Níorbh fhéidir COD a Laghdú Nó Dath a Bhaint? Cuireann Teicneolaíocht Ard-ocsaídiúcháin Ózóin Réiteach ar fáil

Is allatróp ocsaigine (O2) é ózón, a bhfuil an fhoirmle mhóilíneach O3 aige. Tá trí adamh ocsaigine i móilín ózóin, ceann acu atá nasctha leis an dá cheann eile trí nasc amháin. Aithnítear ózóin mar "cheimiceach glas," ocsaídeoir láidir le ceithre phríomhfheidhm: steiriliú, dídhathú, ocsaídiú, agus dí-bholadh. Tá buntáistí aige freisin mar aon iarmhar agus gan aon truailliú tánaisteach, rud a fhágann gur amhábhar tionsclaíoch glas atá neamhdhíobhálach don chomhshaol é.

Tá cumhacht ocsaídiúcháin thar a bheith láidir ag ózón, le poitéinseal ocsaí de 2.07 mV. Déanann ózón ábhar orgánach a ocsaídiú ar dhá bhealach: ar dtús, ocsaídíonn móilíní ózóin ábhar orgánach go roghnach go díreach, ie, ocsaídiú díreach, ach tá an ráta imoibrithe sách mall; sa dara háit, ocsaídíonn sé ábhar orgánach go tapa neamh-go roghnach trí na fréamhacha hiodrocsaile (·OH) a ghintear trína dhianscaoileadh féin, ie, ocsaídiú indíreach. I bhfrithghníomhartha cóireála uisce iarbhír, is é éifeachtacht ózóin maidir le hábhar orgánach a bhaint ná superposition ocsaídiúcháin dhíreach agus indíreach, agus braitheann a mhéid a théann an dá imoibriú seo ar aghaidh ar choinníollacha imoibrithe éagsúla. Tugtar teicneolaíocht ocsaídiúcháin chun cinn freisin ar ocsaídiú indíreach.

Is féidir ózón a ullmhú ag baint úsáide as modhanna éagsúla. I réimse an chóireála uisce, úsáidtear scairdeadh ciúin ardvoltais go coitianta. Is iad na hábhair amh le haghaidh táirgeadh ózóin go príomha aer nó ocsaigin. Nuair a úsáidtear aer mar fhoinse gáis, níl an t-ábhar ózóin ach thart ar 1%, agus nuair a úsáidtear ocsaigine, is féidir leis an tiúchan ózóin 10% (de réir maise) nó níos airde a bhaint amach.

Tá teorainneacha suntasacha ag baint le teicneolaíocht ocsaídiúcháin ózóin aonair: ní féidir le hózón aonair roinnt comhdhúile orgánacha athréimseacha a ocsaídiú, mar shampla clóraform; ní féidir le ocsaídiú ózóin aonair ábhar orgánach a dhianscaoileadh go hiomlán i ndé-ocsaíd charbóin agus in uisce, agus tá sé deacair éifeachtacht ard COD a bhaint amach. Is sainairíonna é ardteicneolaíocht ocsaídiúcháin ózóin, ar a dtugtar teicneolaíocht ocsaídiúcháin dhomhain freisin, ná fréamhacha hiodrocsaile an-ocsaídeacha (·OH) a ghiniúint (is é 2.80V an poitéinseal redox atá ag fréamhacha hiodrocsaile (·OH), sa dara háit ach le fluairín). Faoi choinníollacha imoibrithe ar nós teocht ard, brú ard, leictreachas, fuaim, ionradaíocht solais, agus catalaíoch, ocsaídíonn sé móilíní orgánacha móra athréimseacha go móilíní beaga íseal-tocsaineachta nó neamhthocsaineacha.

1) Teicneolaíocht Ocsaídithe Ózóin Fótacatalytic

Ní úsáideann ocsaídiú ózóin fótacatalytic ózón chun imoibriú go díreach le hábhar orgánach. Ina áit sin, úsáideann sé an ocsaídeoir gníomhach tánaisteach (·OH) a ghintear trí dhianscaoileadh ózóin faoi sholas ultraivialait chun ábhar orgánach a ocsaídiú. Is imoibriú roghnach é an t-imoibriú idir ózón agus ábhar orgánach amháin agus ní féidir leis ábhar orgánach a dhianscaoileadh go hiomlán ina dhé-ocsaíd charbóin agus in uisce. Chun ráta ocsaídiúcháin agus éifeachtúlacht ózóin a fheabhsú, ní mór bearta eile a ghlacadh chun dianscaoileadh ózóin a chur chun cinn chun ·OH gníomhach a ghiniúint.

2) Teicneolaíocht Ocsaídithe Ózóin Chatalaíoch Aonchineálach

Is miotail trasdultacha iad na catalaíochí a úsáidtear in ózónú catalaíoch aonchineálach, amhail Fe(II), Mn(II), Ni(II), Co(II), Cd(II), Cu(II), Ag(I), Cr(III), agus Zn(II). Baintear amach go beacht (micrea-dáileog, leibhéal ppb) ózóin a chur leis-iain chatalaithe le fuíolluisce trí rialú cumhachta, ag críochnú an ard-imoibrithe ocsaídiúcháin a ghineann radacacha hiodrocsaile chun truailleáin orgánacha athchlúiteacha a bhaint as an bhfuíolluisce.

3) Teicneolaíocht Ocsaídithe Ózóin Chatalaíoch Ilchineálach

De ghnáth úsáideann an teicneolaíocht seo iompróir soladach ocsaídeach (go minic comhdhéanta d'alúmana nó zeolite sintéiseach). Faoi ghníomhaíocht catalaíoch, dianscaoileann ózón chun fréamhacha hiodrocsaile an-ocsaídeacha (·OH) a ghiniúint, rud a dhéanann díghrádú ar thruailleáin orgánacha san uisce.

Tá an gléasra cóireála fuíolluisce cathrach deartha chun 100,000 tonna in aghaidh an lae a láimhseáil, ach is é a chumas cóireála iarbhír ná 90,000 tonna in aghaidh an lae. Chun caighdeáin astaíochta COD a chomhlíonadh (Níos lú ná nó cothrom le 40mg/L), úsáidtear teicneolaíocht aonchineálach ocsaídiúcháin ózóin catalaíoch, a fhostaíonn trí ghineadóir ózóin (gach ceann acu le toilleadh 42kg/h, dhá cheann i bhfeidhm agus ceann ar fuireachas). Is é seo a leanas sreabhadh an phróisis: gineadóir ózóin → gineann gás ózóin → iompraíonn sé trí phíblínte chuig an inlet scaird-chaidéil → tuaslagann sé san fhuíolluisce trí scaird-instealladh → gineann sé ·OH faoi ghníomhaíocht chatalaíoch aonchineálach → cuireann sé an t-imoibriú ocsaídiúcháin i gcrích san umar ocsaídiúcháin catalaíoch ózóin.

1) Feidhmíocht Díghrádaithe agus Dídhathú COD

Cumas cóireála fuíolluisce: 90,000 tonna in aghaidh an lae. Faoi láthair, tá gineadóir ózóin amháin i bhfeidhm, socraithe ag 40 kg/h, le ráta táirgeachta iarbhír 34 kg/h (ráta sreafa ózóin x tiúchan ózóin). Is é an dáileog ózóin ná 9.1 mg/L. Laghdaíonn sé seo COD ó 45 go 30 mg/L agus dath ó 40 go 5, ag baint amach comhlíonadh eisilteach leis an "Mórchaighdeán um Dhoirteadh Truailleán Uisce d'Ionaid Chóireála Fuíolluisce Uirbigh" (DB33/2169-2018).

2) Tomhaltas Cumhachta

Cé go bhfuil cáil ar ózón mar gheall ar a n-airíonna glasa atá neamhdhíobhálach don chomhshaol, ní féidir a shéanadh an tomhaltas fuinnimh ard agus na costais oibriúcháin a bhaineann lena tháirgeadh. Agus aer á úsáid mar fhoinse gáis, is é an tomhaltas cumhachta ná thart ar 20 kWh / kg ózóin; nuair a úsáidtear ocsaigin mar fhoinse gáis, is é an tomhaltas cumhachta thart ar 10 kWh / kg ózóin. Bunaithe ar -oibríocht iarbhír an tsuímh, is é an tomhaltas cumhachta ná 13 kWh/kg ózóin sa samhradh agus 11 kWh/kg ózóin sa gheimhreadh. Mar gheall ar an teocht ard lasmuigh sa samhradh, tá gá le fuaraitheoir chun an gineadóir ózóin a fhuarú, agus sa gheimhreadh, ní gá ach an malartóir teasa pláta a iompú chun gnáthoibriú a chinntiú.