申报者姓名:汤傲辰、赖思元、范润川
指导教师:李新洋
项目介绍:
近年来,臭氧催化氧化技术在水处理领域中得到广泛的应用。
但目前相关技术和设备处理效果仍有待提高,同时存在臭氧分解不完全、臭氧利用率有待提高、纯氧尾气排放造成浪费三点与资源效益挂钩的问题。解决这些问题,实现这项技术理论指导实践的可能性,对当今社会节约能耗减少碳排的发展具有实际意义。
该项目的整体系统耦合了三个互相独立又彼此联系的子系统,分别为污染物浓度梯度系统、三维催化电极系统和纯氧回收系统。完整的实物装置包括制氧机、臭氧发生装置、三级可持续电化学-多相臭氧催化反应水处理装置(形成污水浓度梯度,引入三维催化电极,高效转化与降解)、一级纯氧回收装置(利用剩余纯氧,高效产生H2O2)、供水加压装置、三通管道。
该项目与现有电-多相臭氧催化工艺相比,在污染物去除效率和速率显示显著优势,且解决气水供需不平衡问题。解决臭氧分解不完全,臭氧尾气未被有效利用和纯氧尾气排放造成浪费三点与低碳减排相违背、与经济效益相挂钩的问题。在实现污水处理的同时,利用废气获得经济效益,取得1+1>2的效果。
进口处臭氧浓度为70.50-71.20mg/L之间,出口处仅剩3.04mg/L,臭氧利用率达95%;反应器施加300mA电流,污染物降解率99%,实现将臭氧与羟基自由基的转化并利用其高效降解臭氧惰性污染物;在污染物矿化这一衡量工艺除污能力的关键指标方面,矿化率可达99%;针对以上去除指标,对应耗能约为0.18 kWh/g TOC(传统臭氧技术耗能约为2.0 kWh/g TOC,约为其1/10);纯氧回收装置中H2O2浓度可达37.67mg/L。