【技术分享】臭氧催化氧化的主要机理

臭氧的氧化还原电位为 2.07V，是一种具有极强氧化能力的氧化剂，能与废水中带有不饱和官能团的有机物发生反应，使有机物的毒性降低、生物可降解性提高。

臭氧氧化技术流程简单，处理时间较短，且不会产生残渣，一般不会产生二次污染。但臭氧的氧化能力有限且有较强的选择性，若多种污染物存在时，O3 会优先与反应速率快的污染物进行反应，一些难降解物质和小分子有机酸无法利用单独臭氧氧化工艺去除。此外，臭氧利用率不高、系统能耗大问题也阻碍了臭氧技术的进一步发展。

臭氧催化氧化技术

臭氧催化氧化技术是在催化剂的作用下，通过催化臭氧氧化反应，能在短时间内将污水中难降解有机组分完全降解或转化，从而实现净化水体的目的。

催化臭氧化技术是一种以增强臭氧的氧化性能、提高臭氧的利用效率为目的的新型水处理技术。该技术利用催化剂协同臭氧氧化可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。

臭氧在水中有两个主要反应途径：一是臭氧直接氧化；二是通过形成羟基自由基而进行自由基氧化，即属于高级氧化，具体如下所示。

1）污染物+O3→产物或中间物特点：有选择性，速度慢。

2）污染物+HO·→产物或中间物

特点：无选择性，HO·（E0=2.8V）电位高，反应能力强，速度快，可引发链反应，使许多有机物彻底降解。

图 4- 5 臭氧反应机理

臭氧催化氧化技术是臭氧在催化剂的催化作用下，在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH（E0=2.8V），利用具有强氧化作用的羟基自由基·OH，并兼具电化学反应，对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应，进而达到分解、脱稳、吸附、凝聚等作用，去除废水 COD 并提高废水的 B/C 比。臭氧催化氧化技术特别适用于可生化性较差的废水处理。

主要机理

①通过催化剂强化产生更多的具有极高氧化还原电位的羟基自由基，使得有机污染物得到完全的降解；

②通过催化剂与水中的有机污染物发生络合反应，使有机污染物更易于被氧化分解；

③通过催化剂使臭氧和有机物得到富集，从而加快有机物的氧化分解速度。

技术特点

①工艺流程短，设备简单，处理单元小而紧凑，占地面积小，用电设备少，耗电量低，运行费用低，操作方便且可自动控制，简化对现场操作的要求。

②当水量水质发生变化时，可进行水质水量的调节，适应能力强，耐冲击负荷能力强。

③能与其它技术（如生化法）相结合，充分发挥各自的优势，更进一步提高处理效果。

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