化學(xué)沉淀及氧化還原法課件

1、化學(xué)沉淀及氧化還原法 第五章第五章 化學(xué)沉淀與氧化還原法化學(xué)沉淀與氧化還原法 Chemical Sedimentation and Redox Method第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法n向廢水中投加某些化學(xué)藥劑向廢水中投加某些化學(xué)藥劑, ,使之與廢水中使之與廢水中的某些溶解物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶的某些溶解物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶的沉淀物的方法稱為的沉淀物的方法稱為化學(xué)沉淀法?；瘜W(xué)沉淀法。n廢水中有很多種離子都可以采用以上的原廢水中有很多種離子都可以采用以上的原理從水中沉淀去除。理從水中沉淀去除。n工業(yè)廢水中常見危害性大重金屬：如工業(yè)廢水中常見危害性大重金屬：如 Hg 、 Zn、Cd

2、、Pb 、Cu 等離子和某些非金屬等離子和某些非金屬（如（如 As、F 等）都可以采用化學(xué)沉淀法去等）都可以采用化學(xué)沉淀法去除。除。一、基本原理一、基本原理n物質(zhì)在水中的溶解能力可用溶解度表示。溶解度的大小主要取決于物質(zhì)和溶劑的本性，也與溫度、鹽效應(yīng)、晶體結(jié)構(gòu)和大小等有關(guān)。習(xí)慣上溶解度大于1g/100gH2O物質(zhì)列為可溶物； 0.1g/100gH2O的，列為難溶物； 介于兩者之間的，列于微溶物。n利用化學(xué)沉淀法處理水所形成的化合物都是難溶物。 在一定溫度下，難溶化合物的飽和溶液中，各離子濃度的乘積稱為溶度積，它是一個(gè)化學(xué)平衡常數(shù)，以Ksp表示。難溶物的溶解平衡可用下列通式表達(dá) 若若AAn+mn

3、+mB Bm-m- n nK KSPSP，溶液不飽和，難溶物將繼續(xù)溶解；溶液不飽和，難溶物將繼續(xù)溶解； AAn+mn+mB Bm-m- n n=Ksp=Ksp，溶液達(dá)飽和無沉淀產(chǎn)生；，溶液達(dá)飽和無沉淀產(chǎn)生； A An+mn+mB Bm-m- n n KspKsp，將產(chǎn)生沉淀，因此，根據(jù)溶度積，可以初，將產(chǎn)生沉淀，因此，根據(jù)溶度積，可以初步判斷水中離子是否能用化學(xué)沉淀法來分離以及分離的程度。步判斷水中離子是否能用化學(xué)沉淀法來分離以及分離的程度。nmmnspmnmmBAKnBmABA(固）二、二、 化學(xué)沉淀法工藝及設(shè)備化學(xué)沉淀法工藝及設(shè)備 流程和設(shè)備與化學(xué)混凝法相類似。流程和設(shè)備與化學(xué)混凝法相類似

4、。n包括化學(xué)藥劑（沉淀劑）的配制和投加設(shè)備：包括化學(xué)藥劑（沉淀劑）的配制和投加設(shè)備： (1)化學(xué)沉淀劑的配制與投加； (2)沉淀劑與原水混合、反應(yīng)； (3)固液分離，設(shè)備有沉淀池、氣浮池等； (4)泥渣處理與利用。三、化學(xué)沉淀法的分類n根據(jù)使用沉淀劑不同，化學(xué)沉淀法可分為：根據(jù)使用沉淀劑不同，化學(xué)沉淀法可分為：n氫氧化物沉淀法；氫氧化物沉淀法；n硫化物沉淀法；硫化物沉淀法；n鋇鹽沉淀法等；鋇鹽沉淀法等；n其它沉淀法。其它沉淀法。n沉淀劑用量一般不超過理論用量的沉淀劑用量一般不超過理論用量的 2050。 1、氫氧化物沉淀法、氫氧化物沉淀法1）原理）原理 除堿金屬和部分堿土金屬外，大部分金屬除堿金

5、屬和部分堿土金屬外，大部分金屬離離子都可以與堿反應(yīng)生成氫氧化物沉淀而得以子都可以與堿反應(yīng)生成氫氧化物沉淀而得以去除。去除。該法的去除效果與溶液的該法的去除效果與溶液的 pH 值相關(guān)，所以值相關(guān)，所以控制反控制反應(yīng)的應(yīng)的 pH 值范圍是該法的關(guān)鍵。值范圍是該法的關(guān)鍵。 水中金屬離子很容易生成各種氫氧化物，其中包括氫氧化物沉淀及各種羥基絡(luò)合物，顯然，它們的生成條件和存在狀態(tài)與溶液pH值有直接關(guān)系。如果金屬離子以Mn+表示，則其氫氧化物的溶解平衡為:圖圖4-28 4-28 金屬氫氧化物的容度積金屬氫氧化物的容度積與與pHpH值的關(guān)系值的關(guān)系 這是與氫氧化物沉淀共存的這是與氫氧化物沉淀共存的飽和溶液中

6、的金屬離子濃度，也飽和溶液中的金屬離子濃度，也就是溶液在任一就是溶液在任一pHpH值條件下，可值條件下，可以存在的最大金屬離子濃度。以存在的最大金屬離子濃度。nspnnnspOHKMOHMK/(1)(1)金屬離子濃度相同時(shí)，溶度積金屬離子濃度相同時(shí)，溶度積K Kspsp愈小愈小, ,則開始析出氫氧化物沉則開始析出氫氧化物沉 淀的淀的pHpH值愈低；值愈低；(2)(2)同一金屬離子，濃度愈大，開始析出沉淀的同一金屬離子，濃度愈大，開始析出沉淀的pHpH值愈低。值愈低。 根據(jù)各種金屬氫氫化物的根據(jù)各種金屬氫氫化物的K Kspsp值，可計(jì)算出某一值，可計(jì)算出某一pHpH值時(shí)溶液中值時(shí)溶液中金屬離子的

7、飽和濃度。以金屬離子的飽和濃度。以pHpH值為橫坐標(biāo)，以值為橫坐標(biāo)，以-lgMn-lgMn+ + 為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，即可繪制純?nèi)芤褐薪饘匐x子的飽和濃度與即可繪制純?nèi)芤褐薪饘匐x子的飽和濃度與pHpH值的關(guān)系圖。根據(jù)關(guān)值的關(guān)系圖。根據(jù)關(guān)系圖可確定各金屬離子沉淀的條件。系圖可確定各金屬離子沉淀的條件。 14 lglglg/spwspnnwspnpKnpHnpHKnKMHKKM常用氫氧化物溶度積常數(shù)常用氫氧化物溶度積常數(shù)n即可根據(jù)出水中所要求的金屬離子濃度來確定即可根據(jù)出水中所要求的金屬離子濃度來確定 pH 的控制范圍。的控制范圍。n表表 16-1 列出各種金屬氫氧化物的溶度積常數(shù)。列出各種金屬氫氧

8、化物的溶度積常數(shù)。n但由于廢水的水質(zhì)很復(fù)雜，實(shí)際上氫氧化物在廢但由于廢水的水質(zhì)很復(fù)雜，實(shí)際上氫氧化物在廢水中的溶解度與水中的溶解度與 pH 值的關(guān)系和上述的計(jì)算值有值的關(guān)系和上述的計(jì)算值有一定的出入，因此具體控制條件應(yīng)通過試驗(yàn)來確一定的出入，因此具體控制條件應(yīng)通過試驗(yàn)來確定，計(jì)算值可供參考。定，計(jì)算值可供參考。溶度積常數(shù)溶度積常數(shù) 沉淀劑：石灰、碳酸鈉、苛性鈉、石灰石、白云石等。沉淀劑：石灰、碳酸鈉、苛性鈉、石灰石、白云石等。 優(yōu)點(diǎn)：具有經(jīng)濟(jì)、簡便、藥劑來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在處理優(yōu)點(diǎn)：具有經(jīng)濟(jì)、簡便、藥劑來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在處理 重金屬廢水中應(yīng)用最廣。重金屬廢水中應(yīng)用最廣。 存在問題：主要是勞動衛(wèi)生

9、條件較差，石灰品級不穩(wěn)存在問題：主要是勞動衛(wèi)生條件較差，石灰品級不穩(wěn) 定，管道設(shè)備易結(jié)垢堵塞定，管道設(shè)備易結(jié)垢堵塞 (CaSO(CaSO4 4, CaF, CaF2 2等）等） 與腐蝕，沉渣體積龐大，脫水困難。與腐蝕，沉渣體積龐大，脫水困難。u沉渣問題最為突出，因?yàn)闅溲趸锍猎酁槟z體狀沉渣問題最為突出，因?yàn)闅溲趸锍猎酁槟z體狀態(tài)，含水率高達(dá)態(tài)，含水率高達(dá)95959898% %，給脫水造成極大的困難。，給脫水造成極大的困難。2）常用沉淀劑：）常用沉淀劑：3）氫氧化物沉淀法的應(yīng)用）氫氧化物沉淀法的應(yīng)用 含鋅廢水的處理含鋅廢水的處理 pH = 9 ， 全部以全部以 Zn ( OH )2的形式沉淀

10、的形式沉淀 pH11，Zn(OH)2又溶于堿中，生成又溶于堿中，生成 Zn(OH)42-或或 ZnO22-離子。離子。 這是因?yàn)檫@是因?yàn)閆n的氫氧化物是兩性的，既可溶于的氫氧化物是兩性的，既可溶于酸，又可溶于堿。酸，又可溶于堿。n工程上，處理含鋅廢水時(shí)，工程上，處理含鋅廢水時(shí)， pH 值應(yīng)控制在值應(yīng)控制在 9 11的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。n與與 Zn 具有相似特性的還有具有相似特性的還有 Pb 、 Cr 、 Sn 、 Al 等，此類金屬采用氫氧化物沉淀法進(jìn)行水等，此類金屬采用氫氧化物沉淀法進(jìn)行水處理時(shí)處理時(shí) pH 值控制更顯得尤為重要，具體控制值控制更顯得尤為重要，具體控制條件應(yīng)以試驗(yàn)為基礎(chǔ)。條件

11、應(yīng)以試驗(yàn)為基礎(chǔ)。工程上應(yīng)用注意的問題工程上應(yīng)用注意的問題冶煉廢水處理冶煉廢水處理 冶煉廠的廢水中常常含有大量的重金屬離冶煉廠的廢水中常常含有大量的重金屬離子，采用氫氧沉淀法可以達(dá)到較好的處理效果。子，采用氫氧沉淀法可以達(dá)到較好的處理效果。 國內(nèi)某冶煉廠采用氫氧化物沉淀法處理重國內(nèi)某冶煉廠采用氫氧化物沉淀法處理重金屬離子廢水試驗(yàn)處理前后水質(zhì)的變化情況見金屬離子廢水試驗(yàn)處理前后水質(zhì)的變化情況見化學(xué)沉淀及氧化還原法2、硫化物沉淀法、硫化物沉淀法1）原理）原理 金屬硫化物的溶解度一般比其氫氧化物的金屬硫化物的溶解度一般比其氫氧化物的溶解度小得多，因此，采用硫化物沉淀法可以溶解度小得多，因此，采用硫化物

12、沉淀法可以比較完全地去除水中的重金屬離子。比較完全地去除水中的重金屬離子。 如以如以 MS 表示金屬硫化物，則有：表示金屬硫化物，則有：優(yōu)點(diǎn)：具有去除效率高、適用優(yōu)點(diǎn)：具有去除效率高、適用 pH 值范圍大、便值范圍大、便 于泥渣中有用物質(zhì)回收于泥渣中有用物質(zhì)回收.缺點(diǎn)：處理費(fèi)用較高，生成的硫化物沉淀較困缺點(diǎn)：處理費(fèi)用較高，生成的硫化物沉淀較困 難，常需投加凝聚劑以加強(qiáng)去除效果。難，常需投加凝聚劑以加強(qiáng)去除效果。 硫化物沉淀法經(jīng)常作為氫氧化物沉淀法的補(bǔ)充法。硫化物沉淀法經(jīng)常作為氫氧化物沉淀法的補(bǔ)充法。 2）常用沉淀劑）常用沉淀劑 常用的沉淀劑：常用的沉淀劑：H2S、Na2S、K2S、 （NH4)

13、2S、NaHS等，其中前等，其中前3種淀劑使用較多。種淀劑使用較多。 H2S是一種無色、有惡臭且有毒的氣體，在是一種無色、有惡臭且有毒的氣體，在使用時(shí)必須注意安全，空氣的允許濃度不得超使用時(shí)必須注意安全，空氣的允許濃度不得超過過0.01mg /L3）硫化物沉淀法的應(yīng)用）硫化物沉淀法的應(yīng)用 目前含目前含HgHg2+2+、ZnZn2+2+、CuCu2+2+、PbPb2+2+、CdCd2+2+、AsOAsO2 2- - 等廢水等廢水都可以采用都可以采用, ,其中應(yīng)用最多的是其中應(yīng)用最多的是HgHg2+2+的去除。的去除。 n原理：原理：無機(jī)汞（無機(jī)汞（HgHg2+2+、HgHg+ +）：在堿性）：在

14、堿性pHpH值為值為 8 81010下，與硫下，與硫化物沉淀反應(yīng)生成沉淀，溶度積很小，除汞率很高。化物沉淀反應(yīng)生成沉淀，溶度積很小，除汞率很高。有機(jī)汞：先用氯氧化劑將其氧化成無機(jī)汞，再通過沉有機(jī)汞：先用氯氧化劑將其氧化成無機(jī)汞，再通過沉淀加以去除。淀加以去除。 沉淀劑可采用硫化鈉（沉淀劑可采用硫化鈉（Na2S）或硫氫化鈉）或硫氫化鈉（NaHS)與溶解的汞化合物的反應(yīng)為與溶解的汞化合物的反應(yīng)為：注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 應(yīng)嚴(yán)格控制硫化物的投加量：應(yīng)嚴(yán)格控制硫化物的投加量：提高沉淀劑投加量有利提高沉淀劑投加量有利于硫化汞的沉淀析出，但硫化物過量投加時(shí)很容易使于硫化汞的沉淀析出，但硫化物過量投加時(shí)很容易

15、使溶解度很低的硫化汞轉(zhuǎn)化為可溶的絡(luò)合物；溶解度很低的硫化汞轉(zhuǎn)化為可溶的絡(luò)合物； 生成的硫化汞顆粒很小，沉淀物很難分離。為了提高生成的硫化汞顆粒很小，沉淀物很難分離。為了提高汞的去除效率，常投加適量的凝聚劑硫酸亞鐵汞的去除效率，常投加適量的凝聚劑硫酸亞鐵（FeSO4），以去過量的硫離子。反應(yīng)如下：），以去過量的硫離子。反應(yīng)如下： 化學(xué)沉淀及氧化還原法 應(yīng)用：用應(yīng)用：用NaNa2 2S S處理含處理含HgHg廢水：廢水：實(shí)例應(yīng)用 上海某化工廠采用硫化鈉共沉淀法處理乙醛上海某化工廠采用硫化鈉共沉淀法處理乙醛車間排出的含汞廢水，廢水含汞車間排出的含汞廢水，廢水含汞5 510mg/L10mg/L，pH2

16、pH24 4。原水用石灰將。原水用石灰將pHpH值調(diào)到值調(diào)到8 81010后。先投后。先投加加6 6的的NaNa2 2S30mg/LS30mg/L，與汞反應(yīng)后再投加，與汞反應(yīng)后再投加7 7的的FeSOFeSO4 4 60mg/L 60mg/L，處理后出水含汞降至，處理后出水含汞降至0.2mg/L0.2mg/L。3、碳酸鹽沉淀法、碳酸鹽沉淀法碳酸鹽沉淀法有碳酸鹽沉淀法有 3 種應(yīng)用方式：種應(yīng)用方式：投加難溶碳酸鹽（如投加難溶碳酸鹽（如 CaCO3 ) 利用沉淀轉(zhuǎn)化原理、使水中金屬離子（如利用沉淀轉(zhuǎn)化原理、使水中金屬離子（如 Pb2+、Cd2+、Zn2+及及Ni2+等）生成溶解度更小碳酸鹽沉淀析出

17、。等）生成溶解度更小碳酸鹽沉淀析出。CaCO3+Pb2+PbCO3+Ca2+投加可溶性碳酸鹽（如投加可溶性碳酸鹽（如 Na2 CO3 ) 使水中金屬離子生成難溶碳酸鹽而沉淀析出。使水中金屬離子生成難溶碳酸鹽而沉淀析出。ZnSO4+Na2CO3ZnCOZnCO3 3 +Na2SO+Na2SO4 4 投加石灰投加石灰 與水中碳酸鹽硬度生成難溶的碳酸鈣和與水中碳酸鹽硬度生成難溶的碳酸鈣和氫氧化鎂而沉淀析出，這種方法可以去除水氫氧化鎂而沉淀析出，這種方法可以去除水中的碳酸鹽硬度。中的碳酸鹽硬度。根據(jù)原水水質(zhì)和出水水質(zhì)的要求根據(jù)原水水質(zhì)和出水水質(zhì)的要求:n最常見的化學(xué)藥劑：石灰（最常見的化學(xué)藥劑：石灰（

18、 CaO ) ，有時(shí)還，有時(shí)還輔以純堿（輔以純堿（ Na2CO3 ）、石膏（）、石膏（ CaSO4）等）等nCaO+Ca(HCO3)2CaCO3+H2OnH2O+CaO+Mg(HCO3)2 CaCO3+Mg(OH)2nCa(OH)2+Ca(HCO3)2CaCO3+H2O4、其它沉淀法、其它沉淀法1）鋇鹽沉淀法）鋇鹽沉淀法: 鋇鹽沉淀法鋇鹽沉淀法僅限于含鉻廢水僅限于含鉻廢水的處理。的處理。采用的沉淀劑：采用的沉淀劑：BaCO3 、BaCl2 和和 BaS 等等 鉻酸鋇鉻酸鋇（BaCrO4），溶度積為），溶度積為Ksp= 1.210-10。 鋇鹽沉淀法處理含鉻廢水的鋇鹽沉淀法處理含鉻廢水的關(guān)鍵在于

19、嚴(yán)格控制關(guān)鍵在于嚴(yán)格控制 pH 值值。氯化銀沉淀法氯化銀沉淀法n含銀廢水：鍍銀和照相兩個(gè)工藝，加氯化物可以沉含銀廢水：鍍銀和照相兩個(gè)工藝，加氯化物可以沉淀去除廢水中的銀，并能回收利用。淀去除廢水中的銀，并能回收利用。n一般先用電解法回收銀，將銀的濃度降低至一般先用電解法回收銀，將銀的濃度降低至100 500mg/L，然后再用氯化物沉淀法將銀的濃度進(jìn)一，然后再用氯化物沉淀法將銀的濃度進(jìn)一步降至更低。如果在堿性條件下與其他金屬氫氧化步降至更低。如果在堿性條件下與其他金屬氫氧化物共沉淀，銀濃度可降低物共沉淀，銀濃度可降低 至至0.lmg/L 。2）鹵化物沉淀法）鹵化物沉淀法 : 氟化物沉淀法氟化物沉

20、淀法氟的危害： 飲水中氟的含量對人體健康影響很大。飲水中氟的含量對人體健康影響很大。 長期攝入過量的氟，也會產(chǎn)生各種氟中毒癥狀，長期攝入過量的氟，也會產(chǎn)生各種氟中毒癥狀，常見的有流涎、惡心嘔吐、腹瀉、瘙癢及其他消化常見的有流涎、惡心嘔吐、腹瀉、瘙癢及其他消化道癥狀，故飲用水中過量的氟去除。道癥狀，故飲用水中過量的氟去除。石灰除氟法 鈣鹽能夠?qū)⒎锍恋恚赃_(dá)到除氟目的，其中常用藥劑是石灰。n當(dāng)廢水中含有比較單純的當(dāng)廢水中含有比較單純的F-時(shí)，投加石灰調(diào)時(shí)，投加石灰調(diào) pH 值至值至 1012，生成的，生成的CaF2沉淀可使水中沉淀可使水中F-的濃度降低至的濃度降低至 1020mg /L。n若水

21、中還含有其他金屬離子，由于吸附共沉淀作用，若水中還含有其他金屬離子，由于吸附共沉淀作用，可使氟離子濃度降低至可使氟離子濃度降低至8mg/L 以下。以下。 Ca(OH)2+HFCaF2+2H2O去除氟的方法（1）混凝沉淀法（2）吸附與離子交換法（3）電凝聚法（4）電滲析法（5）反滲透法石石灰除氟法鋁鹽混凝法活性氧化鋁法骨炭法沸石法（四）其它沉淀法（四）其它沉淀法磷酸鹽沉淀法磷酸鹽沉淀法n向可溶性磷酸鹽的廢水中加入鐵鹽或鋁向可溶性磷酸鹽的廢水中加入鐵鹽或鋁鹽可以生成不溶性的磷酸鹽沉淀，這種鹽可以生成不溶性的磷酸鹽沉淀，這種方法稱為磷酸鹽沉淀法。方法稱為磷酸鹽沉淀法。nCa2+OH-+HPO42-C

22、aCa5 5OH(POOH(PO4 4) )3 3+H+H2 2O O第二節(jié)第二節(jié) 氧化還原法氧化還原法氧化還原是轉(zhuǎn)化廢水中的污染物的有效方氧化還原是轉(zhuǎn)化廢水中的污染物的有效方法。廢水中的呈溶解狀態(tài)的無機(jī)物和有機(jī)物通法。廢水中的呈溶解狀態(tài)的無機(jī)物和有機(jī)物通過化學(xué)反應(yīng)被氧化或還原為微毒、無毒的物質(zhì)，過化學(xué)反應(yīng)被氧化或還原為微毒、無毒的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成為容易與水分離的形態(tài)，從而達(dá)到或者轉(zhuǎn)化成為容易與水分離的形態(tài)，從而達(dá)到分離的目的。分離的目的。化學(xué)沉淀及氧化還原法一、概述一、概述n按照污染物的凈化原理，氧化還原處理方法包括按照污染物的凈化原理，氧化還原處理方法包括藥劑法、藥劑法、電化學(xué)法（電解）和

23、光化學(xué)法電化學(xué)法（電解）和光化學(xué)法3大類大類。n在選擇處理藥劑和方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循下面一些原則：在選擇處理藥劑和方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循下面一些原則： （1）處理效果好，反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害，不需進(jìn)行二次處理。）處理效果好，反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害，不需進(jìn)行二次處理。 （2）處理費(fèi)用合理，反應(yīng)藥劑與材料易得。）處理費(fèi)用合理，反應(yīng)藥劑與材料易得。 （3）操作特性好，在常溫與較寬的）操作特性好，在常溫與較寬的pH范圍內(nèi)具有較快的反應(yīng)范圍內(nèi)具有較快的反應(yīng) 速度。速度。 （4）與前后處理工序目標(biāo)一致，搭配方便。）與前后處理工序目標(biāo)一致，搭配方便。n不足之處：不足之處： 與生物氧化法相比，氧化還原法需較高的運(yùn)與生物氧化法相比

24、，氧化還原法需較高的運(yùn)行費(fèi)用。行費(fèi)用。 因此，目前氧化還原法僅用于飲用水處理、因此，目前氧化還原法僅用于飲用水處理、特種工業(yè)用水處理、有毒工業(yè)廢水處理和以回用特種工業(yè)用水處理、有毒工業(yè)廢水處理和以回用為目的的廢水深度處理等有限場合。為目的的廢水深度處理等有限場合。簡單無機(jī)物的化學(xué)氧化還原過程 實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。失去電子的元素被氧化，是還原劑；得到電子的元素被還原，是氧化劑。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，氧化和還原是同時(shí)發(fā)生的，某一元素失去電子，必定有另一元素得到電子。氧化劑的氧化能力和還原劑的還原能力是相對的，其強(qiáng)度可以用相應(yīng)的氧化還原電位的數(shù)值來比較。許多種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位值可以在化學(xué)書中查到。值愈大，

25、物質(zhì)的氧化性愈強(qiáng)，值愈小，其還原性愈強(qiáng)。 還原態(tài)氧化態(tài)lnnFRTEE有機(jī)物的氧化還原過程有機(jī)物的氧化還原過程 由于涉及共價(jià)鍵，許多反應(yīng)并不發(fā)生電由于涉及共價(jià)鍵，許多反應(yīng)并不發(fā)生電子的直接轉(zhuǎn)移。只是原子周圍的電子云密度子的直接轉(zhuǎn)移。只是原子周圍的電子云密度發(fā)生變化。目前尚未建立電子云密度變化與發(fā)生變化。目前尚未建立電子云密度變化與氧化還原反應(yīng)的方向和程度之間的定量關(guān)系氧化還原反應(yīng)的方向和程度之間的定量關(guān)系 凡是與強(qiáng)氧化劑作用使有機(jī)物分解成簡單凡是與強(qiáng)氧化劑作用使有機(jī)物分解成簡單的無機(jī)物的反應(yīng)，可判斷為氧化反應(yīng)。甲烷的無機(jī)物的反應(yīng)，可判斷為氧化反應(yīng)。甲烷的降解歷程歷程如下：的降解歷程歷程如下：

26、無機(jī)物酸醛醇烷 OHCOHCOOHOCHOHCHCH22234n化學(xué)反應(yīng)過程中，化學(xué)反應(yīng)過程中， 凡是加入氧或脫氫的反應(yīng)稱為凡是加入氧或脫氫的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 而加入了氫或脫氧的反應(yīng)稱為而加入了氫或脫氧的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)還原反應(yīng)。n碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔镅趸罱K產(chǎn)物一般為氧化最終產(chǎn)物一般為CO2和和H2On含氮有機(jī)物含氮有機(jī)物還產(chǎn)生還產(chǎn)生NH3、NO2、N2等等n含硫有機(jī)物含硫有機(jī)物還產(chǎn)生還產(chǎn)生SO42-n含磷有機(jī)物含磷有機(jī)物還產(chǎn)生還產(chǎn)生PO43-化學(xué)沉淀及氧化還原法各類有機(jī)物的可氧化性各類有機(jī)物的可氧化性 酚類、醛類、芳胺類和某些有機(jī)硫化物酚類、醛類、芳胺類和某些有機(jī)硫化物( (如硫醇

27、、硫醚如硫醇、硫醚) )等等易于氧化；易于氧化；醇類、酸類、酯類、烷基取代的芳烴化合物醇類、酸類、酯類、烷基取代的芳烴化合物( (如如“三苯三苯”) )、硝基取代的芳烴化合物硝基取代的芳烴化合物( (如硝基苯如硝基苯) )、不飽和烴類、碳水化、不飽和烴類、碳水化合物等在一定條件合物等在一定條件( (強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或催化劑強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或催化劑) )下可以氧化；下可以氧化；飽和烴類、鹵代烴類、合成高分子聚合物等難以氧化。飽和烴類、鹵代烴類、合成高分子聚合物等難以氧化。 二、藥劑氧化還原法二、藥劑氧化還原法 處理對象：廢水中的處理對象：廢水中的CN-，S2-，F(xiàn)e2+，Mn2+等離子。等離子。l采用氧化還

28、原劑一般包括下列幾類：采用氧化還原劑一般包括下列幾類：中性分子：在接受電子后還原成負(fù)離子，如中性分子：在接受電子后還原成負(fù)離子，如Cl2、O2、 O3、ClO2等。等。帶正電荷的離子：帶正電荷的離子： 1）接受電子后還原成負(fù)離子，如漂白粉的次氯酸）接受電子后還原成負(fù)離子，如漂白粉的次氯酸根中根中 的的Cl+變?yōu)樽優(yōu)镃l-。 2）接受電子后還原成帶較低正電荷的離子，如）接受電子后還原成帶較低正電荷的離子，如MnO4- 中的中的Mn7+邊為邊為Mn2+，F(xiàn)e3+為變?yōu)樽僃e2+等。等。常用氧化劑常用氧化劑 氧化劑是一種能氧化其他物質(zhì)而本身被還原的物質(zhì)。氧化劑是一種能氧化其他物質(zhì)而本身被還原的物質(zhì)。

29、非金屬單質(zhì)氧化劑非金屬單質(zhì)氧化劑: :如如F F2 2、O O2 2、ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2、N N2 2、S S等；等；金屬的陽離子氧化劑金屬的陽離子氧化劑: :如如FeFe3+3+、AgAg+ +、CuCu2+2+等；等；弱氧化性酸弱氧化性酸: : 如鹽酸、稀硫酸等；如鹽酸、稀硫酸等；強(qiáng)氧化性酸強(qiáng)氧化性酸: : 如濃如濃H H2 2SOSO4 4、濃、濃HNOHNO3 3、稀、稀HNOHNO3 3、HClOHClO、KMnOKMnO4 4、K K2 2CrCr2 2O O7 7、KNOKNO3 3、NaNa2 2O O2 2、MnOMnO2 2等。等。既可做氧化劑又可

30、做還原劑：例如，既可做氧化劑又可做還原劑：例如，NaNa2 2O O2 2、H H2 2O O2 2、S S、SOSO2 2等，等，但它們以一種性質(zhì)為主，但它們以一種性質(zhì)為主，NaNa2 2O O2 2、H H2 2O O2 2、S S主要做氧化劑；主要做氧化劑；FeFe2+2+、SOSO2 2主要做還原劑。主要做還原劑。 1、氯氧化法、氯氧化法 氯是水處理中的常用的消毒劑和氧化劑。氯是水處理中的常用的消毒劑和氧化劑。 （1）含氰廢水處理含氰廢水處理ClCl2 2 + H+ H2 2O HOCl + HCl (O HOCl + HCl (第一階段氧化）第一階段氧化）CNCN + HOCl +

31、HOCl CNCl CNCl + OH+ OH- -CNCl + 2OHCNCl + 2OH CNOCNO + Cl+ Cl + H+ H2 2O O 反應(yīng)中，反應(yīng)中，CNCl是與是與HCN毒性相等的揮發(fā)毒性相等的揮發(fā)性物質(zhì)，在酸性介質(zhì)中性物質(zhì)，在酸性介質(zhì)中CNCl穩(wěn)定，因而在穩(wěn)定，因而在pH8.5pH8.5，COCO2 2將形成半化合狀或化合狀將形成半化合狀或化合狀COCO2 2，不利于反應(yīng)向右移動。不利于反應(yīng)向右移動。 （2）含酚廢水處理）含酚廢水處理 采用氯氧化處理含酚廢水時(shí)，理論投氯量與酚采用氯氧化處理含酚廢水時(shí)，理論投氯量與酚量之比為量之比為6：1時(shí)即可將酚完全破壞。時(shí)即可將酚完全破

32、壞。n但由于廢水中存在其他化合物也與氯作用，實(shí)際但由于廢水中存在其他化合物也與氯作用，實(shí)際投氯量必須過量數(shù)倍。一般超出投氯量必須過量數(shù)倍。一般超出10倍左右。倍左右。n如果投氯量不夠，酚氧化不充分，而且生成具有如果投氯量不夠，酚氧化不充分，而且生成具有強(qiáng)烈臭味的氯酚。強(qiáng)烈臭味的氯酚。2、高錳酸鹽氧化法、高錳酸鹽氧化法 高錳酸鹽也是一種強(qiáng)氧化劑，能與廢水中的高錳酸鹽也是一種強(qiáng)氧化劑，能與廢水中的CN-，S2-，F(xiàn)e2+，Mn2+等離子及其他致臭致味有等離子及其他致臭致味有機(jī)物很好的反應(yīng)，選擇適投量能殺死很多藻類和機(jī)物很好的反應(yīng)，選擇適投量能殺死很多藻類和微生物。其出水無異味，投加與監(jiān)測均很方便。

33、微生物。其出水無異味，投加與監(jiān)測均很方便。三、高級氧化三、高級氧化 高級氧化技術(shù)（Advanced Oxidation Technology，簡稱AOT)是指在水處理過程中可產(chǎn)生羥基自由基，使水體中的大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，甚至直接降解成為CO2和H20，接近完全礦化?；瘜W(xué)沉淀及氧化還原法1、過氧化氫氧化法、過氧化氫氧化法 （1）Fe2+/H2O2構(gòu)成氧化體系通常稱為構(gòu)成氧化體系通常稱為Fenton試劑。試劑。 （2）Fenton試劑之所以具有非常強(qiáng)的氧試劑之所以具有非常強(qiáng)的氧化能力，是因?yàn)榛芰?，是因?yàn)镠2O2在催化劑在催化劑Fe2+存在下存在下能生成氧化能力很強(qiáng)的氫

34、氧自由基能生成氧化能力很強(qiáng)的氫氧自由基(其氧化其氧化電位高達(dá)電位高達(dá)+2.8V)，因而氧化速率也較高。，因而氧化速率也較高。 過氧化氫在水處理中的應(yīng)用原理過氧化氫在水處理中的應(yīng)用原理化學(xué)沉淀及氧化還原法淀粉廠廢水處理淀粉廠廢水處理 化學(xué)沉淀及氧化還原法2、臭氧類氧化法、臭氧類氧化法 臭氧的氧化能力在天然元素中僅次于氟，采用臭氧臭氧的氧化能力在天然元素中僅次于氟，采用臭氧處理有機(jī)廢水，反應(yīng)速度快，無二次污染，在廢水處理處理有機(jī)廢水，反應(yīng)速度快，無二次污染，在廢水處理中很廣泛。中很廣泛。 單純臭氧氧化方式處理廢水的單純臭氧氧化方式處理廢水的主要問題主要問題是臭氧濃度是臭氧濃度低、氧化能力不足等缺陷

35、。低、氧化能力不足等缺陷。 臭氧在水處理中的應(yīng)用臭氧在水處理中的應(yīng)用水經(jīng)臭氧處理，可達(dá)到降低水經(jīng)臭氧處理，可達(dá)到降低CODCOD、殺菌、增加溶解氧、殺菌、增加溶解氧、脫色、除臭、降低濁度幾個(gè)目的。脫色、除臭、降低濁度幾個(gè)目的。臭氧的消毒能力比氯更強(qiáng)。臭氧的消毒能力比氯更強(qiáng)。 對脊髓灰質(zhì)炎病毒，用氯消毒，保持對脊髓灰質(zhì)炎病毒，用氯消毒，保持O.5O.51mg/L1mg/L余余氯量，需氯量，需1.51.52h2h，而達(dá)到同樣效果，用臭氧消毒，保，而達(dá)到同樣效果，用臭氧消毒，保持持O.045O.045O.45mgOO.45mgO3 3，只需，只需2min2min。 混凝或活性污泥法與臭氧化聯(lián)合混凝或

36、活性污泥法與臭氧化聯(lián)合 可以有效地去除色度和難陣解的有機(jī)物，紫外線照可以有效地去除色度和難陣解的有機(jī)物，紫外線照射可以激活射可以激活O O3 3分子和污染物分子，加快反應(yīng)速度，增強(qiáng)分子和污染物分子，加快反應(yīng)速度，增強(qiáng)氧化能力，降低具氧消耗量。氧化能力，降低具氧消耗量。 廢水中的某些金屬離子在高價(jià)態(tài)時(shí)毒性很大，可用化廢水中的某些金屬離子在高價(jià)態(tài)時(shí)毒性很大，可用化學(xué)還原法將其還原為低價(jià)態(tài)后分離除去。學(xué)還原法將其還原為低價(jià)態(tài)后分離除去。常用的還原劑有下列幾類。常用的還原劑有下列幾類。某些電極電位較低的金屬，如鐵屑、鋅粉等。某些電極電位較低的金屬，如鐵屑、鋅粉等。反應(yīng)后：反應(yīng)后：某些帶負(fù)電的離子，如某

37、些帶負(fù)電的離子，如NaBHNaBH4 4中的中的B B5+5+，反應(yīng)后，反應(yīng)后某些帶正電的離子，如某些帶正電的離子，如FeSOFeSO4 4或或FeClFeCl2 2中的中的FeFe2+2+，反應(yīng)后，反應(yīng)后第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)還原法化學(xué)還原法22,ZnZnFeFe24BOBH32FeFe一、含鉻廢水處理一、含鉻廢水處理還原除鉻通常包括二步。還原除鉻通常包括二步。首先，廢水中的首先，廢水中的CrCr2 2O O7 72-2-在酸性條件下在酸性條件下(pH(pH4 4為宜，與還原為宜，與還原劑反應(yīng)生成劑反應(yīng)生成CrCr2 2(SO(SO4 4) )3 3，再加堿，再加堿( (石灰石灰) )生成生成C

38、r(OH)Cr(OH)3 3沉淀，沉淀，在在pHpH8989時(shí)，時(shí)，Cr(OH)Cr(OH)3 3的溶解度最小。亞硫酸的溶解度最小。亞硫酸石灰法的石灰法的反應(yīng)式如下：反應(yīng)式如下： OHSOCrSOHOCrH23424272243432342323CaSOOHCrOHCaSOCr1、還原除鉻法還原除鉻法化學(xué)沉淀及氧化還原法、鐵屑過濾除鉻、鐵屑過濾除鉻工業(yè)上也采用鐵屑工業(yè)上也采用鐵屑( (或鋅屑或鋅屑) )過濾除鉻。過濾除鉻。 含鉻的酸性廢水含鉻的酸性廢水( (控制進(jìn)水控制進(jìn)水pH4pH45)5)進(jìn)入充填鐵屑的進(jìn)入充填鐵屑的濾柱，鐵放出電子，產(chǎn)生濾柱，鐵放出電子，產(chǎn)生FeFe2+2+，將，將CrC

39、r6+6+還原為還原為CrCr3+3+； 隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，水中消耗了大量的隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，水中消耗了大量的H H+ +，使，使OHOH- -離子濃度增高；離子濃度增高； 當(dāng)其達(dá)到一定濃度時(shí)，與當(dāng)其達(dá)到一定濃度時(shí)，與CrCr3+3+反應(yīng)生成反應(yīng)生成Cr(OH)Cr(OH)3 3，少，少量量FeFe3+3+生成生成Fe(OH)Fe(OH)3 3，后者具有凝聚作用。將，后者具有凝聚作用。將Cr(OH)Cr(OH)3 3吸附吸附凝聚在一起，并截留在鐵屑孔隙中。通常濾柱內(nèi)裝鐵屑凝聚在一起，并截留在鐵屑孔隙中。通常濾柱內(nèi)裝鐵屑高高1.5m1.5m，采用濾速，采用濾速3m/h3m/h。 二、還原法除

40、汞二、還原法除汞處理方法是將處理方法是將HgHg2+2+還原為還原為HgHg，加以分離和回收。，加以分離和回收。 采用的還原劑為比汞活潑的金屬采用的還原劑為比汞活潑的金屬( (鐵屑、鋅粒、鐵屑、鋅粒、鉛粉、鋼屑等鉛粉、鋼屑等) )、硼氫化鈉和醛類等。、硼氫化鈉和醛類等。 廢水中的有機(jī)汞先氧化為無機(jī)汞，再行還原。廢水中的有機(jī)汞先氧化為無機(jī)汞，再行還原。采用金屬還原除汞，通常在濾柱內(nèi)進(jìn)行。采用金屬還原除汞，通常在濾柱內(nèi)進(jìn)行。 通常將金屬破碎成通常將金屬破碎成2 24mm4mm的碎屑，并去掉表面的碎屑，并去掉表面污物?？刂品磻?yīng)溫度污物?？刂品磻?yīng)溫度20208080。溫度太高，雖反應(yīng)。溫度太高，雖反應(yīng)

41、速度快，但會有汞蒸氣逸出。速度快，但會有汞蒸氣逸出。三三 、電解法、電解法n直流電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，在兩個(gè)電極上直流電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，在兩個(gè)電極上引起的化學(xué)變化稱引起的化學(xué)變化稱電解電解。n目前對對電解還沒有統(tǒng)一的分類方法。一般目前對對電解還沒有統(tǒng)一的分類方法。一般根據(jù)污染物的凈化機(jī)理不同分為根據(jù)污染物的凈化機(jī)理不同分為電解氧化法，電解氧化法，電解還原法，電解凝聚法和電解浮上法電解還原法，電解凝聚法和電解浮上法。n利用電解可以處理：利用電解可以處理：（1）各種離子狀態(tài)的污染物。）各種離子狀態(tài)的污染物。（2）各種無機(jī)和有機(jī)的耗氧物質(zhì)，如硫化物、氨、）各種無機(jī)和有機(jī)的耗氧物質(zhì)，如硫化物、氨、

42、酚、油和有色物質(zhì)等。酚、油和有色物質(zhì)等。（3）致病微生物。）致病微生物。n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：一次可以去除多種污染物；一次可以去除多種污染物；電解裝置緊湊，占地面積小，節(jié)省一次投資，易電解裝置緊湊，占地面積小，節(jié)省一次投資，易于實(shí)現(xiàn)自動化；于實(shí)現(xiàn)自動化；藥劑用量少，廢液量少；藥劑用量少，廢液量少；通過調(diào)節(jié)槽電壓和電流可以適應(yīng)較大幅度抵御水通過調(diào)節(jié)槽電壓和電流可以適應(yīng)較大幅度抵御水量與水質(zhì)變化沖擊量與水質(zhì)變化沖擊 。n缺點(diǎn)：電耗和可溶性陽極材料消耗較大，缺點(diǎn)：電耗和可溶性陽極材料消耗較大， 副反應(yīng)多，電極易鈍化。副反應(yīng)多，電極易鈍化。1 1、 電解絮凝法電解絮凝法 采用可溶性陽極如采用可溶性陽極如FeF

43、e、AlAl等金屬板，在外加直等金屬板，在外加直流電壓的作用下，金屬氧化溶解，生成金屬離子流電壓的作用下，金屬氧化溶解，生成金屬離子FeFe2+2+、FeFe3+3+、AlAl3+3+，這些離子與水中，這些離子與水中OHOH- -作用生成作用生成Fe(OH)Fe(OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3、Al(OH)Al(OH)3 3沉淀物，最后這些沉沉淀物，最后這些沉淀物吸附、絮凝廢水中的污染物。淀物吸附、絮凝廢水中的污染物。 陽極：陽極：Fe FeFe Fe2+2+ + 2e + 2e，F(xiàn)e FeFe Fe3+3+ + 3e + 3e副反應(yīng)：副反應(yīng)：H H2 2O 1/2OO 1/2O

44、2 2 + 2H + 2H+ + +2e +2e陰極：陰極：2H2H+ + + 2e H + 2e H2 2溶液中反應(yīng)溶液中反應(yīng)溶液中反應(yīng)：溶液中反應(yīng)：FeFe2+2+ + 2OH + 2OH Fe(OH)Fe(OH)2 2 Fe Fe3+3+ + 3OH + 3OH Fe(OH)Fe(OH)3 3 Fe(OH) Fe(OH)2 2 + H+ H+ + +1/2O +1/2O2 2 Fe(OH) Fe(OH)3 3 陽極產(chǎn)生原子氧，陰極產(chǎn)生陽極產(chǎn)生原子氧，陰極產(chǎn)生HH，還能起氧化，還能起氧化還原作用，氣體能起到氣浮作用。還原作用，氣體能起到氣浮作用。 2、電解氧化法 電解氧化法可分為電解氧化法

45、可分為直接氧化法直接氧化法和和間接氧化法間接氧化法。 直接氧化法直接氧化法是利用陽極的是利用陽極的高電勢高電勢氧化降解廢水氧化降解廢水中的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)。中的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)。 間接氧化法則間接氧化法則是利用陽極是利用陽極氧化產(chǎn)物的氧化性氧化產(chǎn)物的氧化性，氧化降解廢水中無機(jī)或有機(jī)物。氧化降解廢水中無機(jī)或有機(jī)物。 1 1）直接電解氧化法）直接電解氧化法 電解槽中陽極可以是不溶性的，也可以是電解槽中陽極可以是不溶性的，也可以是可溶性的?？扇苄缘摹?新電極材料具有高電催化活性，包括新電極材料具有高電催化活性，包括Sn-Sn-SnOSnO2 2、Ti-SnOTi-SnO2 2、Ti-RuOTi-RuO2

46、 2、Ti-PtTi-Pt等，還有活等，還有活性炭纖維性炭纖維(ACF)-(ACF)-鐵復(fù)合電極。鐵復(fù)合電極。 廢水中污染物可以在電解槽的不溶性陽極廢水中污染物可以在電解槽的不溶性陽極上發(fā)生上發(fā)生氧化分解氧化分解或者發(fā)生或者發(fā)生二次反應(yīng)二次反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成無害成分。無害成分。 CNCN + 2OH+ 2OH CNOCNO + H+ H2 2O + 2eO + 2e2CNO2CNO + 4OH+ 4OH 2CO2CO2 2 + N+ N2 2+2H+2H2 2O O同時(shí)發(fā)生水解反應(yīng)：同時(shí)發(fā)生水解反應(yīng)： CNOCNO + 2H+ 2H2 2O NHO NH4 4+ + + CO+ CO3 32-

47、2- 廢水中含氯時(shí)，在陽極產(chǎn)生廢水中含氯時(shí)，在陽極產(chǎn)生ClCl2 2或游離或游離ClCl，可促進(jìn)，可促進(jìn)CNCN的氧化分解。的氧化分解。2Cl2Cl 2Cl + 2e2Cl + 2eCNCN + 2Cl + 2OH+ 2Cl + 2OH CNOCNO +2Cl+2Cl + H+ H2 2O O 2CNO 2CNO +6Cl + 4OH+6Cl + 4OH 2CO2CO2 2 + N+ N2 2+6Cl+6Cl +2H+2H2 2O O 電解處理含電解處理含CNCN廢水是典型的直接電化學(xué)氧化過程，廢廢水是典型的直接電化學(xué)氧化過程，廢水中的水中的CNCN在陽極被氧化成氰酸鹽、在陽極被氧化成氰酸鹽、

48、COCO2 2、N N2 2等物質(zhì)，消除等物質(zhì)，消除危害。其反應(yīng)為：危害。其反應(yīng)為：陽陽極極反反應(yīng)應(yīng)化學(xué)沉淀及氧化還原法 廢水中污染物也可在陰極上直接還原，廢水中污染物也可在陰極上直接還原，由高價(jià)有毒金屬還原為低價(jià)有毒金屬。如：由高價(jià)有毒金屬還原為低價(jià)有毒金屬。如： CrCr2 2O O7 72-2- + 14H + 14H+ + + 6e 2Cr + 6e 2Cr3+3+ + 7H + 7H2 2O O CrO CrO4 42- 2- + 8H+ 8H+ + + 3e Cr + 3e Cr3+3+ + 4H + 4H2 2O O或在陰極直接還原析出金屬，如：或在陰極直接還原析出金屬，如： C

49、uCu2+2+ + 2e Cu + 2e Cu，AgAg+ + + e Ag + e Ag 2 2）間接氧化法）間接氧化法 在陽極反應(yīng)過程中，先生成具有較強(qiáng)氧化性的在陽極反應(yīng)過程中，先生成具有較強(qiáng)氧化性的化學(xué)活性物質(zhì)，再利用這些物質(zhì)對難降解物質(zhì)進(jìn)化學(xué)活性物質(zhì)，再利用這些物質(zhì)對難降解物質(zhì)進(jìn)行氧化分解，羥基自由基行氧化分解，羥基自由基( (OH)OH)、OO、ClCl2 2、ClOClO、AgAg+ +、CoCo3+3+、FeFe3+3+等均可作為有機(jī)物的氧化中介，其等均可作為有機(jī)物的氧化中介，其還原電勢越負(fù)，氧化效果越好。還原電勢越負(fù)，氧化效果越好。 間接氧化已在苯、苯酚、油和硫化物的氧化過間接

50、氧化已在苯、苯酚、油和硫化物的氧化過程中得到驗(yàn)證。程中得到驗(yàn)證。 有時(shí)也利用電解產(chǎn)生有時(shí)也利用電解產(chǎn)生HClOHClO，利用其氧化作用，利用其氧化作用，氧化降解廢水中污染物。氧化降解廢水中污染物。在在NaClNaCl溶液中用不溶性陽極溶液中用不溶性陽極PtPt、RuRu、PbOPbO2 2、石、石墨等，中間不加隔膜直接電解。墨等，中間不加隔膜直接電解。陽極：陽極：2Cl2Cl ClCl2 2 +2e +2e陰極：陰極：2H2H+ + + 2e H + 2e H2 2由于由于H H+ +消耗使消耗使OHOH- -積累：積累：ClCl2 2 + 2OH + 2OH ClCl+ + ClOClO+

51、H+ H2 2O O這種裝置稱為這種裝置稱為NaClONaClO發(fā)生器。發(fā)生器。 3、電解氣浮法、電解氣浮法 是一種運(yùn)用電化學(xué)方法去除固態(tài)微粒、油污是一種運(yùn)用電化學(xué)方法去除固態(tài)微粒、油污的廢水處理單元操作方法。的廢水處理單元操作方法。 其上浮原理是通過電解水產(chǎn)生其上浮原理是通過電解水產(chǎn)生H H2 2、O O2 2和和ClCl2 2（有（有ClCl時(shí)），攜帶廢水中的膠體微粒、油污時(shí)），攜帶廢水中的膠體微粒、油污共同上浮，達(dá)到分離凈化的目的。共同上浮，達(dá)到分離凈化的目的。 陽極是鎳、不銹鋼、鍍鎳鋼板、陽極是鎳、不銹鋼、鍍鎳鋼板、PbOPbO2 2、石墨、石墨、PtPt等電極。等電極。 4、 電還原

52、法 電還原方法主要用于電還原方法主要用于重金屬的回收重金屬的回收和和氯氯代烴脫氯代烴脫氯。電解槽陰極起還原作用，可使重。電解槽陰極起還原作用，可使重金屬離子還原而被去除。如：金屬離子還原而被去除。如： CuCu2+2+ +2e Cu +2e Cu 化學(xué)沉淀及氧化還原法 廢水中污染物也可在陰極上直接還原，由廢水中污染物也可在陰極上直接還原，由高價(jià)有毒金屬還原為低價(jià)有毒金屬。如：高價(jià)有毒金屬還原為低價(jià)有毒金屬。如： CrCr2 2O O7 72-2- + 14H + 14H+ + + 6e 2Cr + 6e 2Cr3+3+ + 7H + 7H2 2O O CrO CrO4 42- 2- + 8H+

53、 8H+ + + 3e Cr + 3e Cr3+3+ + 4H + 4H2 2O O或在陰極直接還原析出金屬，如：或在陰極直接還原析出金屬，如： CuCu2+2+ + 2e Cu + 2e Cu，AgAg+ + + e Ag + e Ag 化學(xué)沉淀及氧化還原法第四節(jié)第四節(jié) 其它氧化技術(shù)其它氧化技術(shù) 利用光和氧化劑產(chǎn)生很強(qiáng)的氧化作用來氧化利用光和氧化劑產(chǎn)生很強(qiáng)的氧化作用來氧化分解廢水中的有機(jī)物或無機(jī)物的方法。分解廢水中的有機(jī)物或無機(jī)物的方法。（1）氧化劑有臭氧、氯、次氯酸鹽、過氧化氫及）氧化劑有臭氧、氯、次氯酸鹽、過氧化氫及 空氣加催化劑等，其中常用的為氯氣?？諝饧哟呋瘎┑?，其中常用的為氯氣。（

54、2）在一般情況下，光源多為紫外線，有時(shí)某些）在一般情況下，光源多為紫外線，有時(shí)某些 特定波長的光對某些物質(zhì)比較有效。特定波長的光對某些物質(zhì)比較有效。、光氧化、光氧化（3）光對污染物的氧化分解其催化劑的作用。）光對污染物的氧化分解其催化劑的作用。（4）光氧化能力比只用氯氧化高）光氧化能力比只用氯氧化高10倍以上，處理倍以上，處理 過程一般不產(chǎn)生沉淀物，不僅可處理有機(jī)物，過程一般不產(chǎn)生沉淀物，不僅可處理有機(jī)物，也可處理能被氧化的無機(jī)物。也可處理能被氧化的無機(jī)物。、濕式氧化濕式氧化 濕式氧化濕式氧化（也稱熱氧化）（也稱熱氧化）是指在高溫高壓是指在高溫高壓下利用空氣氧化廢水中有機(jī)物和還原性無機(jī)物。下利

55、用空氣氧化廢水中有機(jī)物和還原性無機(jī)物。高溫指溫度高溫指溫度180，高壓指壓力，高壓指壓力512Mpa。 超臨界濕式氧化：超臨界濕式氧化： 水的溫度在其臨界點(diǎn)以上，其操作壓力已達(dá)水的溫度在其臨界點(diǎn)以上，其操作壓力已達(dá)到到43.8Mpa。將催化劑引入該氧化系統(tǒng)，可使反。將催化劑引入該氧化系統(tǒng)，可使反應(yīng)在比較溫和的條件下進(jìn)行，在更短的時(shí)間內(nèi)完應(yīng)在比較溫和的條件下進(jìn)行，在更短的時(shí)間內(nèi)完成反應(yīng)。成反應(yīng)。使用的催化劑使用的催化劑有貴重金屬如有貴重金屬如Pt、Pd、Ru，也可用過渡金屬和稀土元素，如也可用過渡金屬和稀土元素，如Cu、Mn、Co、Ce等的鹽或其氧化物。等的鹽或其氧化物?；瘜W(xué)沉淀及氧化還原法（四

56、）（四）濕式氧化濕式氧化n濕式氧化處理效果與水溫、氧分壓、時(shí)間濕式氧化處理效果與水溫、氧分壓、時(shí)間和催化劑有關(guān)。和催化劑有關(guān)。其中溫度是主要影響因素：其中溫度是主要影響因素：150時(shí)時(shí)COD去除率去除率僅為僅為20%左右，左右，200時(shí)時(shí)COD的去除率可達(dá)的去除率可達(dá)60%，250時(shí)時(shí)COD去除率可達(dá)去除率可達(dá)80%，300時(shí)時(shí)COD去除去除率可接近率可接近100%。處理時(shí)間僅為處理時(shí)間僅為30min。n濕式氧化效果與化合物組成有關(guān)，有機(jī)物濕式氧化效果與化合物組成有關(guān)，有機(jī)物中氧元素含量越少，碳元素含量越高越易中氧元素含量越少，碳元素含量越高越易氧化。氧化。、催化氧化 n催化氧化過程催化氧化過

57、程主要有常溫常壓下的催化氧化主要有常溫常壓下的催化氧化和高溫高壓下的濕式催化氧化、光催化氧化和高溫高壓下的濕式催化氧化、光催化氧化等。通過催化途徑產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的等。通過催化途徑產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的OH羥基自由基。羥基自由基。nOH氧化電位為氧化電位為2.80V，僅次于氟的，僅次于氟的2.87V，故它在降解廢水時(shí)具有以下特點(diǎn)：故它在降解廢水時(shí)具有以下特點(diǎn)：特點(diǎn)特點(diǎn)OH是高級氧化過程的中間產(chǎn)物，作為引發(fā)劑誘發(fā)是高級氧化過程的中間產(chǎn)物，作為引發(fā)劑誘發(fā)后面的鏈反應(yīng)發(fā)生，對難降解的物質(zhì)的開環(huán)、斷鍵，后面的鏈反應(yīng)發(fā)生，對難降解的物質(zhì)的開環(huán)、斷鍵，將難降解的污染物變成低分子或易生物降解的物質(zhì)將難降解的污染

58、物變成低分子或易生物降解的物質(zhì)特別適用；特別適用； OH幾乎無選擇地與廢水中的任何污染物反應(yīng)，直幾乎無選擇地與廢水中的任何污染物反應(yīng)，直接將其氧化為接將其氧化為CO2、水或鹽，不會產(chǎn)生二次污染；、水或鹽，不會產(chǎn)生二次污染；它是一種物理它是一種物理-化學(xué)處理過程，很容易控制，以滿足化學(xué)處理過程，很容易控制，以滿足各種處理要求；各種處理要求；反應(yīng)條件溫和，是一種高效節(jié)能型的廢水處理技術(shù)。反應(yīng)條件溫和，是一種高效節(jié)能型的廢水處理技術(shù)。催化氧化水處理工藝有：催化氧化水處理工藝有：1）催化濕式氧化（Catalytic Wet Air Oxidation，CWAO） 2）助加催化濕式氧化（Promoted Catalytic Wet Air Oxidation，PCWAO）3）催化濕式雙氧水氧化（Catalytic Wet Proxide Oxidation，CWPO）4）催化超臨界水氧化技術(shù)（Supercritic Catalytic Wet Air Oxidation，SCWAO）、高鐵酸鹽類氧化法、高鐵酸鹽類氧化法 高鐵酸鉀作為一種非氯新型高效多功能水處高鐵酸鉀作為一種非氯新型高效多功能水處理劑，不僅用于飲用水的處理，而且廣泛應(yīng)用于理劑，不僅用于飲用水的處理，而且廣泛應(yīng)用