催化臭氧氧化深度处理工业废水的研究及应用

，（，，200092）［］，，，。、，、。，、、，，。［］；；；［］X703［］A［］1005-829X（2019）01-0001-07ResearchoncatalyticozonationanditsapplicationtotheadvancedtreatmentofindustrialwastewaterPengShuhan，WuDeli（StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourcesReuse，ShanghaiInstituteofPollutionControlandEcologicalSecurity，TongjiUniversity，Shanghai200092，China）Abstract：Sincecatalyticozonationtechnologycanaccelerateozonedecomposition,producingthenon-selectivehyd-roxylradicals，itcaneffectivelypromotethedegradationofrefractoryorganicpollutants,meanwhileimprovingthemineralizationofwastewaterandtheutilizationofozone.Asaresult,catalyticozonationhasattractedagreatatten-tioninthefieldofindustrialwastewatertreatment.Inviewofthecomplexcomponentsofindustrialwastewaterandvarietiesofreportedcatalysts,theperformance,controlparameterandmechanismofthistechniquearedifferent.Bymeansofanalyzingtherelevantapplicationresearchonthecatalyticozonationadvancedtreatmentofindustrialwaste-water,theinfluencingfactors，processtypesandmechanismprocessareintroducedinthispaper,theapplicationlimi-tsofthistechnologysummarized,andthedevelopingtrendspredicted.Keywords：catalyticozonation；industrialwastewater；advancedtreatment；catalyst，2015199.5t293.5t。，，。，。，。，，，〔1〕。，2.80V，。，。1〔2〕。［］（21776223）39120191IndustrialWaterTreatmentVol．39No．1Jan.，20191，。，，、、。1.1，，13.1%，UV，、、、、〔3〕，。。、，。4：（1）；（2）；（3）；（4）。，、、3，44.7%、23.4%、14.9%。，、、、。，，2%。：；，，，TOC，，〔4-6〕。，。。，Mn、Fe、Cu，d，，，。。，pH。pH=8，COD30%~65%，：CoZnCuNiCrFeMn〔7〕。〔8〕3pH=7，：Fe2O3TiO2MnO2。M.Trapido〔9〕pH=3，：Fe2O3CoOMoO3CuONi2O3Al2O3TiO2Cr2O3≈MnO2≈。，，：Ni、Cr、Ag，，；Co，Fe、Zn，Fe、Mn。1.21.2.1：。，O2·-、O3·-。，Fe（）〔10〕、Mn（）〔11〕、NaOH〔12〕、EDTA〔13〕、H2O2〔14〕。，Co2+〔15〕。，。，。，，O2、O3·OH。，（UV）：UV，H2O2，H2O2UV〔16-18〕。、，2019-01，39（1）2〔19〕。1.2.2，。，Lewis，，（1）~（4）〔20〕。≡Me—OH+O3→≡Me+O2·-+HO2·（1）O2·-+O3→O3·-+O2（2）O3·-+H+→HO3·（3）HO3·→·OH+O2（4）Bronsted，，〔21〕。FeOOH〔22〕、Al2O3〔23〕、MnO2〔24〕，NiO/Al2O3〔25〕、Ce-AC〔26〕。，，〔19，27〕。，，〔28-29〕。22.1，1。1Mn3O4-Fe3O4/COD72.6%，1.23gCOD/1gO3O387.5mg/L，HRT60min，pH6.5~7.5〔30〕COD62.4%，1.51gCOD/1gO3O330~40mg/L，HRT60min，pH8.1~8.4〔31〕Al2O3COD46%HRT90min，pH6~9〔32〕COD47.9%，1.02gCOD/1gO3O355mg/L，HRT100min，pH6~9〔33〕Fe-Mn/Al2O3、Fe-Mn/ACCOD37.6%，0.78~1.18gCOD/1gO3O380~120mg/L，HRT60min，pH7.69，60%〔34〕++COD36.4%，1.23gCOD/1gO30.5gCOD/1gO3COD40%，0.65gCOD/1gO3O320mg/L，HRT60min〔35〕O340mg/L，HRT31min〔36〕O312~14mg/L，HRT20min〔37〕：，/；+〔38〕，。，。，，，，。，/〔39〕，。COBR，，1〔40〕。，，、，，1COBRCOD。，。COD，COD〔41〕：B/C、，BAF。，，，。2019-01，39（1），：3。2.22.2.1pH，pH。，pH，，。pH，。，pH，。，pH（pHpzc），。，SO42-、NO3-〔23〕。J.Nawrocki〔42〕pH，。，CODpH，，pH。pHOH-·OH，。pH，·OH，，。2.2.2，。〔43〕，COD，10mg/min20mg/min，COD10%，20mg/min30mg/min，COD5%，，COD。，。，30~80mg/L，0.5~1h，1gO30.6~1.5gCOD。2.2.3，。：，CO32-〔k=4.2×108mol/（L·s）〕、HCO3-〔k=1.5×107mol/（L·s）〕；，H2PO4-〔k1×105mol/（L·s）〕、HPO42-〔k1×107mol/（L·s）〕，，Lewis，，〔44〕。Ca2+CO32-HCO3-〔45〕。Lewis，，。，COD；。，，，20℃。，，，〔46〕。2.32.3.1CO2H2O。，，，。〔47〕，3COD11.9%、19.7%、14.9%。〔31〕，1gCOD1.17g1.51g，29%。TiO2/AC，60minCOD9.9%〔48〕。，10%~30%，。2.3.2。2019-01，39（1）4，，，〔49〕。。，，4~610%〔50-51〕，，。、，，。2.3.3。OH-，，。、、，。，，。J.Wu〔52〕，pH7.18~7.52，COD142mg/L70mg/L，2.8mg/L。，。2.3.4，。，。，，。，，。33.1，B/CCOD，，。，，B/C。。〔53〕，，，，B/C，，。〔54〕CODB/C，B/CCOD，COD，B/C，COD。〔55〕B/C0.06，B/C0.43，60%COD。，B/C，，，B/C。3.2，、，、，。、，，。，Fenton，。、，。X.Huang〔56〕，。、〔13，57-60〕。3.3，、，。，。，，2019-01，39（1），：5〔61〕。。，，。4，，，，。，，、。，，B/C，。，。，，。［1］WangJianlong，BaiZhiyong.Fe-basedcatalystsforheterogeneouscatalyticozonationofemergingcontaminantsinwaterandwastewa-ter［J］.ChemicalEngineeringJournal，2017，312：79-98.［2］，，，.［J］.，2014，33（4）：1010-1014.［3］Sanchez-PoloM，Rivera-UtrillaJ，vonGuntenU.Metal-dopedcar-bonaerogelsascatalystsduringozonationprocessesinaqueoussolu-tions［J］.WaterResearch，2006，40（18）：3375-3384.［4］AlvarezPM，Garcia-ArayaJF，BeltranFJ，etal.Theinfluenceofvariousfactorsonaqueousozonedecompositionbygranularactivatedcarbonsandthedevelopmentofamechanisticapproach［J］.Carbon，2006，44（14）：3102-3112.［5］FariaPCC，OrfaoJJM，PereiraMFR.Ozonedecompositioninwa-tercatalyzedbyactivatedcarbon：Influenceofchemicalandtexturalproperties［J］.Industrial&EngineeringChemistryResearch，2006，45（8）：2715-2721.［6］，，，.［J］.，2010，26（4）：6-9.［7］，，，.［J］.，2017，37（1）：79-82.［8］，，，.［J］.，2016，10（3）：1081-1086.［9］TrapidoM，VeressininaY，MunterR，etal.Catalyticozonationofm-dinitrobenzene［J］.Ozone：Science&Engineering，2005，27（5）：359-363.［10］SauledaR，BrillasE.Mineralizationofanilineand4-chlorophenolinacidicsolutionbyozonationcatalyzedwithFe2+andUVAlight［J］.AppliedCatalysisBEnvironmental，2001，29（2）：135-145.［11］AndreozziR，CaprioV，InsolaA，etal.Theozonationofpyruvicacidinaqueoussolutionscatalyzedbysuspendedanddissolvedmang-anese［J］.WaterResearch，1998，32（5）：1492-1496.［12］VonGuntenU.Ozonationofdrinkingwater：PartI.oxidationkine-ticsandproductformation［J］.WaterResearch，2003，37（7）：1443-1467.［13］HuangXianfeng，XieBihuang，LiXuchun，etal.EnhancedHO·productionfromozonationactivatedbyEDTA［J］.ChemicalEngi-neeringJournal，2016，288：562-568.［14］StaehelinJ，HoigneJ.Decompositionofozoneinwater：Rateofini-tiationbyhydroxideionsandhydrogenperoxide［J］.EnvironmentalScience&Technology，1982，16（10）：676-681.［15］PinesDS，ReckhowDA.Effectofdissolvedco