化能力極強的氧(yǎng)化劑,可用(yòng)於(yú)氧化降解大多(duō)數的有機物,包括芳香族化合物、不飽和(hé)化合物、難生物降解有機物和具(jù)有毒性的危險(xiǎn)有機物[1]。臭氧與有機物反應的速度快,使用(yòng)方便,不(bú)會產生二(èr)次汙染。目前(qián),臭氧技術在廢水(shuǐ)處理和煙氣處理等多方麵都有較多的研究和應(yīng)用。
臭氧氧化技術是(shì)一種近年來備受重視的水汙染治(zhì)理新技術,在廢(fèi)水處理過程中(zhōng),臭氧與有(yǒu)機物的反應是通過兩種途徑來實現的(de),一種是利用臭氧分子本身的強氧(yǎng)化能力,直接氧化廢水中的有機(jī)汙染物;另一種是通(tōng)過生成氧化能力更強的HO•來實現。水中臭氧發生的自分解反應可表示為:
O3+H2O→2HO•+O2
O3+OH-→O2-+HO2
O3+H2O•→O2•+HO•
O3+HO•→O2+HO2•
2HO2•→O2+H2O2
從以上(shàng)反應(yīng)關係式可以看出,酸性環(huán)境下的有機汙染物處理主要通(tōng)過直接氧化實現;而堿性環境下,通過HO•與分子實現,以保證處理效果。現階段,廢水消毒、除色和除臭均可應用臭氧技術。通過對臭氧(yǎng)技術的合理應用,能有效改善水質,降低由後續生化單元造成的衝擊負荷,使廢水自身具有可生化性,這(zhè)對各領域廢水處理(lǐ)工作有重要現實意義。近幾年,因臭氧氧化時會產(chǎn)生十分複雜的不同中間產物,對汙(wū)染(rǎn)物造成影響,無法徹底去除(chú),所以其在廢水處理當中的應用有一定限(xiàn)製。
目前,臭氧技術常用於(yú)汙水的消毒(dú)、除色、除臭(chòu)、去除有機物和降低COD等。采用臭氧可在一定程度上改(gǎi)善水質,減小後續生化單元(yuán)的衝擊負荷,以提高廢水的可生化性,對(duì)於製定合理的(de)廢水處理策略意義重大。近年來,由(yóu)於臭氧氧化過程形成複雜的中(zhōng)間產物導致汙染物礦化性能較(jiào)差,難(nán)以徹底去除,限製了其在廢水處理領域的應用。非均相催化臭(chòu)氧氧化技術利用固體催化劑促進臭氧降解產生羥基自(zì)由基(HO•),可高效去除難降解有機物,同時具有易於回收等技術特點,得到了越來越多的研究關注和工(gōng)程應用。
除此之(zhī)外,由於臭氧能對有機廢氣中的不同汙染物進行協同脫除,所以當前正致力於(yú)研究在有機廢氣處理過程(chéng)中合理應用臭(chòu)氧技術。在燃煤過程中排出(chū)的NOx中,NO體積分數一般可以達到90%~95%。但在x不(bú)斷增加的情況(kuàng)下,NOx對水(shuǐ)的實際溶解度也在明顯增加,以NO2、NO3和N2O3為例,它們都具有可溶於水的(de)特性。基於此,如果氧化有機廢氣當中含有的NO,則能在脫硫塔內(nèi)實現對SO2等有(yǒu)害廢物的有效處理。在低溫環境(jìng)下,NO和臭氧發生的反應可表示為(wéi):
NO+O3→NO2+O2
NO2+O3→NO3+O2
NO3+NO2→N2O5
NO+O+M→NO2+M
NO2+O→NO3
通常(cháng)情況下,臭氧濃度大小、反應時的溫度與時間(jiān)等都會(huì)對臭氧作為氧(yǎng)化劑的脫汞效果、脫硝效果及脫硫效果造成影響。因此,確定(dìng)合適的反應條件,是采用臭氧技術達到(dào)理想處理效(xiào)果(guǒ)的關鍵所在,同時也是取得良好經濟效益與社會效益的前提。
3 有機廢氣(qì)處理(lǐ)中對臭氧技術的具體應用
如今,有機廢氣處理行(háng)業(yè)正快速興起,光催化技術和等離子技術等一係列新興技術得(dé)到大範圍推廣(guǎng)應用,不同處理技術有著不同的基本原理、特點和適用條件。雖然(rán)技術多樣,但(dàn)是配套理論及設備往往不夠成熟。可見,臭氧仍是有(yǒu)機廢氣處理領域簡單、有效和成熟的方法。
3.1工藝方法
臭氧催化法是通過臭氧與催化填料多相混合後與廢氣發生氧化還原反應。該工藝流程有著(zhe)多項(xiàng)氧化催化方式(液相、氣(qì)相的氧化催化還(hái)原過程)。處理係統由臭氧主機(jī)和臭氧化催化處理(lǐ)罐兩大單元組成(chéng),臭氧主機產生(shēng)的臭氧(yǎng)氣體導入臭氧催化處理罐內的改性水係統和(hé)氣相氧化催化處理罐內(nèi)的永久性催化填料協同(tóng)與廢氣發生(shēng)氧化還原反應,製備得到的O3不僅純度高且不含其他雜質氣(qì)體及有害氣(qì)體,也(yě)是安全、經濟、便捷的O3製取方式。整個工藝在特製的密閉腔內發生氧化還原、催化反應,整個反應過程安全無害,反應(yīng)後的更終產物為(wéi)水(shuǐ)和二氧化碳等無異味物質。係統操作(zuò)簡單、快捷且可智能控製。臭氧催化法的操作彈性大,運行維(wéi)護方便,且耗能低、無耗材、壽命長,催化填料為永久性催化填料(liào),運(yùn)行費用低,維護便捷。
3.2工藝流程
基於(yú)臭氧(yǎng)催化法工藝的有(yǒu)機廢氣處理係(xì)統共(gòng)由兩部分構成,其中的臭氧主機能產生滿(mǎn)足處理要求的臭氧氣體,然後(hòu)將其輸送至分解塔後(hòu),與催(cuī)化(huà)填料反應(yīng),對有機廢氣進行充分氧(yǎng)化分(fèn)解。係統中的有機廢氣先進入預處理塔,去(qù)除廢氣當中的雜(zá)質與酸堿物質,然後在負壓的條件下進入一級催化(huà)單元,對廢氣汙染因子進行初步分解(jiě),再通過引風機進入二級催化單元,進一步分解汙染因子,在一級和二級催化(huà)單元中,臭氧主機不間斷提供(gòng)滿足處理要求的臭氧氣體,完成兩級催化處理的(de)廢氣,通過排氣筒直接排放。

有機廢氣治理對保(bǎo)護大氣環境具有的重要作用和意義,本文以臭氧技術作為主(zhǔ)要研究對(duì)象,在簡單介紹(shào)臭氧(yǎng)技術原理、特(tè)征的基礎上,對其(qí)在有機廢氣治理過程中的具體應用進(jìn)行(háng)分析(xī),以此為臭氧技術發(fā)揮理想作用效果提供可靠依據。
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