1、 化学工程与装备 2022 年 第 12 期 292 Chemical Engineering&Equipment 2022 年 12 月 臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用 袁 冰（内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司，内蒙古 赤峰 025350）摘摘 要要：文章通过对化工废水常见处理方法展开深入研究，突出强调臭氧催化氧化技术的作用机理，并对臭氧催化氧化技术在废水处理中的有效应用进行详细论述。关键词：关键词：臭氧催化氧化技术；废水处理；应用分析 引引 言言 近几年，随着环保政策推出和健康理念的实行，社会各界都加大对水域保护的重视与关注，在这种条件下，
2、环境建设与生态保护成为时代发展的主流趋向，政府通过加大对污水废水治理与排放的控制力度，最终实现工业生产和制造废弃物的约束与降低，以石油化工生产制造为例，其中包括众多元素和含量的限制，污水处理厂需要加大处理力度和控制技巧，最终实现污染物的控制与降低目标，减轻对周围环境和生态所造成的影响。在废水处理过程中一些难溶物质和有机物容易产生阻挡和危害。废水经过多道处理工序剩余有机物浓度也会明显降低，其溶解性也会越来越低，大多是难溶难降解的有机物，普通工艺手段不能有效去除该类物质，对石油化工企业而言，由于其生产环节和加工步骤比较多，因此很容易造成有毒物质的沉淀或积累。臭氧一直被用来消毒和氧化，臭氧氧化技术的
3、氧化性非常强、能够去除很多色素，同时具有污染性低和占地面积小的优势，在废水处理过程中能够广泛应用。臭氧催化氧化技术如果单独使用就起不到很好的净化效果。基于此，有关领域正不断加大对臭氧催化氧化技术的探索和研发，通过多种组合形式和技术方法的有效应用增强废水中污染物的处理能力，从而实现对污水和废水的处理与排放。1 1 化工废水的危害化工废水的危害 （1）组成结构比较复杂。一般条件下，化工废水的组成结构比较复杂，污水中含有大量的有毒物质或者有害因素，很多中间产品和物质也会不断生成。化工企业在生产制造过程中很容易出现其他新物质的生成，受化工种类和数量的影响，废水组成成分与物质结构存在很强的复杂性。由于该
4、类化学物质比较难溶解，因此在处理排放当中具有很强的挑战性。（2）污染和危害比较大。化工产品在生产制造过程中如果反应不充分或者反应过度很容易引发风险和危害事故的发生，不仅如此，由于化工生产需要添加众多原料和化学试剂，因此废水中的污染物含量也会明显上升。而化工废水包含的有毒有害物质会给水中微生物带来致命危害，造成生态环境被破坏，水域健康程度也会受到影响。（3）废水色度比较高。化工废水存在的一大危害就是色度比较高。近几年，我国化工领域正加大污水排放和处理力度，在污水处理过程中，政府及有关部门取得突破性进展，化工污水和废水的处理能力明显增强，化工污水在排放过程中，很容易出现排放率或者净化效果不达标的现
5、象，因此工业废水色度比较高，化工废水在处理过程中需要消耗的成本费用也进一步提升。2 2 化工废水常见处理方法化工废水常见处理方法 （1）物理方法。一般情况下，化工废水常用的物理方法包括重力沉淀和过滤等手段。重力沉淀主要通过重力作用对水中悬浮颗粒进行沉降凝结，从而达到固液分离的最佳状态。（2）化学处理手段。化工废水常见的化学处理手段包括：氧化法、电化学法和混凝法等。氧化法是通过在废水中添加大量的氧化剂，使废水中的有机物或者有害物质发生氧化还原反应，最终达到污水排放与净化效果。（3）生物处理方法。生物处理方法主要依靠微生物吸收和代谢来完成，微生物通过吸收污水中的有害物质或者有毒元素，最终代谢产生无
6、毒无害且易于降解的新物质。生物处理方法主要包括好氧和厌氧两种形式，其中生物膜法属于典型的好氧技术，生物膜法具有很强的吸附性和作用效果。厌氧处理是在无氧环境下，通过微生物的新陈代谢实现废水处理和净化。（4）物理化学方法。首先运用离子交换技术，实现不同离子的替代交换，从而达到有害物质或者有毒离子的消除目的，对化工废水起到净化处理效果。其次根据物质不同溶解度进行有毒或者有害物质的萃取提纯，把化工废水中的有害物质分离出来。3 3 臭氧催化氧化技术的作用机理臭氧催化氧化技术的作用机理 不同废水处理方法具有不同优势和弊端，传统废水处理技巧存在很多局限性和滞后性，随着科技发展和信息水平的提高，臭氧催化氧化技
7、术越来越受到重视和关注，其在化工废水中的应用优势和价值也不断显现。（1）臭氧氧化作用机理。温度和酸碱度会对臭氧分解速率产生很大影响，一般条件下随着温度上升，臭氧分解速率也会明显加快。温度到达一定界限后，臭氧分解速率和强度也会越来越明显，直至转化成氧气形式。酸碱度与臭氧分解速率也存在很强的关联性，酸碱度越高臭氧分解速率越明显。当前主要通过两种形式实现臭氧的分解和氧化作用。臭DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.084 袁 冰：臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用 293 氧通过与有机物中的不饱和键发生反应，最终达到废水净化和排放的目的。（2）臭氧催化氧化技术的作用机理。在
8、科技发展和信息水平提高的影响下，臭氧催化氧化技术也出现翻天覆地的变革，有关领域开始加强对臭氧催化氧化技术的研发与探索。其中间接催化反应是由臭氧直接反应或者触发反应、增殖反应等形成自由基，自由基和有机物能够直接发生反应，最终形成容易氧化的中间物质。当前臭氧催化氧化技术对污水有机物的分解和净化主要包括两种途径：一种是均相催化反应，另一种是非均相催化反应。均相催化反应。在废水中加入液态催化剂或者运用紫外线照射，让臭氧和催化剂形成催化氧化体系，从而增强臭氧的氧化能力，这一过程也被称作臭氧催化氧化过程。催化剂对均相催化反应的作用价值非常高，很多过渡元素的金属离子都能作催化剂。这类金属离子的作用价值主要包
9、括：催化臭氧形成氧化性较强的OH 基或者与水中有机物结合形成新的化合物，从而加快氧化还原反应速率和程度，最终达到催化氧化目的。非均相催化反应。均相催化反应存在很多不足和缺失，因此，非均相催化反应得到快速推广与应用，在科技手段的作用影响下，均相催化剂能够转变成非均相催化剂。非均相催化剂的利用率比较高同时不会产生新的污染或者危害。非均相催化剂作用原理包括自由基理论和氧空位理论等，自由基理论发生在催化剂外部能够实现催化和分解目标，最终产生氧化效果比较强的OH 基；其次是氧空位理论，主要通过氧化物表面晶格缺陷对催化剂外部臭氧进行分解。还有表面氧原子理论，一般条件下催化臭氧在氧化期间会产生OH 基，同时
10、会出现表面氧原子，它的氧化性和作用效果更加明显。4 4 臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用 （1）运用臭氧催化氧化技术进行催化 化工废水包含大量有毒物质和有害元素，一般情况下不能彻底根除或净化，因此，传统废水处理工艺，很难实现对污水中有害物质或者难溶物的降解和消除，不仅如此，由于传统废水处理工艺反应速度比较缓慢，因此废水排放和净化效率也会大大减弱，针对这种情况，有关部门或企业要加大对臭氧催化氧化技术的探索和研发，加快污水处理效率，最终实现化工废水有毒有害物质的降解与分离。（2）运用臭氧催化氧化技术溶解污染物 废水处理工作要加强对臭氧催化氧化技术的应用，进而实现
11、对污水中难溶物质的降解和消除，减轻废水危害效果与毒性，臭氧催化氧化技术具有很强的溶解性和催化性，化工废水中的金属物质和难溶物需要彻底消除并净化，从而降低对周围环境和水域的污染，不仅如此，臭氧催化氧化手段比传统废水处理更高效更彻底，它能适应很大的工作量和处理需求，新时代背景下，臭氧催化氧化技术的产生与应用，使得工业生产和制造工作更加快捷高效，随着化工废水污染物的大规模处理与排放，水域净化目标和环境保护治理工作也能落到实处，有利于人民群众健康生产和生活质量的保障，符合我国可持续发展理念和环境保护政策2。（3）运用臭氧催化氧化技术去除有机物 化工废水含有大量有机物或者有害物质，废水处理应当加强对有机
12、物的消除和分解，具体通过运用臭氧催化氧化技术来实现，臭氧催化氧化技术能够迅速分解废水中的有机物，使之转变成小分子。不仅如此，臭氧催化氧化技术具有很强的氧化还原效果，它能加快氧化反应的实施，从而达到有害物质分解和降低的目的减少废水中有机物的含量，避免大量有毒有害物质进入周围水域和生态环境当中，这种处理方法具有很强的清洁效用，能够增加废水的清澈度和洁净状况，因此，化工企业需要加大对臭氧催化氧化剂的使用率，注重多种污水处理方式的灵活应用，避免污水中的有机物和有害物质出现沉降或者富集，增强臭氧催化氧化剂的作用效果，为化工废水处理和净化指明方向与思路，推动我国工业生产和污水处理技术的发展和升级。（4）运
13、用臭氧催化氧化技术调节酸碱度 化工废水酸碱度一般偏高或偏低，因此废水处理与净化包括酸碱度调节和控制，废水合理排放需要经过酸碱度的检测与降低，基于此，废水处理要加强对臭氧催化氧化技术的应用，最终实现废水酸碱度的控制与降低目标，合理利用臭氧催化氧化技术的氧化效果和净化能力，加快实现废水中有害物质的收集与降低目标，由于废水净化与处理过程伴随很多化学反应的发生，因此，废水溶液的酸碱度也会出现升高或者降低危害，臭氧催化氧化技术的调节作用能够使废水清澈度变高，酸碱性减弱，废水清澈度和清洁状况意味着污染物和有害物质的彻底消除，基于此，合理控制废水酸碱度能够增强化学反应速率和生成物的稳定性，进而达到良好的废水
14、净化效果，为周围环境保护和水域污染降低筑牢根基，推动我国工业生产和环境建设工作有序进行3。（5）臭氧催化氧化技术在化工废水处理中的应用 化工废水处理对臭氧催化氧化技术的应用程度越来越深，一般化工企业在生产制造过程中很容易产生大量的污水废弃物，这种化工废水污染性极强，同时具有明显的毒害性，臭氧催化氧化技术的应用使得废水处理效果越来越明显，在这种条件下，有关企业要加强对臭氧催化技术作用环境的分析与检验，避免由于废水环境不科学给净化清除工作造成严重危害。制药领域的应用。制药废水一般色度高、结构复杂，还有多种有机物，危害性和毒性也比较强。臭氧催化氧化技术的应用使得制药废水得到彻底净化和处理，从而降低对
15、周围水域的污染和危害。印染领域的应用。印染废水占据废水总量的绝大部分比例，印染工业包含众多流程与步骤，因此其废水具有很强的污染性和危害作用。臭氧催化氧化技术的合理运用能够为印染企业节省很多不必要的开支，同时实现规模化消除和净化目标。煤化工领域的应用。煤化工企业生产运行会产生大量的工业废水，废水不仅危害性较强，同时含有大量的难溶物质和有毒元素，会给周围水域与生态环境造成致命打击。调查数据显示，臭氧催化氧化技术对煤化工废水的处理净化效果最佳，能够起到很好的净化排放作用。（下转第（下转第 329329 页）页）黄 钦：基于人工智能的养殖沼液施肥工艺对土壤化学性状的影响 329 壤的质量，因此有必要研
16、究本施肥工艺对土壤酶活性及微生物量的影响，将酶活性、微生物量、土壤化学性状之间的相互作用有机地统一起来，为后续的沼液智能化施肥进程提供科学依据。参考文献参考文献 1 Du Zhenjie,Xiao Yatao,Qi Xuebin,et al.Peanut-Shell Biochar and Biogas Slurry Improve Soil Properties in the North China Plain:A Four-Year Field StudyJ.SCIENTIFIC REPORTS,2018(8).2 Cheng J,Chen Y,He T,et al.Nitrogen leaching losses following biogas slurry irrigation to purple soil of the Three Gorges Reservoir AreaJ.Environmental Science And Pollution Research International,2018,25(29):29096-29103.3 Nafees M,Ali S,
