[实用新型]一种臭氧高级氧化实验设备

说明书

提供了一种臭氧高级氧化实验设备，包括：进气系统，包括产生臭氧的臭氧发生器、对臭氧发生器产生的臭氧进行分析的第一分析器、调节臭氧的流量的流量控制器，臭氧发生器连接到第一分析器和流量控制器；反应系统，包括连接起来的反应器和缓冲罐，使得反应器和缓冲罐中的流体循环流动，从臭氧发生器产生的臭氧被输送至反应器，以与反应器中的原水进行反应；出气系统，包括相互连接起来的消泡器和第二分析器，消泡器连接到反应器的出口，用于消除从反应器的出口排出的气体中的泡沫，并将经消泡的气体输送至第二分析器，用于对与原水反应后的气体进行分析；数据采集装置，分别与第一分析器和第二分析器连接，用于比较第一分析器和第二分析器的分析结果。

技术领域

本实用新型涉及一种臭氧高级氧化实验设备。

背景技术

高级氧化技术是一项新兴起的水处理技术，通常指在一定的环境温度和压力下通过产生具有高氧化性的羟基自由基OH·氧化降解有机污染物的处理方法。该技术的关键点在于通过加入各种氧化剂和/或催化剂等途径激发产生高活性的羟基自由基，根据氧化剂的不同，高级氧化技术一般包含臭氧相关法，芬顿试剂法。

臭氧高级氧化技术以其氧化能力强，反应速度快，不产生污泥和二次污染，能够提高原水的可生化性等优点，是近年来工业污水处理领域的研究热点。工业废水中通常含有一定的有毒、有害以及难以被微生物利用的物质，传统的生物方法已经不能满足其处理需求，臭氧高级氧化技术可以将这些物质氧化为小分子的有机酸、醛等，提高废水的可生化性以及有机物的去除率。目前常用的臭氧高级氧化技术有：纯臭氧高级氧化、臭氧双氧水高级氧化、臭氧催化氧化等。

纯臭氧氧化目前已经广泛用于各种水处理领域及其它工业应用领域。溶解的臭氧通过两种方式发挥作用：直接氧化，臭氧分子直接与水中的污染物发生反应；间接-自由基氧化，因臭氧分子中的氧自由基的不稳定性，溶解到水中后生成羟基自由基(·OH)，羟基自由基与污染物发生反应。不但有机物和非有机物可被臭氧氧化，也包括微生物，如病毒，细菌和真菌类(消毒)，但是纯臭氧氧化技术存在选择性大，水中利用率低，臭氧用量大，运行成本高等缺点。

在单一臭氧氧化基础上发展起来的“高级氧化技术”(AOP)，其主要特点是以羟基自由基(·OH)为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中的有机自由基可以继续参加羟基自由基的链式反应，或者通过生成有机过氧化物自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO₂和H₂O，从而达到分解有机物的目的。臭氧/双氧水氧化工艺便是利用H₂O₂加速臭氧分解产生羟基自由基，通过羟基自由基与有机物发生反应，反应方程式如下：

H2O2+2O3→2·OH+3O2

臭氧催化氧化工艺是在纯臭氧氧化工艺的基础上，通过结合催化剂，促进大量羟基自由基或新的强氧化物的产生，提高臭氧利用率，降低臭氧投加量。臭氧催化氧化可分为两类：一是利用溶液中金属(离子)的均相臭氧催化氧化；二是利用固态金属、金属氧化物或负载在载体上的金属或金属氧化物的非均相臭氧催化氧化。催化剂不但可以吸附有机物，而且还直接与臭氧发生氧化还原反应，产生的氧化态金属和羟基自由基可以直接氧化有机物。

将臭氧高级氧化应用于难降解工业废水一般需要进行实验室小试，以便评价降解效果以及寻找最佳工艺条件。目前的臭氧高级氧化实验装置，通常只能实现单一某一种臭氧氧化工艺，若要对目标废水考察多种臭氧相关工艺，例如纯臭氧氧化，臭氧/双氧水氧化，催化臭氧氧化等，需要准备至少三套甚至多套装置及配套设备，大部分的小试装置自动化程度较低，且该类装置由于反应器小，密闭性差等原因，臭氧在水中利用率远低于实际工业应用中的利用率，难以有效的评价工业废水的可处理性及为工程设计参数提供准确参考。

实用新型内容