臭氧是氧氣的同素異形體，含有 3 個(gè)氧原子。臭氧在常溫常壓下為淡藍(lán)色氣體，水中的溶解度為 9.2mlO3/L，高于氧氣（42.87mg/L），水中溶解濃度高于 20mg/L 時(shí)呈紫藍(lán)色。臭氧有很強(qiáng)的氧化性，氧化還原電位為 2.07V，單質(zhì)中僅低于 F2(3.06V)。臭氧可將廢水中殘留的大分子、長鏈、難以生物降解的有機(jī)物部分直接礦化成二氧化碳與水，部分分解為小分子易生物降解物質(zhì)，破壞不可生物降解有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，降低毒性，提高B/C比，從而保證后續(xù)生化法的處理效果。

臭氧在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用十分普遍，水溶液中臭氧與有機(jī)物的作用主要有兩種途徑：一種是臭氧分子的直接氧化作用；另一種是臭氧被分解后產(chǎn)生·OH羥基自由基強(qiáng)氧化作用。

傳統(tǒng)的臭氧氧化技術(shù)以直接氧化為主，傳質(zhì)效果差、極高的選擇性、臭氧利用率低、投資與運(yùn)行成本高昂。

臭氧催化氧化技術(shù)是在氧化體系內(nèi)加入過渡金屬離子，能夠?qū)Τ粞跹趸a(chǎn)生明顯的催化效果，可以催化臭氧在水中的自分解，增加水中產(chǎn)生的·OH 濃度，從而提高臭氧氧化效果。

目前，催化臭氧工藝分為兩種類型：均相臭氧氧化和非均相臭氧氧化。均相臭氧氧化是指在水中加入一些溶解性的過渡金屬離子以達(dá)到催化臭氧氧化的效果。非均相臭氧催化的催化劑以固態(tài)形式存在，易于分離，流程簡單，既避免了催化劑的流失，也降低了水的處理成本。

非均相催化臭氧工程中常用的催化劑主要有：金屬氧化物和復(fù)合金屬氧化物;負(fù)載在載體上的金屬氧化物；負(fù)載在載體上的金屬；活性炭或以活性炭為載體的催化劑；多孔材料等。

其中過度金屬系列氧化物由于價(jià)格相對便宜，原料易得，催化活性高而應(yīng)用廣泛。如鈦氧化物、鐵氧化物、錳氧化物、鋁氧化物、鋅氧化物、銅氧化物、鎳氧化物等。

在非均相催化臭氧氧化體系中，一般有三種可能的反應(yīng)機(jī)理：

臭氧化學(xué)吸附在催化劑表面，生成活性物質(zhì)后與溶液中的有機(jī)物反應(yīng)。這種活性物質(zhì)可能是·OH，也有可能是其他形態(tài)的氧。

有機(jī)物分子通過化學(xué)鍵的作用吸附在催化劑表面，進(jìn)一步與氣相或液相中的臭氧反應(yīng)。首先有機(jī)物會(huì)迅速被吸附在催化劑載體上，載體表面的氧化物與其形成一些螯合物，隨后這些螯合物被臭氧和·OH氧化。

臭氧和有機(jī)物分子同時(shí)被吸附在催化劑表面（絡(luò)合物作用），隨后二者發(fā)生反應(yīng)。從還原態(tài)催化劑開始，臭氧會(huì)氧化金屬，臭氧在還原態(tài)金屬上的反應(yīng)會(huì)生成·OH，有機(jī)物會(huì)被吸附在被氧化過的催化劑上，然后通過電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)被氧化，再次產(chǎn)生還原態(tài)的催化劑。有機(jī)物隨之會(huì)很容易從催化劑上解吸（脫附），隨后進(jìn)入本體溶液，或被·OH和臭氧氧化。

    臭氧催化劑特點(diǎn)

本催化劑通過大量試驗(yàn)和工程應(yīng)用篩選催化劑載體及活性組分，運(yùn)用大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)方式確保合成后的催化劑機(jī)械強(qiáng)度大、使用壽命長。多孔材料為催化劑提供了巨大的比表面積，使得催化反應(yīng)在單位時(shí)間內(nèi)有更高的效率。

本催化劑的活性組分以具有活性的過渡金屬/氧化物為主，與載體物料性質(zhì)相近，附著強(qiáng)度高；同時(shí)通過高溫?zé)Y(jié)成型，保證了活性組分的高利用率，并且解決均相催化系統(tǒng)的催化劑須定時(shí)添加，催化劑流失率的問題，防止二次污染。

采用本催化劑進(jìn)行臭氧催化氧化反應(yīng)，可顯著提高臭氧與污染物的反應(yīng)速率，有效降低處理成本。配合我司的臭氧氧化塔設(shè)備，可以減少臭氧投加量30%以上，臭氧利用率可達(dá)98%以上。以化工廢水預(yù)處理、印染廢水深度處理為例，可比采用常規(guī)方法需投加臭氧量減少30%，噸水運(yùn)行費(fèi)用亦可降低30%。