DOC《1.12 氧化还原》

缺点:投资大,运行费用高.

3、过氧化氢氧化法 过氧化氢价格较高,单独使用时氧化反应过程过于缓慢,所以目前多利用投加催化剂的方法以促进氧化过程.常用的催化剂有硫酸亚铁、络合铁、铜、锰、天然酶或芬顿试剂等.过氧化氢与二价铁离子作用,能产生羟基自由基,其氧化能力仅次于氟,能使许多难于生物降解及一般化学氧化法难于氧化的有机物氧化分解.

4、光氧化法 目前由光分解和化学分解组合成的光催化氧化法已成为废水处理领域中的一项重要技术.常用光源为紫外光,常用氧化剂有臭氧和过氧化氢等. 紫外光和臭氧法是光催化氧化法中比较成功的一种,能有效地去除水中卤代烃、苯、醇类、酚类、醛类、硝基苯、农药和腐殖酸等有机物以及细菌和病毒等,而且在处理过程中不会产生二次污染.

5、湿式氧化法 在高温(150~350℃)和高压(0.5~20MPa)的操作条件下,以氧气和空气作为氧化剂,将废水中的有机物转化为二氧化碳和水的过程称为湿式氧化法. ⑴原理 在高温和高压下,水及氧气的物理性质都发生了变化,在100℃以内,氧的溶解度随温度升高而降低,但当温度大于150℃时,氧的溶解随温度升高而增大,而且氧在水中的传质系数也增大.湿式氧化过程主要有两个过程:空气中的氧从气相到液相的传质过程以及溶解氧与基质之间的化学反应. ⑵湿式氧化法的应用 目前,湿式氧化法主要应用在两大方面:一是进行高浓度难降解有机废水生化处理的预处理,以提高可生化性,二是用于处理有毒有害的工业废水. ⑶特点 湿式氧化法由于系统设备复杂,投资大,操作管理难和运行费用高等原因而未能广泛应用.

6、电解法 ⑴原理 电解法就是利用电解原理处理废水的方法.在废水的电解处理过程中,因阴极与电源负极相连,放出电子,废水中的阳离子则在阴极上得到电子而被还原,阳极与电源正极相连,得到电子,废水中的阴离子则在阳极上失去电子而被氧化.因此,废水中的有害物质在电极上发生了氧化还原反应,生成了新的物质,新的物质则过沉积在电极表面或沉淀于水中或转化为气体而被去除. ⑵法拉第电解定律 电流通过电解质溶液时,在电极上发生化学反应的物质的量与通过的电量成正比,在电极上析出或溶解1mol的任何物质时,都需要96500库仑的电量,这就是法拉第电解定律. ⑶电解法在废水处理中的应用 利用废水中物质通过电解后能沉积在电极表面的特点,处理贵重金属废水,同时又能回收纯度较高的贵重金属,如含银、含汞废水的电解处理.利用废水中的物质通过电解后能沉积于水中的特点,处理重金属有毒废水,此时,一般以铁、铝为电极,极板溶解下来的铁、铝离子兼有混凝作用,有助于沉淀分离,如含铬废水的电解处理.利用废水中物质通过电解后生成气体的特点,处理非金属有毒废水,如含氰、含酚废水的处理. 电解法处理含氰废水时,一般采石墨作为电极,当不加食盐电解质时,CN-首先在阳极被氧化为CNO-,然后CNO-再被氧化为无毒的二氧化碳和氮气,同时也有部分CNO-转化为氨离子.若投加食盐后,不但增加了废水的导电性,降低了电解电压,电解反应也发生了变化,首先水中的氯离子被氧化为具强氧化性的游离性氯,然后游离性氯再将CN-和CNO-氧化为无毒的二氧化碳和氮气,从而加速了电解反应. ⑷电解槽的结构形式和极板 电解槽多采用矩形,槽内水流为折流式,有回流式和翻腾式两种布置形式,其中水流在水平方向折流的称为回流式,水流在上下方向折流的为翻腾式.回流式水流程长,容积利用率高,但施工和检修困难.翻腾式的极板为悬挂式,可减少漏电现象发生. 在工程应用中,应定期倒换电极,以减少电极钝化,保证电解反应正常进行,倒换时间与废水性质有关,应由试验确定. ⑸微电解 目前在废水处理中也采用微电解,与电解的区别是工艺过程中不需要外接电源.原理是,铁和碳在废水中形成无数个微电池,铁是阳极,碳是阴极,在酸性条件下发生电化学反应,从而去除部分COD. 1.12.3还原法 通过投加还原剂或利用电解槽阴极作用,使废水中有毒害作用的物质转化为无毒无害或毒害作用较小的新物质的方法称为还原法.还原法可用于处理一些特殊的废水,如含重金属离子铬、汞、铜等的废水,也用于一些特殊的纯化. 常用的方法有铁屑过滤法、亚硫酸盐还原法和硫酸亚铁还原法等.例如可用硫代硫酸钠将游离氯还原成氯化物,用初生态氢或铁屑还原硝基化合物等. ⑴还原法除铬 应用硫酸亚铁还原法对镀铬车间含铬废水及铬酸雾处理后均可达到国家排放标准. 硫酸亚铁还原法往往与其他方法联合使用,以达到更好的效果,例如用硫酸亚铁――粉煤灰法处理含铬电镀废水,六价铬去除率可以达到99%以上. ⑵还原法除汞 氯碱、炸药、制药和仪表等工业废水中常含有剧毒的二价汞离子,处理方法是将其还原为汞加以分离和回收.常用的还原剂是比汞活泼的金属(如铁屑、锌粒、铝粉和铜屑)、硼氢化钠、醛类和联胺等.废水中的有机汞通常先用氧化剂(比如氯)将其破坏,使之转化为无机汞以后,再用金属置换. 金属还原法除汞时,将含汞废水通过金属屑滤床,或与金属粉混合反应,置换出金属汞,置换反应速度与接触面积、温度和pH等因素有关. 关于氧化还原能出一些较为简单的题目,例如,某题目为:Fenton法在污水处理中通常归类于( ),选项为:A污水的生化处理,B污水的化学处理,C污水的物化处理,D污水的物理处理,从本节内容的学习知道Fenton法是属于过氧化氢氧化方法的内容,由于过氧化氢单独使用时氧化反应过程过于缓慢,所以目前多利用投加催化剂的方法以促进氧化过程,常用的催化剂有硫酸亚铁、络合铁、铜、锰、天然酶或芬顿(Fenton)试剂等,而氧化法处理污水属于化学方法,所以说B污水的化学处理为正确答案. 关于氧化还原的另一道不定项选择题,题目是:在废水处理中常用的还原剂有( )等,A硫酸亚铁,B氯化亚铁、铁屑,C锌粉、二氧化硫,D硼氢化钠,本节学过常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、亚硫酸氢钠、铁屑、锌粒、二氧化硫、硼氢化钠等,所以说A、B、C、D四个选项都是正确的. 1.13 萃取、吹脱和汽提 大纲要求:了解萃取、吹脱和汽提的技术要点 1.13.1萃取法