1. Għarfien Bażiku dwar l-Ożonu
L-ożonu, bil-formula molekulari O3, huwa allotrope ta 'ossiġnu (O2). Molekula tal-ożonu tikkonsisti fi tliet atomi tal-ossiġnu, li wieħed minnhom huwa konness mat-tnejn l-oħra b'rabta waħda. L-ożonu huwa mfaħħar bħala "kimika ħadra", ossidant qawwi b'erba 'funzjonijiet ewlenin: sterilizzazzjoni, dekolorizzazzjoni, ossidazzjoni u deodorizzazzjoni. Hija tiftaħar ukoll vantaġġi bħall-ebda residwu u l-ebda tniġġis sekondarju, li jagħmilha materja prima industrijali ħadra favur l-ambjent.
L-ożonu għandu qawwa ossidanti estremament qawwija, b'potenzjal redox ta '2.07 mV. L-ożonu jossidizza l-materja organika f'żewġ modi: l-ewwel, il-molekuli tal-ożonu jossidaw b'mod selettiv il-materja organika direttament, jiġifieri, ossidazzjoni diretta, iżda r-rata ta 'reazzjoni hija relattivament bil-mod; it-tieni, jossidizza malajr il-materja organika mhux-selettivament permezz tar-radikali idroksil (·OH) iġġenerat mid-dekompożizzjoni tagħha stess, jiġifieri, ossidazzjoni indiretta. Fir-reazzjonijiet attwali tat-trattament tal-ilma, l-effiċjenza tal-ożonu fit-tneħħija tal-materja organika hija s-superpożizzjoni ta 'ossidazzjoni diretta u indiretta, u l-punt sa fejn dawn iż-żewġ reazzjonijiet jipproċedu jiddependi fuq kundizzjonijiet ta' reazzjoni differenti. L-ossidazzjoni indiretta hija magħrufa wkoll bħala teknoloġija avvanzata ta 'ossidazzjoni.
2. Preparazzjoni tal-Ożonu
L-ożonu jista 'jiġi ppreparat bl-użu ta' diversi metodi. Fil-qasam tat-trattament tal-ilma, skariku silenzju ta' vultaġġ għoli- huwa komunement użat. Il-materja prima għall-produzzjoni tal-ożonu hija prinċipalment arja jew ossiġnu. Meta l-arja tintuża bħala s-sors tal-gass, il-kontenut tal-ożonu huwa biss madwar 1%, filwaqt li meta jintuża l-ossiġnu, il-konċentrazzjoni tal-ożonu tista 'tilħaq 10% (bil-massa) jew ogħla.
3. Teknoloġija Avvanzata ta 'Ossidazzjoni ta' l-Ożonu
It-teknoloġija ta 'ossidazzjoni ta' l-ożonu wieħed għandha limitazzjonijiet sinifikanti: l-ożonu wieħed ma jistax jossidizza xi komposti organiċi rekalċitranti, bħall-kloroform; l-ossidazzjoni waħda tal-ożonu ma tistax tiddekomponi kompletament il-materja organika f'dijossidu tal-karbonju u ilma, u huwa diffiċli li tinkiseb effiċjenza għolja tat-tneħħija tal-COD. It-teknoloġija avvanzata ta 'ossidazzjoni ta' l-ożonu, magħrufa wkoll bħala teknoloġija ta 'ossidazzjoni profonda, hija kkaratterizzata mill-ġenerazzjoni ta' radikali idroksil ossidanti ħafna (·OH) (il-potenzjal redox ta 'radikali idroksil (·OH) huwa 2.80V, it-tieni biss għall-fluworin). Taħt kundizzjonijiet ta' reazzjoni bħal temperatura għolja, pressjoni għolja, elettriku, ħoss, irradjazzjoni ħafifa, u katalisti, jossidizza molekuli organiċi kbar u rekalċitranti f'molekuli żgħar ta'-tossiċità jew mhux-tossiċi.
1) Teknoloġija ta 'Ossidazzjoni ta' l-Ożonu Fotokatalitika
L-ossidazzjoni tal-ożonu fotokatalitika ma tutilizzax l-ożonu biex tirreaġixxi direttament mal-materja organika. Minflok, juża l-ossidant sekondarju attiv (·OH) iġġenerat mid-dekompożizzjoni tal-ożonu taħt dawl ultravjola biex jossidizza l-materja organika. Ir-reazzjoni bejn l-ożonu u l-materja organika waħedha hija selettiva u ma tistax tiddekomponi kompletament il-materja organika f'dijossidu tal-karbonju u ilma. Biex tittejjeb ir-rata ta 'ossidazzjoni u l-effiċjenza ta' l-ożonu, għandhom jiġu adottati miżuri oħra biex jippromwovu d-dekompożizzjoni ta 'l-ożonu biex jiġġeneraw ·OH attiv.
2) Teknoloġija Omoġenja tal-Ossidazzjoni tal-Ożonu Katalitiku
Il-katalisti użati fl-ozonazzjoni katalitika omoġenja huma ġeneralment metalli ta 'tranżizzjoni, bħal Fe(II), Mn(II), Ni(II), Co(II), Cd(II), Cu(II), Ag(I), Cr(III), u Zn(II). Żieda preċiża (mikro-doża, livell ta’ ppb) ta’ joni li jikkatalizza l-ożonu-mal-ilma tad-drenaġġ tinkiseb permezz tal-kontroll tal-qawwa, u tlesti r-reazzjoni ta’ ossidazzjoni avvanzata li tiġġenera radikali idroksil biex ineħħu pollutanti organiċi rekalċitranti mill-ilma mormi.
3) Teknoloġija ta 'Ossidazzjoni ta' l-Ożonu Katalitiku Eteroġenu
Din it-teknoloġija tipikament tuża trasportatur ta 'ossidant solidu (spiss magħmul minn alumina jew zeolite sintetiku). Taħt l-azzjoni ta 'katalizzatur, l-ożonu jiddekomponi biex jiġġenera radikali hydroxyl ossidanti ħafna (·OH), u b'hekk jiddegrada inkwinanti organiċi fl-ilma.
4. Applikazzjoni Attwali
L-impjant tat-trattament tad-drenaġġ muniċipali huwa ddisinjat biex jimmaniġġja 100,000 tunnellata / jum, iżda l-kapaċità attwali ta 'trattament tiegħu hija ta' 90,000 tunnellata / jum. Biex tilħaq l-istandards ta 'emissjoni COD (Inqas minn jew ugwali għal 40mg/L), tintuża teknoloġija omoġenja ta' ossidazzjoni ta 'l-ożonu katalitiku, li timpjega tliet ġeneraturi ta' l-ożonu (kull wieħed b'kapaċità ta '42kg/h, tnejn fl-operazzjoni u wieħed standby). Il-fluss tal-proċess huwa kif ġej: ġeneratur ta 'l-ożonu → jiġġenera gass ta' l-ożonu → jittrasportah permezz ta 'pipelines lejn id-daħla tal-pompa tal-ġett → jinħall fl-ilma mormi permezz ta' injezzjoni bil-ġett → jiġġenera ·OH taħt l-azzjoni ta 'katalizzatur omoġenju → tlesti r-reazzjoni ta' ossidazzjoni fit-tank ta 'ossidazzjoni katalitika ta' l-ożonu.
1) Prestazzjoni ta 'Degradazzjoni u Dekolorizzazzjoni COD
Kapaċità ta 'trattament ta' ilma mormi: 90,000 tunnellata / jum. Bħalissa, ġeneratur tal-ożonu wieħed qed jaħdem, issettjat għal 40 kg/h, b'rata ta 'produzzjoni attwali ta' 34 kg/h (rata tal-fluss tal-ożonu x konċentrazzjoni tal-ożonu). Id-dożaġġ tal-ożonu huwa 9.1 mg/L. Dan inaqqas il-COD minn 45 għal 30 mg/L u l-kulur minn 40 għal 5, u jikseb konformità tal-effluwent mal- "Standard ta 'Skariku ta' Pollutant tal-Ilma Maġġuri għall-Impjanti tat-Trattament tal-Ilma Mormi Urban" (DB33/2169-2018).
2) Konsum ta 'Enerġija
Filwaqt li l-ożonu huwa magħruf għall-proprjetajiet ħodor u favur l-ambjent tiegħu, il-konsum għoli tal-enerġija u l-ispejjeż operattivi assoċjati mal-produzzjoni tiegħu huma innegabbli. Meta tuża l-arja bħala s-sors tal-gass, il-konsum tal-enerġija huwa madwar 20 kWh/kg ożonu; meta tuża l-ossiġnu bħala s-sors tal-gass, il-konsum tal-enerġija huwa madwar 10 kWh/kg ożonu. Ibbażat fuq l-operat attwali fuq-sit, il-konsum tal-enerġija huwa 13 kWh/kg ożonu fis-sajf u 11 kWh/kg ożonu fix-xitwa. Minħabba t-temperaturi għoljin ta 'barra fis-sajf, huwa meħtieġ chiller biex jiksaħ il-ġeneratur tal-ożonu, filwaqt li fix-xitwa, l-iskambjatur tas-sħana tal-pjanċa biss jeħtieġ li jinxtegħel biex jiġi żgurat tħaddim normali.
