问：大家知道，偏碱性条件有利于单独臭氧氧化，该条件下臭氧分解速度很快。在催化臭氧状况下，碱性条件是否也更有利于臭氧发挥效果？ 

答：就pH值和碱度影响问题，在此表达我团队的共识。

我们并不怀疑很多文献报道：pH值高，臭氧分解加快，生成•OH，形成高级氧化机制。

但我的研究生做了大量实际工业废水深度处理的试验研究，结果并非这样。一般水质条件下，pH值（6.0 – 9.0）对催化臭氧化去除有机物的影响甚小；若废水的碱度很高（1000 – 3000 mg/L，CaCO₃计），调至弱酸性（pH为6.5）处理效果明显改善。

大家知道：大气中有少量的CO₂，所以自然水体中存在着CO₂的溶解平衡。但CO₂偏化学溶解，在一些条件下溶解量加大：

CaCO₃ + CO₂+ H₂O → Ca²⁺ + HCO₃^- 

由此形成水质指标中的“碱度”。实际上，废水生物处理中不断形成CO₂，处理后废水的碱度是升高的，一般在300 mg/L左右（以CaCO₃计）。也就是说：实际生化处理后，废水都存在着碳酸根电离平衡。

但在不同的pH值条件下，HCO₃^- 与CO₃^2-存在着相应的电离平衡。当pH值高时，CO₃^2-比例高；而CO₃^2-比HCO₃^-是•OH的更强猝灭剂。这种情况下，pH值高对废水的高级氧化并无益处。这就是我们的学术观点。

在此强调：文献讲的pH值高有利，与我们上述观点并不矛盾。前者讲的实验室人工配水，后者讲的是实际工业废水生化处理后出水。在催化剂大量存在条件下，水中OH ^-根催化效果更为次要，而CO ₃^2-猝灭•OH的作用更为突出。

很早，研究生们用钢铁企业焦化废水做实验，证实了催化臭氧的效果：

但pH值几乎没有影响：

 

    后来发现造纸废水碱度高，影响催化臭氧化。先将原废水（pH为8.11）软化（驱除碳酸根），再调至中性（pH为7.78），催化臭氧化效果大幅提高：

  还碰到过白酒酿造废水碱度也很高，这次我们“偷懒”，不做软化，仅将原始pH值从7.6调至6.5，效果同样显著：

 

有关成果发表：

[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]陈炜彧，李旭芳，马鲁铭.铁基催化剂催化臭氧深度处理煤化工废水.环境工程学报，2018，12（1）：86-92

文章来源：马鲁铭 铁基催化剂催化臭氧

标签:催化臭氧氧化(2)pH值(1)

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