多级光催化氧化—臭氧协同AOP装备

产品简介

多级光催化氧化—臭氧协同高级氧化工艺（AOP）装备是一种高效、绿色的污水深度处理系统，专为市政污水处理厂COD的深度降解设计。该设备通过光催化氧化与臭氧氧化的协同作用，高效分解难降解有机物，实现COD的显著去除，同时具备低能耗、无二次污染等特点，适用于提标改造或回用水处理场景。

反应原理

（1）UV光激发臭氧（O3）高级氧化技术是一种利用紫外光直接活化O3产生羟基自由基（ . OH）的氧化过程，无需额外催化剂。其核心是通过光化学作用高效裂解O3生成H2O2。在紫外光照射下，H2O2分子吸收光子能量，均裂生成两个. OH自由基：

O3 +hν+H2O→H2O2+O2

H2O2+hν→2. OH

（2）臭氧是一种强氧化剂（氧化电位2.07V），直接氧化臭氧分子直接攻击有机物（特别是含双键、芳香环的化合物）：

O3+有机物→ 中间产物→CO2+H2O2

选择性氧化，对烯烃、酚类、染料等高效，但对饱和烃效果较差。

技术优势

（l）高效降解污染物（广谱性&深度氧化）

①协同自由基生成：

UV/TiO2 产生 ·OH（羟基自由基）和 h⁺/e一（光生空穴-电子对）。

UV/O3 通过臭氧光解(λ<310 nm）直接生成 ·OH，同时激发更多活性氧物种（如 ·O2一）。

O3催化氧化（如负载型催化剂）进一步分解臭氧，提升 ·OH 产率。效果：对难降解有机物（如抗生素、PFAS、染料废水）的去除率提升 30%~50%（对比单一AOP）。

②广谱适用性：

可处理高浓度有机废水、有毒工业废水（如制药、石化）、微污染物（如内分泌干扰物）。

对抗生化性污染物（如氯代有机物、多环芳烃）具有显著降解效果。

（2）能量利用率高（降低运行成本）

①紫外光的多重利用：

同一紫外光同时驱动TiO2光催化和O3光解，减少设备冗余。

光催化产生的e一 可抑制电子-空穴复合，提升量子效率。

②臭氧的高效活化：

传统臭氧氧化（O3  alone）的臭氧利用率仅20%~40%，而耦合催化后可达70%（通过表面催化分解）。成本对比：比单独臭氧氧化降低l5%~30%的能耗。

（3）自主知识产权的纳米TiO2涂层。

与中国科学院、河北科技大学联合承担了河北省科技重大专项项目—电化学-UV-臭氧协同绿色氧化处理难降解有机废水，同时联合研发了用于多级光-臭氧协同催化氧化装备的纳米TiO2催化剂涂层，其性能得到了多方的认证，拥有二氧化钛基光催化薄膜材料的制备方法的专利，保证其催化活性长期稳定性。

（4）减少二次污染（绿色化学特性）

①无污泥产生：

对比芬顿法，无需投加铁盐，避免铁泥处置问题。

②臭氧残留可控：

末级催化单元可分解剩余臭氧，避免尾气O3超标（<0.lppm）。

③矿化程度高：

将有机物彻底矿化为 CO2 + H2O，减少中间毒性产物（如溴酸盐生成量比单一O3降低 50%）。

（5）模块化&可扩展性（工程优势）

①工艺灵活组合

可根据水质调整 UV/O3 比例或催化剂类型（如TiO2改性、MnOx/Al2O3催化）。

②兼容现有设施

可集成到“生化+AOP” 工艺链中，作为深度处理单元。

③自动化控制

通过在线ORP/臭氧传感器 实时调节UV强度和臭氧投加量。

装备特点

（5）模块化&可扩展性（工程优势）

采用多种工艺组合，反应更高效。冠宇UV-AOP高级氧化设备，采用投加O3/UV、纳米二氧化钛/ UV、臭氧催化氧化组合高级氧化工艺，高级氧化利用羟基自由基、臭氧、紫外催化、纳米二氧化钛催化等复杂反应体系优势，解决了单一工艺氧化能力弱，对某些污染物无法降解去除；同时多步催化反应，提高氧化剂的利用率，减少反应时间，因此设备更小，更灵活。

多套组合式，一体化连接。本设备可以采取多套组合、多回程的形式，无需土建施工、可移动、可二次重复利用、占地面积小等，解决现有污水厂面积小、现场不易施工等问题，对于污水厂的提标改造具有一定的实际实用性。有效接触时间短，节约投资成本。解决传统池体中臭氧与污水有效接触氧化时间短，有效时间十几秒，而水力停留时间长，一般设计30-60分钟，造成池体面积大，效果差等问题，冠宇UV-AOP高级氧化时间基本与水力停留时间相同，为5-8分钟，减少反应池体，节省占地面积，提高氧化剂利用效率等。去除有机物的同时，可实现杀菌消毒。本设备具有杀菌消毒功能，紫外作为杀菌消毒已成为公认的可行性技术，特别对于孢子虫、贾第虫、鞭毛虫以及大肠杆菌等，具有很好的效果，同时多种高级氧化共同作用，冠宇UV-AOP设备可以达到99.9%以上的杀菌效果。