La technologie d'oxydation catalytique à l'ozone est une technologie d'oxydation avancée qui utilise des catalyseurs pour générer des groupes hydroxyles libres afin d'améliorer la dégradation de la matière organique réfractaire dans l'eau. Ses capacités de réduction du carbone et de décoloration sont nettement supérieures à celles de la simple oxydation à l’ozone. Il présente les caractéristiques d'une efficacité de dégradation élevée et d'un respect de l'environnement, et son coût est également inférieur à celui de l'oxydation simple de l'ozone. Elle a progressivement attiré l'attention et est devenue l'un des points chauds de la recherche, et a de bonnes perspectives d'application dans le domaine du traitement avancé des eaux usées industrielles.
Qu'est-ce que le catalyseur d'ozoneDéfinition du catalyseur
La technologie d'ozonation catalytique peut être divisée en oxydation catalytique homogène à l'ozone utilisant des ions métalliques et du peroxyde d'hydrogène comme catalyseurs et utilisant un métal solide, un oxyde métallique ou un métal ou un oxyde métallique chargé sur un support en fonction des différents états de phase des catalyseurs utilisés. Catalyseur d'oxydation catalytique hétérogène à l'ozone. Les catalyseurs d'ozone homogènes ont une distribution uniforme et une activité catalytique élevée, mais sont difficiles à recycler et provoquent facilement une pollution secondaire. Par conséquent, la plupart des chercheurs ont accordé davantage d’attention aux catalyseurs d’ozone hétérogènes qui sont recyclables, économiques et respectueux de l’environnement. Dans l'oxydation catalytique hétérogène à l'ozone, le catalyseur existe à l'état solide et est obtenu en chargeant des composants actifs ayant une capacité catalytique sur un support de catalyseur. Le composant actif a un effet catalytique et le support de catalyseur a un effet d'adsorption. Les composants actifs sont principalement divisés en trois catégories : les éléments métalliques précieux, les éléments métalliques de transition bon marché (Mn, Fe, Cu, etc.) et les éléments de terres rares abondants (Ce, La, etc.). L'application des métaux précieux est limitée en raison de leur prix élevé. Actuellement, on utilise principalement des produits bon marché. Métaux de transition et leurs oxydes.
Processus de préparation du catalyseur d'ozone
La méthode de production de catalyseurs d'ozone hétérogènes actuellement utilisés pour traiter les eaux usées réfractaires adopte généralement une méthode de mélange mécanique, une méthode d'imprégnation, une méthode de précipitation et une méthode de fusion à chaud. Parmi eux, la méthode de mélange mécanique utilisant un oxyde métallique solide présente les avantages d’une opération simple et convient à la production par lots à grande échelle. Étant donné que les catalyseurs hétérogènes d'ozone supportent généralement les métaux de transition et les métaux des terres rares en tant que composants catalytiquement actifs sur un support, la teneur en composants catalytiquement actifs et le nombre de sites actifs sont la clé pour déterminer son efficacité catalytique.
Situation du marché des catalyseurs d'ozone sur le marché
Il existe actuellement de nombreux types de catalyseurs hétérogènes, mais les effets catalytiques sont inégaux dans les applications pratiques. La plupart des catalyseurs d'ozone sur le marché existent sous forme de poudres et de granulés, ce qui peut entraîner une résistance accrue du lit, une détérioration du transfert de chaleur, des pertes de catalyseur, des coûts de traitement élevés, des difficultés de recyclage et une pollution secondaire, ce qui limite leur utilisation. Applications dans le domaine du traitement avancé dans les stations d’épuration et applications directes dans l’industrie. Ce n'est qu'en façonnant la poudre de catalyseur pour lui donner une certaine forme, une certaine résistance à la compression et à l'usure qu'elle pourra être mieux utilisée dans l'industrie réelle. Dans le processus d'oxydation catalytique hétérogène des eaux usées à l'ozone, les catalyseurs industriels hétérogènes d'ozone actuels sont principalement des particules solides sphériques de 2 à 5 mm, et la densité du catalyseur est bien supérieure à celle de l'eau. Afin d'améliorer le transfert de masse entre les phases gazeuse, liquide et solide, une circulation forcée du liquide est nécessaire. La fluidisation des particules de catalyseur consomme de l'énergie et augmente les coûts de fonctionnement de la technologie de l'ozone. Si un catalyseur à l'ozone ayant une densité proche de celle de l'eau peut être développé, le catalyseur solide peut être fluidisé en fournissant moins d'énergie, ce qui réduira considérablement le coût d'exploitation des eaux usées.
Améliorations techniques du catalyseur d'ozone
L'équipe de R&D scientifique et technologique a combiné des recherches pertinentes pour développer un mécanisme catalytique de l'ozone utilisant divers groupes alcalins à la surface du charbon actif comme sites actifs. Le charbon actif bénéficie de sa grande surface spécifique et de ses groupes fonctionnels abondants à sa surface. Ces groupes agissent non seulement comme initiateurs ·OH dans le mécanisme de réaction en chaîne, mais servent également de sites d'adsorption pour la matière organique afin d'accélérer le processus de transfert de masse. La combinaison organique du métal chargé et du support de carbone augmente la résistance physique, réduit l'usure du catalyseur pendant le processus de friction gaz/liquide et de collision de particules, et maintient au maximum l'intégrité structurelle. Ce type de catalyseur a donc une grande valeur promotionnelle.