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几日前,有人问起臭氧氧化效率,由此想到O/C这个值可谈谈。


我习惯分析O/C值,定义为:去除单位COD所需O3量(质量比)。

明眼人一看就知道,该比值意义就是氧化还原反应的当量。对!且用起来直观。因为标准方法测定COD时,就将消耗氧化剂的量,折算成O元素的质量。因此,不论氧化剂是氧气、还是臭氧,若全部参与了有机物氧化反应,且O/CO包括了所有氧化剂,则O/C值都应为

O/C值在生物处理并不重要,因为氧气不要钱,且大部分曝气量用于搅拌。如穿孔管氧利用率就非常低,一般低于5%;氧利用率,也不作为曝气扩散装置的主要评价参数,主要用“动力效率”,即:每度电充多少公斤的溶解氧。

催化臭氧化工艺则不同了,O3值钱,且O3极易溶解、逸出量极小,氧化能力比O2强,曝气量也少(气水体积比常0.5 – 2),实际O/C值一般较小。进水COD越高、臭氧投加量越小,O/C越高;水质越难氧化,臭氧或•OH无效分解多了,O/C值就越大。当然对于深度处理,同样水质、同样O3投配量,这个值越小,说明催化剂性能越好。我们实施的工程中经多年统计,O/C值在1.2 – 2.0之间。O/C值在其它公司工艺中,有高达4.7的,也不能认为人家工艺不好;若处理对象是难氧化的废水、且COD去除率特别高呢?

催化臭氧化工艺是O3的间接氧化,分析O/C理论值,须考察两步反应:(1O3有效分解产生•OH;(2•OH主导有机物氧化。

1•OH来自何处,并非简单问题,可以来自于催化剂表面、特定有机物臭氧化过程某个环节(见上一推送消息)、也可以是水中OH的催化。但后两者在深度处理中作用微乎其微,主要还是大量的催化剂作用。从经典的表面OH催化学说可以发现:3O3产生2•OH

2)有机物COD值的降低,无非有两种途径:分解成CO2、或分子结构中加入了O元素。考察•OH主导氧化一般有机物(分子量较大、分子中O元素含量较小)时发现:1•OH可诱导2O2参与氧化反应。在这种状态下。结合(1),可推导出O/C理论值9/8 = 1.125 

前两天,研究生考察草酸H2C2O4)的催化臭氧化时,发现1•OH仅诱导1O2参与氧化反应。若这种状态,O/C理论值为9/4 = 2.25 。但草酸是含O比例最高的有机物,故此值可以作为极端值。所以认定O/C理论值为1.125较妥。

实际工程中,有没有可能O/C值小于?也有可能。如,实际废水中存在着极易氧化的硫化物等,此时氧气可直接氧化还原性物质,这个比值就小了。但深度处理工艺中,不太可能出现这种情况。

借助O/C理论值指导,有利于工况分析。如某厂工况的单因素分析,图中横坐标为O/C值(OvsC),虚曲线为二次回归线。可见当O/C小于1之前,随O/C值增加,COD去除率迅速升高;而当O/C大于2之后,去除率不再升高。


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