高效多维催化氧化工艺流程及原理

高效多维催化氧化工艺流程

生化后废水进入双催化（催化材料A/磁化）反应系统，废水首先经过催化材料A/磁化预处理，水分子按照磁力线的方向重新排列，降低有机物活性点与药剂分子的反应屏障；

再经双氧化（亚铁/氧化剂）反应系统，达到无选择地与废水中的有机污染物进行催化氧化反应、催化缩合反应。磁化显著提高催化反应速度和降解效率，能将大部分有机物分解为二氧化碳、水或简单有机物；

之后进稳定池进行催化缩合反应，提高废水中残留的、难降解的水溶性小分子污染物的混凝性、沉降性，有利于后续固液分离（高效沉淀池或气浮），出水清澈透明。

高效催化氧化深度水处理，达到快速显著降低COD，同时在降解COD的过程中断开有机物分子中的发色基团，达到深度脱色目的。

高效催化氧化技术处理废水的机理：

① 多金属电势差产生的氧化－还原作用、多金属与氧化剂（双氧水）催化氧化作用；② 羟基自由基氧化作用；③铁盐絮凝、吸附和络合架桥作用。

高效催化氧化耦合了磁化、催化技术工艺，通过磁化、催化的共同作用：一是使水分子与有机污染物分子重新排列，减少了有机污染物分子与药剂分子的反应屏障，提高了反应效率；二是使废水中微粒子极性增强，凝聚力减弱，形成分散稳定小晶体，防止大晶体结晶，可有效防止系统结垢；三是使得高分子分解、化学键断裂和产生自由基等。

磁化催化技术机理及作用：

废水通过一定强度磁场（0.315-0.316T）成为“磁化水”。废水经磁化后产生物理化学性质变化，主要原因是磁场会破坏水原来结构，使原来较大缔合水分子集团变成较小缔合水分子集团，是单个分子。分子中氢键也会有部分洛仑兹力作用下正负离子反方向旋转而断裂。磁化后的水密度、挥发性、溶解性、表面张力、电导率、沸点、冰点等性质发生了变化。

有机废水以一定的流速通过磁场时，利用水分子和极性有机污染物分子的顺磁性，将水分子和极性有机污染物分子按照磁力线方向重新排列，从而改变废水中有机污染物与水分子的结合状态，激发废水中如木质素衍生物等极性小分子有机污染物分子上的活性点位，增加后续催化材料与有机污染物分子的碰撞频率，从而达到提高后续各种反应动力学速度和反应程度。

另外，水与磁流相互移动，能够产生感应电流，洛仑兹力作用下，弱极性水分子和其他杂质带电离子作反向运动。该过程中，正负离子或颗粒相互碰撞形成一定数量“离子缔合体”，这种缔合体具有足够稳定性，水中形成了大量结晶核心，通过磁场极化作用和磁滞效应使结晶成分发生了变化，微粒子极性增强，凝聚力减弱，使水中原有较长缔合分子链被截断为较短缔合分子链和带电离子变形，破坏了离子间静电吸引力，改变了结晶条件，形成分散稳定小晶体，防止大晶体结晶，可有效防止系统结垢。  

高效催化氧化工艺主要创新点：

本工艺创新配套的催化材料A和反应器，催化材料A为多价位的催化材料；

1）高效催化氧化反应器：

高效催化氧化反应器是对传统的芬顿流化床结构及功能的创新改造和提升，一方面对传统芬顿-流化床结构的完善；

2）耦合磁化、催化等装置系统，提高了处理效率。并且解决了现有芬顿的催化材料堵塞、板结、钝化等问题，解决了芬顿工艺易出现跑泥问题以及COD降解效率低、投药量大的问题。本工艺高效、广谱、性能稳定。