在污水處理的大舞臺(tái)上，臭氧催化氧化劑可是個(gè)“明星選手”。今天咱們就來嘮嘮它到底是何方神圣，都有哪些厲害之處，未來又會(huì)朝著什么方向發(fā)展。

　　一、臭氧催化氧化劑的分類

　　簡(jiǎn)單來說，臭氧催化氧化劑可以分為兩類，均相催化劑和非均相催化劑。

　　先說均相催化劑，它主要是利用溶液中金屬離子的催化作用，像錳離子、鐵離子、鈷離子等，這些金屬離子能加速臭氧分解，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基。但它有個(gè)大麻煩，就是金屬離子回收困難，這就限 制了它大規(guī)模的推廣使用。

　　非均相催化劑呢，主要是固態(tài)的金屬、金屬氧化物，或者是負(fù)載在載體上的金屬或金屬氧化物在起作用。像常見的金屬氧化物有氧化鋁、二氧化鈦、二氧化錳等；負(fù)載型的比如把銅、鈦等金屬負(fù)載在氧化鋁、二氧化鈦這些載體上。非均相催化劑能和水輕松分離，二次污染少，處理流程也簡(jiǎn)單，所以現(xiàn)在工程上用得比較多。

　　二、臭氧催化氧化劑的成分

　　不同類型的臭氧催化氧化劑成分也不太一樣。非均相催化劑里，載體常用的有活性炭、氧化鋁、二氧化鈦等?；钚蕴坎粌H吸附能力強(qiáng)，本身還具備一定催化能力；氧化鋁穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高；二氧化鈦則在光催化和臭氧催化氧化中都有不錯(cuò)的表現(xiàn)。活性成分一般是過渡金屬及其氧化物，像銅、錳、鈷、鐵等，這些金屬及其氧化物能有效催化臭氧分解，提高氧化效率。

　　三、臭氧催化氧化的反應(yīng)原理

　　臭氧本身就有很強(qiáng)的氧化性，氧化還原電位達(dá)到2.07ev。它的氧化作用分為直接氧化和間接氧化。直接氧化就是臭氧分子直接和污染物反應(yīng)；間接氧化是臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基，再和污染物反應(yīng)。

　　在臭氧催化氧化體系里，催化劑的加入大大增強(qiáng)了這個(gè)過程。非均相催化氧化過程一般分三步：第 一步，臭氧溶解到液相后，被催化劑吸附并活化，產(chǎn)生羥基自由基；第二步，催化劑把有機(jī)污染物吸附到表面，形成表面螯合物；第三步，羥基自由基和表面螯合物發(fā)生氧化反應(yīng)，把有機(jī)污染物降解掉。

　　舉個(gè)例子，在處理含有機(jī)物的廢水時(shí)，臭氧在催化劑作用下產(chǎn)生大量羥基自由基，這些自由基就像一個(gè)個(gè)“小炸彈”，攻擊有機(jī)物分子，把大分子的有機(jī)物氧化分解成小分子，甚至直接氧化成二氧化碳和水。

　　四、臭氧催化氧化劑的使用效果

　　1.提高廢水可生化性：對(duì)于那些難降解的有機(jī)物，臭氧催化氧化劑能把它們環(huán)狀分子的部分環(huán)或者長(zhǎng)鏈分子打斷，變成小分子物質(zhì)，這樣就更方便后續(xù)的生化處理。比如處理印染廢水，原本難降解的染料大分子，經(jīng)過臭氧催化氧化后，變得容易被微生物分解，可生化性大大提高。

　　2.降低污染物濃度：能直接把易降解的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，有效降低廢水里的化學(xué)需氧量（COD）和總有機(jī)碳（TOC）等指標(biāo)。有數(shù)據(jù)顯示，在處理一些工業(yè)廢水時(shí)，使用臭氧催化氧化劑后，COD去除率能達(dá)到60%以上。

　　3.脫色除臭：對(duì)有顏色和臭味的廢水效果也很好。像垃圾滲濾液，又黑又臭，經(jīng)過臭氧催化氧化處理，色度和臭味明顯改善。

　　五、臭氧催化氧化劑的未來發(fā)展方向

　　1.研發(fā)高性能催化劑：未來會(huì)朝著提高催化劑活性、穩(wěn)定性和選擇性的方向努力。比如通過納米技術(shù)，制備納米級(jí)別的催化劑，增大比表面積，提高催化活性；或者研發(fā)復(fù)合型催化劑，把多種活性成分組合在一起，發(fā)揮協(xié)同作用。

　　2.拓展應(yīng)用領(lǐng)域：除了污水處理，在飲用水凈化、空氣凈化等領(lǐng)域也會(huì)有更多探索。比如去除飲用水里的微量有機(jī)污染物，凈化被臭氧污染的空氣等。

　　3.與其他技術(shù)聯(lián)用：和生物處理技術(shù)、膜分離技術(shù)等聯(lián)合使用，進(jìn)一步提高處理效果，降低成本。比如臭氧催化氧化和生物曝氣濾池（BAF）聯(lián)用，先利用臭氧催化氧化把難降解有機(jī)物分解，再通過BAF進(jìn)行生物處理，能達(dá)到更好的水質(zhì)凈化效果。