臭氧催化氧化在工业废水处理中的应用进展

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2020-1039

摘要/Abstract

摘要：

臭氧催化氧化因O₃分子的强氧化性和催化协同产生羟基自由基的二次氧化性，使其广泛应用于难降解工业废水处理工艺中。回顾了臭氧催化氧化在工业废水预处理以及深度处理单元中的研究应用，指出了现阶段臭氧催化氧化中存在的臭氧利用率低、生产成本高、金属离子溶出等问题，对提高臭氧利用率、催化剂评价体系和结合反应机理探索不同类型工业废水高效催化剂等三方面提出了展望。

关键词: 臭氧催化, 工业废水, 预处理, 深度处理

Abstract:

Catalysis ozonation is widely used in the treatment process of refractory industrial wastewater due to the high oxidizability of O₃ and the secondary oxidizability of hydroxyl radicals produced by the catalyst. The research and application of catalysis ozonation in industrial wastewater pretreatment and advanced treatment units is reviewed in this article. And the problems of low ozone utilization，high production costs，and metal ion elution in the current stage of catalysis ozonation are pointed out. The future work could focus on improving ozone utilization，the catalyst evaluation system and combining mechanism to explore suitable catalysts for different types of industrial wastewater.

Key words: catalysis ozonation, industrial effluents, pretreatment, advanced treatment

中图分类号:

X703

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图/表 6

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	CHEN Zhongying. Operation characteristics of catalytic ozonation under the high load condition for the treatment of acrylonitrile wastewater［J］. Industrial Water Treatment，2015，35（8）：104-106. doi:10.11894/1005-829x.2015.35(8).104
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	SHI Ruiding. Experimental study on advanced treatment of secondary biochemical effluent from a chemical plant by ozone catalytic oxidation［D］. Lanzhou：Lanzhou Jiaotong University，2020.

应用类型	废水类型	催化剂投加量/（g·L^-1）	臭氧投加量/（mg·L^-1）	进水COD/ （mg·L^-1）	出水COD/ （mg·L^-1）	COD去除率/%	单位臭氧去除COD/（mg·mg^-1）	进水 B/C	出水 B/C	参考文献
小试研究	纺织废水	Fe²⁺（0.5）	3.3	838	402	52	132.1	0.26	0.40	〔27〕
	纺织废水	零价铁纳米颗粒（0.7）	3.3	838	222	73.5	186.7	0.26	0.61	〔27〕
	炼油废水	Mn负载于中孔活性炭（20）	48.6	2 210	953	56.9	25.9	0.11	0.32	〔28〕
	制药废水	二氧化锰（0.3）	42	13 534	4 488	66.84	215.4	0.07	0.18	〔29〕
	农药废水	海绵铁（20）	—	2 215	640	28.9	—	0.38	0.52	〔32〕
中试应用	化纤废水	多种活性组分负载于活性Al₂O₃	227	665	246	63	1.85	<0.17	0.39	〔33〕
中试应用	沼液废水	MgO（1.5）	580	346.15±3.61	154.28±1.60	55.43	0.33	0.13	0.22	〔34〕

应用类型	废水类型	催化剂投加量/（g·L^-1）	臭氧投加量/（mg·L^-1）	进水COD/ （mg·L^-1）	出水COD/ （mg·L^-1）	COD去除率/%	单位臭氧去除COD/（mg·mg^-1）	进水 B/C	出水 B/C	参考文献
小试研究	纺织废水	Fe²⁺（0.5）	3.3	838	402	52	132.1	0.26	0.40	〔27〕
	纺织废水	零价铁纳米颗粒（0.7）	3.3	838	222	73.5	186.7	0.26	0.61	〔27〕
	炼油废水	Mn负载于中孔活性炭（20）	48.6	2 210	953	56.9	25.9	0.11	0.32	〔28〕
	制药废水	二氧化锰（0.3）	42	13 534	4 488	66.84	215.4	0.07	0.18	〔29〕
	农药废水	海绵铁（20）	—	2 215	640	28.9	—	0.38	0.52	〔32〕
中试应用	化纤废水	多种活性组分负载于活性Al₂O₃	227	665	246	63	1.85	<0.17	0.39	〔33〕
中试应用	沼液废水	MgO（1.5）	580	346.15±3.61	154.28±1.60	55.43	0.33	0.13	0.22	〔34〕

应用类型	废水类型	催化剂投加量/ （g·L^-1）	臭氧投加量/（mg·L^-1）	进水COD/ （mg·L^-1）	出水COD/ （mg·L^-1）	COD去除率/%	单位臭氧去除COD/（mg·mg^-1）	进水B/C	出水B/C	参考文献
小试研究	化工废水	氧化铁铁基非均相催化剂（填充率12.5%）	50.3	99±9	50.49±4.59	49	0.96	0.03	0.28	〔38〕
	鲁奇煤气化废水	MnO _x （FeO _x ）负载于污泥基活性炭（1.0）	15	155±25	36±3	75.9±2.2	8.0	0.06	0.55	〔39〕
	煤化工废水	颗粒活性炭（填充率28%）	12.5	283.8	158.2	42.5	10.05	0.04	0.15	〔40〕
	石化废水	Ni-Cu-Mn-K负载于活性炭	—	91.03	61	>20	—	0.20	0.42	〔41〕
	抗生素制药废水	Ce负载于天然沸石（1.0）	50	220	125.4	43	1.89	0.12	0.28	〔42〕
中试应用	工业园综合废水	负载型（陶粒或Al₂O₃）	90	60±20	52.5±17.5	12±8	0.083	—	—	〔43〕
中试应用	石化园区废水	铁、钼、钽、钾、锰的氧化物负载于活性炭（填充率50%）	20	71.5±3.5	53.5±3.5	25.5±1.5	0.90	0.11±0.02	0.25±0.02	〔44〕

应用类型	废水类型	催化剂投加量/ （g·L^-1）	臭氧投加量/（mg·L^-1）	进水COD/ （mg·L^-1）	出水COD/ （mg·L^-1）	COD去除率/%	单位臭氧去除COD/（mg·mg^-1）	进水B/C	出水B/C	参考文献
小试研究	化工废水	氧化铁铁基非均相催化剂（填充率12.5%）	50.3	99±9	50.49±4.59	49	0.96	0.03	0.28	〔38〕
	鲁奇煤气化废水	MnO _x （FeO _x ）负载于污泥基活性炭（1.0）	15	155±25	36±3	75.9±2.2	8.0	0.06	0.55	〔39〕
	煤化工废水	颗粒活性炭（填充率28%）	12.5	283.8	158.2	42.5	10.05	0.04	0.15	〔40〕
	石化废水	Ni-Cu-Mn-K负载于活性炭	—	91.03	61	>20	—	0.20	0.42	〔41〕
	抗生素制药废水	Ce负载于天然沸石（1.0）	50	220	125.4	43	1.89	0.12	0.28	〔42〕
中试应用	工业园综合废水	负载型（陶粒或Al₂O₃）	90	60±20	52.5±17.5	12±8	0.083	—	—	〔43〕
中试应用	石化园区废水	铁、钼、钽、钾、锰的氧化物负载于活性炭（填充率50%）	20	71.5±3.5	53.5±3.5	25.5±1.5	0.90	0.11±0.02	0.25±0.02	〔44〕

应用类型	废水类型	催化剂投加量	臭氧投加量/ （mg·L^-1）	进水COD/ （mg·L^-1）	出水COD/ （mg·L^-1）	COD去除率/%	单位臭氧去除COD/ （mg·mg^-1）	参考文献
小试研究	染整废水	再生铁屑	—	142	70	50.7	—	〔48〕
	焦化废水	Mn-TiO₂负载于陶粒	24	100.08	44.12	55.92	2.33	〔49〕
	焦化废水	Fe-Ti负载于γ-Al₂O₃（填充率20%）	100	120	50.74	57.72	0.69	〔51〕
	化工园区综合废水	Fe₂O₃负载于陶粒	10	240	194	20	4.6	〔52〕
	辽河重油精炼废水	氧化铁负载于活性炭	—	80.8	43.3	40.2	—	〔53〕
	抗生素废水	零价铁（60 g/L）	—	816.4	164	79.9	—	〔54〕
中试应用	印染废水	锰化合物负载于陶瓷	35±5	72.5	62.4	13.9	0.29±0.04	〔55〕
	精细化工废水	氧化铝基Mn-Fe-Cu负载型（填充率16.7%）	350±50	232	<30	>87	>0.58±0.50	〔56〕
	石化废水	Mn²⁺（1.5 mg/L）	42	80	46.4	42	0.8	〔57〕
	焦化废水	负载型双组分金属氧化物	120	170±30	<80	>60	>0.75	〔58〕
	丙烯腈废水	Fe、Mn等负载于活性氧化铝基和活性炭	175	250	156	37.6	0.54	〔59〕
	光伏电池废水	稀有金属	70	100	<50	>50	>0.71	〔60〕
	糖精钠高盐废水	双组分金属氧化物负载于γ⁃Al₂O₃ （填充率35%）	34	140±80	32±16	<70	3.18±0.94	〔61〕

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