問(wèn)：大家知道，偏堿性條件有利于單獨(dú)臭氧氧化，該條件下臭氧分解速度很快。在催化臭氧狀況下，堿性條件是否也更有利于臭氧發(fā)揮效果？ 

答：就pH值和堿度影響問(wèn)題，在此表達(dá)我團(tuán)隊(duì)的共識(shí)。

我們并不懷疑很多文獻(xiàn)報(bào)道：pH值高，臭氧分解加快，生成•OH，形成高級(jí)氧化機(jī)制。

但我的研究生做了大量實(shí)際工業(yè)廢水深度處理的試驗(yàn)研究，結(jié)果并非這樣。一般水質(zhì)條件下，pH值（6.0 – 9.0）對(duì)催化臭氧化去除有機(jī)物的影響甚小；若廢水的堿度很高（1000 – 3000 mg/L，CaCO₃計(jì)），調(diào)至弱酸性（pH為6.5）處理效果明顯改善。

大家知道：大氣中有少量的CO₂，所以自然水體中存在著CO₂的溶解平衡。但CO₂偏化學(xué)溶解，在一些條件下溶解量加大：

CaCO₃ + CO₂+ H₂O → Ca²⁺ + HCO₃^- 

由此形成水質(zhì)指標(biāo)中的“堿度”。實(shí)際上，廢水生物處理中不斷形成CO₂，處理后廢水的堿度是升高的，一般在300 mg/L左右（以CaCO₃計(jì)）。也就是說(shuō)：實(shí)際生化處理后，廢水都存在著碳酸根電離平衡。

但在不同的pH值條件下，HCO₃^- 與CO₃^2-存在著相應(yīng)的電離平衡。當(dāng)pH值高時(shí)，CO₃^2-比例高；而CO₃^2-比HCO₃^-是•OH的更強(qiáng)猝滅劑。這種情況下，pH值高對(duì)廢水的高級(jí)氧化并無(wú)益處。這就是我們的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。

在此強(qiáng)調(diào)：文獻(xiàn)講的pH值高有利，與我們上述觀點(diǎn)并不矛盾。前者講的實(shí)驗(yàn)室人工配水，后者講的是實(shí)際工業(yè)廢水生化處理后出水。在催化劑大量存在條件下，水中OH ^-根催化效果更為次要，而CO ₃^2-猝滅•OH的作用更為突出。

很早，研究生們用鋼鐵企業(yè)焦化廢水做實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了催化臭氧的效果：

但pH值幾乎沒(méi)有影響：

 

    后來(lái)發(fā)現(xiàn)造紙廢水堿度高，影響催化臭氧化。先將原廢水（pH為8.11）軟化（驅(qū)除碳酸根），再調(diào)至中性（pH為7.78），催化臭氧化效果大幅提高：

  還碰到過(guò)白酒釀造廢水堿度也很高，這次我們“偷懶”，不做軟化，僅將原始pH值從7.6調(diào)至6.5，效果同樣顯著：

 

有關(guān)成果發(fā)表：

[1] Xufang Li, Weiyu Chen, Luming Ma, Hongwu Wang and Jinhong Fan. Industrial Wastewater Advanced Treatment Via Catalytic Ozonation with an Fe-Based Catalyst. Chemosphere 195, (2018): 336-343.

[2]陳煒彧，李旭芳，馬魯銘.鐵基催化劑催化臭氧深度處理煤化工廢水.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2018，12（1）：86-92

文章來(lái)源：馬魯銘 鐵基催化劑催化臭氧

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