水污染控制工程第六章-化學氧化還原

1、水污染水污染控制工程控制工程1第六章第六章 化學氧化還原化學氧化還原水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原2本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容6.1 概述6.2 化學氧化法6.3 化學還原法6.4 電解通過本章學習，重點掌握化學氧化還原的基本原理，了解氧化還原處理技術(shù)；熟悉消毒的機理和方法。了解電解槽的基本構(gòu)造及其設(shè)計計算。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原36.1 概述概述 化學氧化還原法：通過化學氧化還原反應(yīng)將廢水中呈溶解態(tài)的污染物去除的方法。轉(zhuǎn)化為無毒或微毒物質(zhì)、或易與水分離的形態(tài)（1）基本原理：無機物：失去電子的過程稱為氧化失去電子的過程稱為氧化還原劑；還原劑；得到電子的

2、過程稱為還原得到電子的過程稱為還原氧化劑。氧化劑。有機物加氧或脫氫的反應(yīng)稱為氧化加氧或脫氫的反應(yīng)稱為氧化與強氧化劑作用使有機物分與強氧化劑作用使有機物分解成簡單的無機物如解成簡單的無機物如CO2、H2O等的反應(yīng)。等的反應(yīng)。加氫或脫氧的反應(yīng)則稱為還原。加氫或脫氧的反應(yīng)則稱為還原。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原4(1)(1)基本原理基本原理反應(yīng)程度的判斷反應(yīng)程度的判斷 物質(zhì)的氧化還原能力取決與其氧化還原電位。E0愈大，物質(zhì)的氧化性愈強，E0愈小，其還原性愈強。氧化劑的氧化能力和還原劑的還原能力是相對的，氧化劑和還原劑的電極電勢差電極電勢差越大，反應(yīng)進行得越完全。電極電勢值可用能斯

3、特公式表示：ln0還原型氧化型nFRTEEn利用上式可估算處理程度，求出氧化還原反應(yīng)達平衡時各有關(guān)物質(zhì)的殘余濃度。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原5反應(yīng)程度的判斷 例如，銅屑置換法處理含汞廢水有如下反應(yīng)： Cu+Hg2+=Cu2+Hg 當反應(yīng)在室溫25達平衡時，相應(yīng)原電池兩電極的電極電勢相等：由標準電極電勢表查得： E0Cu2+/Cu0.34V， E0Hg2+/Hg0.86V，可求得Cu2+Hg2+1017.5?？梢?，此反應(yīng)可進行得十分完全，平衡時溶液中殘留Hg2+極微。1lg2059.01lg2059.02/02/022HgECuEHgHgCuCu水污染水污染控制工程控制工程

4、第六章 化學氧化還原6(1)(1)基本原理基本原理 應(yīng)用標準電極電位E0，還可求出氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)K和自由能變化G0，判斷反應(yīng)在熱力學上的可能性和進行的程度：RTnFEK0expKRTnFEGln00水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原7(2) 影響處理能力的動力學因素影響處理能力的動力學因素 反應(yīng)劑和還原劑的本性 反應(yīng)物的濃度 溫度：溫度升高，速度加快， 可由阿侖尼烏斯公式計算； 催化劑及某些不純物的存在近年來異相催化劑(如活性炭、粘土、金屬氧化物等)在水處理中的應(yīng)用受到重視； 溶液的pH值影響途徑：H+或或OH-直接參與氧化還原反應(yīng)；直接參與氧化還原反應(yīng)；OH-或或H+為

5、催化劑；為催化劑；溶液的溶液的pH值決定溶液中許多物質(zhì)的存在狀態(tài)及相對數(shù)量。值決定溶液中許多物質(zhì)的存在狀態(tài)及相對數(shù)量。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原8（3 3）處理方法分類）處理方法分類 按照污染物的凈化原理，氧化還原法可分為三大類：藥劑法最常用的氧化劑是空氣、臭氧、氯氣、次氯酸鈉及漂最常用的氧化劑是空氣、臭氧、氯氣、次氯酸鈉及漂白粉；白粉；常用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉、常用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉、水合肼及鐵屑等。水合肼及鐵屑等。電化學法(電解)電解槽的陽極可作為電解槽的陽極可作為氧化劑，陰極可作為，陰極可作為還原劑。光化學法（光輻射或放射性

6、輻射強化氧化過程）光輻射或放射性輻射強化氧化過程）紫外線、放射線(、X X射線等射線等) )等可強化廢水的氧等可強化廢水的氧化過程，使氧化效率提高。目前多處于試驗研究階段。化過程，使氧化效率提高。目前多處于試驗研究階段。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原9（4）處理方法和藥劑選擇原則）處理方法和藥劑選擇原則 處理效果好，反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害，不需進行二次處理。 處理費用合理，所需藥劑與材料易得。 操作特性好，在常溫和較寬的pH值范圍內(nèi)具有較快的反應(yīng)速度； 與前后處理工序的目標一致，搭配方便。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原10（5 5）應(yīng)用）應(yīng)用 適用范圍：因化學氧化

7、還原法需較高的運行費用，所以目前僅用于飲用水處理、特種工業(yè)用水處理、有毒工業(yè)廢水處理和以回用為目的的廢水深度處理等有限場合。 處理對象：廢水中的有機污染物(如色、嗅、味、COD)及還原性無機離子(如CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等)都可通過氧化法消除其危害廢水中的許多重金屬離子(如汞、鎘、銅、銀、金、六價鉻、鎳等)都可通過還原法去除。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原116.2 6.2 化學（藥劑）氧化法化學（藥劑）氧化法 6.2.1 氧化劑：（1）在接受電子后還原成帶負電荷離子的中性原子；如氣態(tài)的如氣態(tài)的O O2 2，ClCl2 2、OO3 3等；等；（2）帶正電荷的離子，

8、接受電子后還原成帶負電荷離子；例如：漂白粉在堿性介質(zhì)中，其次氯酸根例如：漂白粉在堿性介質(zhì)中，其次氯酸根OClOCl - -中的中的C1C1+ +接受電子還原成接受電子還原成C1C1- -。次氮酸鈉也類似。次氮酸鈉也類似。（3）帶正電荷的離子，接受電子后還原成帶較低正電荷的離子；例如：例如：MnOMnO4 4- -中的中的MnMn7+7+接受電子后還原成接受電子后還原成MnMn2+2+。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原12常用的藥劑氧化法分類常用的藥劑氧化法分類 空氣(及純氫)氧化法 臭氧氧化法 氯氧化法 高錳酸鹽氧化法 光輻射或放射性輻射強化氧化過程水污染水污染控制工程控制工程

9、第六章 化學氧化還原136.2.2 空氣氧化法 即利用空氣中的氧氣氧化廢水中的有機物和還原性物質(zhì)。 特點：電對O2/O2-的半反應(yīng)式中有H+或OH-離子參加，因而氧化還原電位與pH值有關(guān)，降低pH值，有利于空氣氧化。pHpH1414時：時：OO2 2十十2H2H2 2OO十十4e 4e 40H40H- -， E E0 00.401V0.401V；pHpH7 7和和0 0時，時，OO2 2十十4H4H+ +十十4e 4e 2H 2H2 2OO， E E0 0分別為分別為0.815V0.815V和和1.229V1.229V。常溫常壓和中性pH值下，02為弱氧化劑，反應(yīng)性很低，常用來處理易氧化的污染

10、物，如S-（如硫化氫、硫醇、硫的鈉鹽和銨鹽NaHS、Na2S、(NH4)2S等）、Fe2+、Mn2+等。提高溫度和氧分壓，可增大電極電位；添加催化劑可降低反應(yīng)活化能，利于氧化反應(yīng)的進行濕式（催化）氧化。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原14空氣氧化法的空氣氧化法的應(yīng)用應(yīng)用（1）地下水除鐵、錳（圖6-1）在缺氧的地下水中常出現(xiàn)二價鐵和錳。通過曝氣，可以將它們分別氧化為Fe(OH)3和MnO2沉淀物，然后過濾去除。pH影響很大pHpH值提高值提高1 1單位，氧化（除鐵）速度將加快單位，氧化（除鐵）速度將加快100100倍。倍。當當pHpH值分別為值分別為6.96.9和和7.27.2時

11、，空氣中氧分壓為時，空氣中氧分壓為2 2萬萬PaPa，水，水溫溫2020時，去除時，去除90的的Fe2+，所需時間分別為，所需時間分別為43min和和8min 。除錳比除鐵難Mn2+難被氧化，難被氧化， pHpH值需值需9.59.5以上；以上； MnO2可有效催化氧化鐵和錳；曝氣過濾（曝氣接觸氧化）除鐵錳工藝（鐵細菌催化）。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原15圖圖6-1 除鐵除錳工藝流程圖除鐵除錳工藝流程圖水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原16（2）工業(yè)廢水脫硫（圖6-2）空氣氧化法目前主要用于含硫()廢水（石油煉制/化工、皮革、制藥）的處理。硫()在廢水中以S2

12、、HS-、H2S的形式存在。在堿性溶液中，硫()的還原性較強，且不會形成易揮發(fā)的硫化氫，空氣氧化效果較好。加熱反應(yīng)如下：第一步第一步: : 2HS2HS- -+2O+2O2 2S S2 20 03 32-2-+H+H2 2OO；2S2S2-2-+2O+2O2 2+H+H2 2OOS S2 2OO3 32-2-+2OH+2OH- -第二步第二步: : S S2 2OO3 32-2-+2O+2O2 2+2OH+2OH- -2SO2SO4 42-2-+H+H2 2OO。在廢水處理中，接觸反應(yīng)時間約在廢水處理中，接觸反應(yīng)時間約1.5h1.5h，第一步反應(yīng)幾乎進，第一步反應(yīng)幾乎進行完全，而第二步反應(yīng)只能

13、進行約行完全，而第二步反應(yīng)只能進行約10%10%。綜合這兩者，。綜合這兩者，氧化氧化lkglkg硫硫()()總共約需總共約需1.1kg1.1kg氧氧，約相當于，約相當于4m4m3 3空氣?？諝?。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原17空氣氧化法圖為某煉油廠廢水的氧化脫硫裝置。脫硫塔分四段，每段高圖為某煉油廠廢水的氧化脫硫裝置。脫硫塔分四段，每段高3m3m；塔；塔內(nèi)內(nèi)停留時間停留時間1.51.52.5h2.5h，空氣用量空氣用量為理論用量的為理論用量的2 23 3倍，倍，氣水體積比氣水體積比不小不小于于1515。為加速反應(yīng)，塔內(nèi)。為加速反應(yīng)，塔內(nèi)反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度采用采用8080909

14、0，脫硫效率達脫硫效率達98.3%98.3%（處理費用（處理費用0.90.9元元/m/m3 3）。若溫度為。若溫度為6464脫硫效率為脫硫效率為94.3%94.3%（0.60.6元元/m/m3 3）。 水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原186.2.3 6.2.3 濕式氧化法濕式氧化法 濕式氧化(又稱濕式燃燒)是在液態(tài)和高溫高溫(200(200300)300)、高、高壓壓(3(315MPa)15MPa) 下，用空氣中的氧來氧化溶于水或在水中懸浮的有機物的一種方法。主要屬于自由基反應(yīng)，加入少量雙氧水或過渡金屬化合物可加速反應(yīng)的進行。 應(yīng)用：目前，在國外已廣泛用于各類目前，在國外已廣泛

15、用于各類高濃度廢水及污泥處理，高濃度廢水及污泥處理，尤其是毒性大，難以用生化方法處理的尤其是毒性大，難以用生化方法處理的農(nóng)藥廢水、染料農(nóng)藥廢水、染料廢水、制藥廢水、煤氣洗滌廢水、造紙廢水、合成纖維廢水、制藥廢水、煤氣洗滌廢水、造紙廢水、合成纖維廢水、廢水、煉焦及其他有機合成工業(yè)廢水及其他有機合成工業(yè)廢水的處理。的處理。也用于還原性無機物(如SCN-、S2-等) 和反射性廢物的處理。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原19濕濕式式氧氧化化法法影響因素：溫度、氧分壓、時間、催化劑等。操作溫度一般控制在操作溫度一般控制在180以上，操作壓力為以上，操作壓力為512MPa以上。以上。主要設(shè)

16、備：反應(yīng)塔，屬于高溫高壓設(shè)備。反應(yīng)塔，屬于高溫高壓設(shè)備。反應(yīng)時間：做生物預(yù)處理約做生物預(yù)處理約0.5h。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原20濕式氧化法應(yīng)用示例濕式氧化法應(yīng)用示例 濕式氧化法+生物法處理丙烯腈生產(chǎn)廢水經(jīng)濕式氧化法處理：CODCOD由由42000mg/L42000mg/L降至降至1300mg/L1300mg/L，BODBOD5 5由由14200mg/L14200mg/L降至降至1000mg/L1000mg/L；氰化物由氰化物由270mg/L270mg/L降至降至1mg/L1mg/L； BODBOD5 5/COD/COD由由0.20.2升至升至0.760.76以上。以

17、上。再經(jīng)活性污泥法處理，總?cè)コ蔬_：COD：99， BOD5 ：99.9，氰化物：99.6。 有機物O/M值越小、C/M越大，濕式氧化愈易。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原21濕式氧化的優(yōu)缺點濕式氧化的優(yōu)缺點 優(yōu)點：適用范圍廣(包括對染物種類和濃度的適應(yīng)性)、處理效率高、二次污染低、氧化速度快、裝置小、可回收能量和有用物料等。 缺點：設(shè)備要求高（耐壓、防腐、保溫、安全可靠）、成本高。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原226.2.4 6.2.4 臭氧氧化臭氧氧化 臭氧(O3)是氧的同素異構(gòu)體，是一種具有刺激性氣味、不穩(wěn)定的氣體，有毒，具有氧化、腐蝕性。臭氧氧化能力僅

18、次于氟，比氯、高錳酸鹽、氧都高。能與廢水中大多數(shù)有機物及微生物迅速作用。在水中溶解度是氧氣的10倍。在水中分解很快，常溫下半衰期約1530min。 臭氧不穩(wěn)定，需在現(xiàn)場制備。制備方法有電解法、化學法、高能射線輻射法和無聲放電法等。目前工業(yè)上幾乎都用干燥空氣或氧氣經(jīng)無聲放電（1500020000V電壓）法。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原23臭氧的制備方法 在電子的轟擊下，發(fā)生如下反應(yīng)：在電子的轟擊下，發(fā)生如下反應(yīng)： O O2 2+e+eO+O+eO+O+e；O O2 2+O+OO O3 3；O+O+OO+O+OO O3 3； O O3 3+e+eO O2 2+O+e+O+e；O

19、 O3 3+O+O2O2O2 2 反應(yīng)中反應(yīng)中OO3 3既生成又分解，因而得到的是臭氧僅為既生成又分解，因而得到的是臭氧僅為l l3%(3%(重量重量) )的混合氣體的混合氣體（體積分數(shù)0.5%1.0% ），通常叫做，通常叫做臭氧化氣，臭氧化氣，直接注入水中進行消毒。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原246.2.4 臭氧氧化臭氧氧化 處理裝置：有氣泡塔，篩板塔、填料塔等。投配裝置一般用多孔擴散器、文丘里水射器等。 接觸時間：臭氧與廢水的接觸時間一般大于30min。 影響因素：影響臭氧氧化法處理效果的主要因素除污染物的性質(zhì)、濃度、臭氧投加量、溶液pH值、溫度、反應(yīng)時間外，氣態(tài)藥劑O

20、3的投加方式亦很重要。它決定接觸方式和時間、氣泡大小與水壓等因素。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原25臭氧與污水的混合反應(yīng)器臭氧與污水的混合反應(yīng)器水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原26臭氧處理工藝設(shè)計臭氧處理工藝設(shè)計 設(shè)計主要內(nèi)容兩個：臭氧發(fā)生器型號和臺數(shù)的確定依據(jù)是臭氧投加量、臭氧化氣濃度和臭氧發(fā)生器的工作壓力依據(jù)是臭氧投加量、臭氧化氣濃度和臭氧發(fā)生器的工作壓力臭氧布氣裝置和接觸反應(yīng)池容積的確定依據(jù)是布氣裝置性能和接觸反應(yīng)時間依據(jù)是布氣裝置性能和接觸反應(yīng)時間水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原27臭氧氧化法在水處理中的應(yīng)用 在廢水處理中對除臭、脫色、

21、殺菌、除酚、氰、有機硫化物、不飽和脂肪族及芳香族化合物、鐵、錳、降低COD和BOD等具有顯著的效果。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原28臭氧氧化法在水處理中的應(yīng)用 酚（酚（mg/L）油（油（mg/L）硫化物（硫化物（mg/L）色度（度）色度（度）O3處理前處理前0.10.35100.05812O3處理后處理后0.010.30.0224 例例1 1 印染廢水處理，采用生化法脫色效率較低處理，采用生化法脫色效率較低( (僅為僅為404050%)50%)，而采用臭氧氧化法，而采用臭氧氧化法( (有時還與混凝、活性炭吸附結(jié)有時還與混凝、活性炭吸附結(jié)合合) )，脫色率可達9099%，一般

22、O3投量為4060mgL，接觸反應(yīng)時間為1030min。 例例2 2 某某煉油廠廢水，經(jīng)脫硫、浮選和曝氣處理后，采用，經(jīng)脫硫、浮選和曝氣處理后，采用OO3進行深度處理，進行深度處理，O3投量為50mg/L，接觸反應(yīng)時間10min，處理效果顯著（見下表）。，處理效果顯著（見下表）。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原29臭氧消毒流程臭氧消毒流程水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原30臭氧氧化處理廢水的臭氧氧化處理廢水的優(yōu)點優(yōu)點 優(yōu)點：氧化能力強，約為氯的2倍；反應(yīng)速度快，時間短，設(shè)備小，設(shè)備費用低；臭氧制取只需空氣或氧和電力，不需要原料的貯存和運輸；不造成二次污染，只增加

23、水中溶解氧；臭氧的氧化或部分氧化產(chǎn)物的毒性較低，與用氯氧化含酚廢水相比，它不會產(chǎn)生氯酚的氣味；操作管理簡便，只需調(diào)節(jié)電源的周波數(shù)和電壓以及氣體流量，即可控制臭氧的發(fā)生量。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原31臭氧氧化處理廢水的臭氧氧化處理廢水的缺點缺點 缺點：投資大、運營費用高，因此主要用于低濃度、難氧化的有機廢水的處理和消毒殺菌。 將混凝或活性污泥法與臭氧化聯(lián)合，可以有效地去除色度將混凝或活性污泥法與臭氧化聯(lián)合，可以有效地去除色度和難降解的有機物。和難降解的有機物。 紫外線照射可以激活紫外線照射可以激活OO3 3分子和污染物分子，加快反應(yīng)速分子和污染物分子，加快反應(yīng)速度，增強氧

24、化能力，降低臭氧消耗量。度，增強氧化能力，降低臭氧消耗量。 活性炭、亞銅離子可催化加速臭氧氧化。活性炭、亞銅離子可催化加速臭氧氧化。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原326.2.5 氯氧化 氯是目前國內(nèi)氯是目前國內(nèi)最常用的便宜最常用的便宜的化學氧化劑和消毒劑，的化學氧化劑和消毒劑，且氧化能力較強。 常用的藥劑有：漂白粉、液氯、次氯酸鈉。這些藥劑在水中都能產(chǎn)生氧化能力極強的OCl-，再將有毒有害物質(zhì)氧化為無毒無害的物質(zhì)。 可用于給水和廢水消毒，又可用于廢水的氧化處理（化工、染料廢水）?？梢匝趸幚韽U水中的酚、醛、醇類及洗滌劑、油類、氰化物、硫化物和染料等，具有脫色、除臭、殺菌、防腐

25、等作用。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原33（1）氯氧化原理）氯氧化原理 Cl2 + H2O HClO + HCl HClO是一種弱酸，能在水中離解，當pH 6時較穩(wěn)定。 HClO H+ + ClO-， HClO（E0=1.49V）比ClO- （E0=0.9V）氧化能力強，游離氯溶液的氧化消毒能力隨pH變化，酸性條件有利。不同不同pHpH和水溫時水中和水溫時水中HClOHClO與與ClOClO- -的相對含量的相對含量pHKHOClOClgalgl水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原34（2）氯氧化原理n次氯酸鹽溶于水中產(chǎn)生次氯酸鹽溶于水中產(chǎn)生ClO-： NaOCl

26、 Na+ + ClO- 以以HClO和和ClO-形式存在的氯稱為形式存在的氯稱為有效氯有效氯。n氯作為氧化劑時的功能與消毒有所不同。氯作為氧化劑時的功能與消毒有所不同。n氯作為消毒劑時，其滅菌效率將隨氯作為消毒劑時，其滅菌效率將隨pHpH值的降低而增大；值的降低而增大；nHClOHClO比比ClOClO- -易接近細菌使其氧化分解易接近細菌使其氧化分解n作為氧化劑氧化作為氧化劑氧化CN-CN-、H H2 2S S及脫色時，其氧化效率隨及脫色時，其氧化效率隨pHpH值的升高而增大。值的升高而增大。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原35（2）氯消毒影響因素）氯消毒影響因素 氯消毒涉及

27、一系列復雜反應(yīng)并且受到與氯反應(yīng)物質(zhì)的種類、反應(yīng)程度、溫度、pH、試驗生物活性以及各種其它因素的影響。較高溫度對氯氧化有利；在酸中氧化作用強，在堿中則弱些。 不同廢水的水質(zhì)和消毒要求差別很大，應(yīng)通過實驗確定投氯量。一般城市污水沉淀后出水的投氯量約為624mg/L，二級生化處理出水約為39mg/L，二級生化加過濾處理之出水，約為15mg/L。氯與廢水應(yīng)充分混合，接觸時間約為1h（氯胺消毒為2h）。廢水經(jīng)加氯消毒后，1h后的余氯量應(yīng)不小于0.5mg/L。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原36 NH3 + HOCl NH2Cl + H2O NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O

28、 NHCl2 + HOCl NCl3 + H2O（2）氯消毒影響因素）氯消毒影響因素氨氨氯也會與有機氮如蛋白質(zhì)、氨基酸等反應(yīng)生成有機氯胺化合物。氯也會與有機氮如蛋白質(zhì)、氨基酸等反應(yīng)生成有機氯胺化合物。n氯與氨或有機氮化合物在水中結(jié)合形成的氯胺化合物稱為結(jié)合有效氯。氯胺也有殺菌作用，但比HOCl慢。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原37折點氯化法和氯胺消毒法 給水處理給水處理：氨氮含量較低（小于：氨氮含量較低（小于0.3mg/L0.3mg/L），通常投氯量超），通常投氯量超過折點過折點B B（約（約1 12.5mg/L 2.5mg/L ），維持一定游離余氯量（），維持一定游離余氯量

29、（ 0.5h0.5h后不后不小于小于0.3mg/L0.3mg/L ），此即），此即“折點氯化法折點氯化法”（快速有效）。（快速有效）。 若氨氮含量較高（大于若氨氮含量較高（大于0.5mg/L0.5mg/L），投氯量控制在峰點），投氯量控制在峰點A A以以前即可，這時的化合余氯量已足夠消毒。（前即可，這時的化合余氯量已足夠消毒。（氯胺消毒法，慢而氯胺消毒法，慢而持久持久）水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原38液氯消毒工藝液氯消毒工藝水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原39（3）有效消毒的重要設(shè)計因素）有效消毒的重要設(shè)計因素 快速而完全的初始混合； 產(chǎn)生接近平推流條件的長

30、寬比（L/W 25）； 足夠停留時間：在出水余氯最低（0.5mg/L）的投氯量之下，產(chǎn)生最優(yōu)消毒效果的足夠停留時間（不少于15分鐘，最好有30分鐘）。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原40*加氯裝置1出氯孔；出氯孔；2玻璃鐘罩；玻璃鐘罩；3吸氯管；吸氯管；4水射器；水射器；5，6浮球；浮球；7補充進水管；補充進水管；8溢流管；溢流管；9淺盤；淺盤；10旋流分離器旋流分離器水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原41氯氧化系統(tǒng)水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原42（4）氯消毒法應(yīng)用加氯量為50mg/L，余氯2mg/L，消毒作用穩(wěn)定，同時可去除氨氮50%，懸浮物

31、87%，溶解氧由2mg/L增加至7mg/L。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原43氯氧化法處理含氰廢水氯氧化法處理含氰廢水 堿性條件下CN+ClO-+H2OCNCl+2OH- 揮發(fā)性劇毒物質(zhì)CNCl在pH=10-11時，可在1015min 內(nèi)轉(zhuǎn)化為毒性極小的氰酸根CNO-CN+2OH- CNO-+Cl-+H2O 因CNO-易水解生成NH3，所以應(yīng)繼續(xù)氧化，控制pH=7.5-8.0，使2CNO- + 2OCl-2CO2 + N22Cl-2CNCl+ 4OCl- 2CO2 + N26Cl -水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原44（5）氯消毒法的缺點 如用液氯或漂白粉氧化

32、酚，用氯量必須過量數(shù)倍（10倍），否則將產(chǎn)生氯酚，發(fā)出不良氣味。酚的氯化反應(yīng)為：n氯不僅有氧化作用，還能與有機物發(fā)生取代反應(yīng)，能形成有機氯化物（THM），有潛在的致癌作用，國外已限制其使用。如用ClO2處理，可使酚全部分解不產(chǎn)生氯酚，但費用更為昂貴。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原456.2.6 二氧化氯消毒 二氧化氯（Chlorine DioxideChlorine Dioxide）是一種黃綠色氣體，具有與氯相似的刺激性氣味，沸點11，凝固點-59，極不穩(wěn)定，在空氣中濃度為10%時就有可能爆炸。二氧化氯易溶于水，溶解度約為氯的5倍，在室溫4kPa分壓下溶解度為2.9g/L。H

33、ClHClOOHClO3222222OCl2ClOHClOHClOHCl22OHClHCl22HClHClOOHClHClO3222水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原46（1）二氧化氯的制備 二氧化氯氣體在高于二氧化氯氣體在高于-40-40時不穩(wěn)定、易爆炸時不穩(wěn)定、易爆炸, ,所以需要所以需要在使用現(xiàn)場生產(chǎn)。在使用現(xiàn)場生產(chǎn)。制備方法主要分為兩大類：化學法和隔膜電解法 1). 化學法434232NaHSO2HClOSO2H2NaClO42223SOHClO2SOHClO2OH2NaSO2ClClO2SOHHCl2NaClO22422423OH3NaSO4HCOOHClO4OHCHS

34、OH4NaClO22423423NaCl2ClO2ClNaClO2223水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原47（1）二氧化氯的制備2). 隔膜電解法 以食鹽溶液為電解液，在電場作用下，陽極室內(nèi)氯離子在陽極失去電子不僅生成氯氣，而且在中性電極的作用下，生成二氧化氯和過氧化氫等。 穩(wěn)定化二氧化氯的制備：將二氧化氯氣體穩(wěn)定于惰性溶液中，形成含二氧化氯有效成分濃度在2%以上的產(chǎn)品。碳酸鹽價格便宜、來源方便，是最常用的穩(wěn)定劑。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原48（2）二氧化氯消毒 二氧化氯的氧化性極強,是氯氣的倍。在酸性或堿性條件下及在水處理條件下（p），ClO有很強的氧化

35、性。 二氧化氯是世界衛(wèi)生組織確認的AI級高效、廣譜、安全的殺菌劑，也是國際社會公認的氯系列消毒劑最理想的換代產(chǎn)品。 二氧化氯作為消毒劑，不與廢水中的氨氮、含氮有機物反應(yīng)，也不會產(chǎn)生有機氯化物。因此，特別適合于對含有酚和有臭味的廢水進行消毒處理。 在給水處理中，當單純用于消毒時，其投加量約0.11.5mg/L；同時兼做除臭時，投加量約0.61.5mg/L。投藥量必須保證管網(wǎng)末端有0.05mg/L的余量。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原49（3 3）二氧化氯在水處理中的應(yīng)用）二氧化氯在水處理中的應(yīng)用1). 水的消毒劑 ClO2不能在配水系統(tǒng)中維持長時間的余氯量，往往用于初期消毒,殺

36、滅細菌和胞囊，然后利用氯胺在配水管網(wǎng)系統(tǒng)消毒。會形成會形成2 2種副產(chǎn)物：亞氯酸鹽和氯酸鹽，影響人體健康。種副產(chǎn)物：亞氯酸鹽和氯酸鹽，影響人體健康。還會產(chǎn)生味與嗅，以及相對還會產(chǎn)生味與嗅，以及相對高的成本高的成本等因素限制了等因素限制了ClOClO2 2的使用。的使用。2). 對THM的控制 3). 對水中酚類化合物的破壞4). 氧化飲用水中的鐵離子和錳離子 Cl2H12MnO5OH6Mn5ClO22222ClH21CO10)OH(Fe5OH13)HCO(Fe5ClO232222水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原50（3 3）二氧化氯在水處理中的應(yīng)用）二氧化氯在水處理中的應(yīng)用圖1

37、3-5 混凝沉淀-二氧化氯氧化法處理印染廢水工藝流程上清液干污泥（排放）板框壓濾機污泥干化池污泥濃縮罐污泥池上清液（排放）三角堰二沉池B二沉池A1/3水ClO2反應(yīng)器混凝沉淀池調(diào)節(jié)池混凝劑隔柵廢水水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原51溫度0.5C5C10C15C20C25C二氧化氯815440272114 臭氧4.532.521.51 氯胺38002200185015001100750*臭氧、二氧化氯及氯胺臭氧、二氧化氯及氯胺去除去除99.9%的梨形蟲胞囊的的梨形蟲胞囊的CT值：值：水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原52*用于消毒的化學氧化 氯、溴、碘、過錳酸鉀、二

38、氧化氯、臭氧和紫外線等都是有效的消毒劑。在水量不大的消毒場合，二氧化氯的使用正不斷增加 在給水領(lǐng)域，為減少加氯消毒副產(chǎn)物的影響，臭氧開始得到越來越多的應(yīng)用。但臭氧生產(chǎn)耗電較大，水中剩余臭氧降解較快，對細菌的抑制時間較短。因此典型的流程是在原水或沉淀池與過濾池之間加入臭氧進行初級消毒，然后加入氯胺作為配水系統(tǒng)的消毒。 各種常用消毒劑的效果按以下順序排列：O3 ClO2 HOCl OCl- NHCl2 NH2Cl水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原536.2.7 其他氧化劑氧化法其他氧化劑氧化法（1）高錳酸鹽氧化法最常用的是KMnO4，高錳酸鉀在不同的介質(zhì)中都可與較強的還原劑作用，在酸

39、性介質(zhì)中還原產(chǎn)物為在酸性介質(zhì)中還原產(chǎn)物為MnMn2+2+，呈淡粉色；，呈淡粉色；在中性介質(zhì)中還原產(chǎn)物為在中性介質(zhì)中還原產(chǎn)物為MnOMnO2 2，呈棕黑色沉淀；，呈棕黑色沉淀；在堿性介質(zhì)中還原產(chǎn)物為在堿性介質(zhì)中還原產(chǎn)物為MnOMnO4 42-2-，呈綠色。，呈綠色。高錳酸鹽能與污水中有機物反應(yīng)，殺死污水中很多微生物。在中性在中性pHpH值較好；值較好；銅有催化作用。銅有催化作用。 水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原54（1）高錳酸鹽氧化法）高錳酸鹽氧化法 優(yōu)點：出水無異味；氧化藥劑(干態(tài)或濕態(tài))易于投配和監(jiān)測，并易于利用原有水處理設(shè)備 (如凝聚沉淀設(shè)備，過濾設(shè)備)；反應(yīng)過程中產(chǎn)生的

40、新生態(tài)水合二氧化錳具有催化氧化和吸附作用；利于凝聚沉淀的進行(特別是對于低濁度廢水的處理)。作為氯氧化的預(yù)處理可以有效控制氯酚和氯仿的形成。 缺點：成本高和尚缺乏廢水處理的運行經(jīng)驗。 與其它處理方法(如空氣曝氣、活性炭吸附等)配合使用，可使處理效率提高，成本下降。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原55高錳酸鹽氧化法的應(yīng)用高錳酸鹽氧化法的應(yīng)用出水消毒濾池澄清池高錳酸鉀復合藥劑混凝劑原水泵房黃河水庫水圖13-15 水處理工藝流程圖 在廢水處理中，高錳酸鹽氧化法正研究應(yīng)用于去除酚、H2S、CN等； 在給水處理中，可用于消滅藻類、除臭、除味、除鐵()、除錳()等。高錳酸鉀復合藥劑處理工藝

41、水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原56（2）過氧化氫氧化）過氧化氫氧化 過氧化氫單獨氧化產(chǎn)品穩(wěn)定，儲存時每年活性氧的損失低于1%；安全，沒有腐蝕性，能較容易地處理液體;與水完全混溶，避免了溶解度的限制或排出泵產(chǎn)生氣栓；無二次污染，能滿足環(huán)保排放要求；氧化選擇性高，特別是在適當條件下選擇性更高。 過氧化氫與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化體系通常稱為Fenton試劑。 該試劑作為強氧化劑的應(yīng)用已具有一百多年的歷史，在精細化工、醫(yī)藥化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境污染治理等方面得到廣泛的應(yīng)用。 過氧化氫與紫外線合并使用可氧化鹵代脂肪烴、炸藥等。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原576.2.

42、8 6.2.8 光氧化法光氧化法 光氧化法是光輻射或放射性輻射強化氧化過程。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；光源有紫外線、放射線紫外線、放射線(、X射線等)，起催化劑的作用。射線輻照下氧化反應(yīng)的產(chǎn)物及效率取決于被處理物質(zhì)的種類和輻照條件(射線種類、輻照強度等)。多用多用紫外光紫外光，但它對不同的污染物有一定的差異，有時某些特，但它對不同的污染物有一定的差異，有時某些特定波長的光對某些物質(zhì)最有效。定波長的光對某些物質(zhì)最有效。水中懸浮物能吸收射線的能量，使其氧化效率有明顯的降低，故通常要預(yù)先除去。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原58 紫外線是

43、波長在0.20.39m范圍內(nèi)的電磁波。 利用紫外線消毒的方法是：將薄層的水暴露于汞蒸汽弧光燈中，該弧光燈產(chǎn)生波長在0.20.29m的紫外線。UVUV在水中的穿透深度大約在在水中的穿透深度大約在5080mm5080mm。為了覆蓋更大的水域范圍，需要使用更多的燈管。光線能否穿過水體到達水中的目標物影響著殺菌的效果。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原59光化學法舉例光化學法舉例(1)用紫外線強化氯的氧化過程 在投氯的有機廢水中，用紫外光進行照射，可使氯的氧化作用大大增強(一般認為是由于初生態(tài)氧原子的強氧化作用)?？捎糜谌コ墚a(chǎn)生色、嗅、味的有機物。反應(yīng)過程如下：Cl2 + H2O HO

44、Cl + HCl 光光 光光 HOClHOClHCl+HCl+OO ； HHC+C+OOHH2 2O+COO+CO2 2水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原60光化學法舉例光化學法舉例(2)紫外線強化空氣(O2)的氧化過程 原理是紫外線能使有機物產(chǎn)生易與氧結(jié)合的自由基，因而促使其氧化破壞。為了產(chǎn)生足夠的自由基，可將廢水在空氣中霧化，形成氣溶膠，然后用紫外線(250270nm)照射，接觸時間為912s。試驗給果表明，在一定的光強下，揮發(fā)酚的氧化降解率為100%，表面活性物質(zhì)的為67，油類的為3054%。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原61光輻射強化氧化的特點光輻射強化

45、氧化的特點 優(yōu)點：反應(yīng)迅速、處理效率高、投藥少(因而泥渣少、水中鹽分少)、操作簡便，對于低濃度有機廢水的處理是有效的。 實踐證明，光氧化的氧化能力比只用氯氧化高10倍以上，處理過程一般不產(chǎn)生沉淀物，不僅可處理有機物，也可以處理能被氯化的無機物。 此法作為廢水深度處理時，COD、BOD可處理到接近于零；對含有表面活性劑的廢水具有很強的分解能力；還可用于除微量油、水的消毒和除臭味等。 水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原626.3 6.3 化學還原法化學還原法（1）定義：污水中的有毒物質(zhì)，被還原劑變?yōu)闊o毒的或毒性小的新物質(zhì)的方法，稱為還原法。主要用于處理含汞、含鉻和含銅等重金屬廢水。（

46、2）常用的還原劑有： a. 在給出電子后氧化成帶正電荷離子的中性原子； 某些電極電位較低的金屬，如鐵、鋅等。b. 帶負電荷的離子，給出電子后氧化成帶正電荷的離子； 例如硼氫化鈉中的例如硼氫化鈉中的BHBH4 4- -。c. 金屬或非金屬的帶正電荷的離子，給出電子后氧化成帶有較高正電荷的離子；例如例如FeSOFeSO4 4、FeClFeCl2 2中的中的FeFe2+2+；SOSO2 2和亞硫酸鹽和亞硫酸鹽(NaHS0(NaHS03 3、NaNa2 2S0S03 3) )中的中的S S4+4+。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原63化學還原法分類及應(yīng)用化學還原法分類及應(yīng)用 分類：金屬

47、還原法和藥劑還原法金屬還原法是以固體金屬為還原劑，用來還原廢水中的污染物，特別是汞、鎘、鉻等重金屬離子。鐵和鋅鐵和鋅置換汞置換汞. .藥劑還原法是采用一些化學藥劑作為還原劑，把有毒物轉(zhuǎn)變成低毒或無毒物質(zhì)，并進一步將污染物去除，使廢水得到凈化。 應(yīng)用：還原法去除六價鉻 還原法除汞() 水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原646.3.1 藥劑還原法去除六價鉻去除六價鉻 電鍍、冶煉、制革、化工廢水中劇毒的六價鉻(Cr2O72或CrO42)可用還原劑還原成毒性極微的三價鉻。 常用的還原劑有亞硫酸氫鈉、二氧化硫、硫酸亞鐵亞硫酸氫鈉、二氧化硫、硫酸亞鐵。酸性(pH4)為宜。還原產(chǎn)物Cr3+可通

48、過加堿至pH7.59使之生成氫氧化鉻沉淀，而從溶液中分離除去。采用亞硫酸氫鈉亞硫酸氫鈉，具有設(shè)備簡單、沉渣量少且易于回收利用等優(yōu)點，因而應(yīng)用較廣。亦有采用來源廣、價格低的硫酸亞鐵硫酸亞鐵和石灰石灰的，如廠區(qū)有二氧化硫二氧化硫及硫化氫硫化氫廢氣時，也可采用尾氣還原法；如廠區(qū)同時有含鉻廢水和含氰廢水同時有含鉻廢水和含氰廢水時，可互相進行氧化還原反應(yīng)，以廢治廢。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原65硫酸亞鐵-石灰流程除六價鉻 采用硫酸亞鐵采用硫酸亞鐵-石灰流程除鉻，適用于含鉻濃度變化較大石灰流程除鉻，適用于含鉻濃度變化較大的場合，的場合，費用較低費用較低。（為何要用石灰？）（為何要用石

49、灰？）6FeSO6FeSO4 4+ +H H2 2CrCr2 2O O7 7+6H+6H2 2SOSO4 4CrCr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3Fe+3Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3+7+7HH2 2OO Cr Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3 +3Fe +3Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3 +12Ca(OH) +12Ca(OH)2 2 2Cr(OH)2Cr(OH)3 3 +6Fe(OH)+6Fe(OH)3 3 +12CaSO+12CaSO4 4水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原66藥劑還原法去除六價鉻 如廠區(qū)同時有含鉻廢水和含氰廢水同時有含

50、鉻廢水和含氰廢水時，可互相進行氧化還原反應(yīng)，以廢治廢，其反應(yīng)為：近年來試驗研究了用活性炭吸附處理含鉻()廢水的方法。當pH值很低時，本質(zhì)上仍是一種還原法：水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原676.3.2 還原法除汞() 氯堿、炸藥、制藥、儀表等工業(yè)廢水中常含劇毒的氯堿、炸藥、制藥、儀表等工業(yè)廢水中常含劇毒的Hg2+，處理方法是將汞還原后加以分離和回收。，處理方法是將汞還原后加以分離和回收。 常用的還原劑為常用的還原劑為比汞活潑的金屬比汞活潑的金屬( (鐵屑、鋅粉、鋁粉、鐵屑、鋅粉、鋁粉、銅屑等銅屑等) )、硼氫化鈉、醛類、聯(lián)胺硼氫化鈉、醛類、聯(lián)胺等。等。 廢水中的廢水中的有機汞有

51、機汞通常先用氧化劑通常先用氧化劑( (如氯如氯) )將其破壞，使將其破壞，使之轉(zhuǎn)化為無機汞后，再用金屬置換。之轉(zhuǎn)化為無機汞后，再用金屬置換。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原68金屬還原除汞() 將含汞廢水通過金屬屑濾床，或與金屬粉混合反應(yīng)，置換出金屬汞。反應(yīng)速度與接觸面積、溫度、pH值等有關(guān)。（1）接觸面積 通常將金屬破碎成24mm的碎屑，并用汽油或酸去掉表面的油污或銹蝕層。（2）反應(yīng)溫度 反應(yīng)溫度提高，能加速反應(yīng)的進行；但溫度太高，會有汞蒸氣逸出，故反應(yīng)一般在2080范圍內(nèi)進行。（3）pH值 采用鐵屑過濾時，在69較好，耗鐵量最省；采用鋅粒還原時，pH值最好在911之間；用銅

52、屑還原時，pH值在110之間均可。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原69鐵屑還原法鐵屑還原法除汞除汞() HgHg2+2+Fe+FeHgHg +Fe+Fe2+2+ 3Hg3Hg2+2+2Fe+2Fe3Hg3Hg +2Fe+2Fe3+3+ 汞用鐵屑置換時，廢水的pH值在69最好，能使單位重量的鐵屑置換更多的汞。pH6時，鐵的溶解度增大，鐵屑損失加大；pH5時，有氫氣析出，影響鐵屑的有效表面積。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原70金屬還原除汞()實例 據(jù)某廠試驗，用工業(yè)鐵粉去除酸性廢水中的汞()，在5060，混合反應(yīng)11.5h，經(jīng)過濾分離，廢水中所含汞量可去除90以上

53、。某水銀電解法氯堿車間的含汞淡鹽水，用鋼屑填充的過濾床處理，溫度在2080，pH值在69，接觸時間2min，汞去除率達90%。銅屑過濾法常用于處理酸濃度較大的含汞廢水。如某化工廠廢水中酸濃度達30%，含汞量為600700mgL，采用銅屑過濾法除汞，接觸時間不少于40min，含汞量可降至10mgL以下。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原71硼氫化鈉還原汞() 硼氫化鈉在堿性條件下(pH911)可將汞離子還原成汞，其反應(yīng)為：水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原726.4 6.4 電解電解 電解原理是在直流電場的作用下，電解質(zhì)溶液發(fā)生的電化學反在直流電場的作用下，電解質(zhì)溶液

54、發(fā)生的電化學反應(yīng)過程。應(yīng)過程。其氧化還原能力隨電極電位而變化，適用范圍很寬。 能使電解正常進行所需的最小外加電壓稱為分解電壓。U=原電池的電動勢原電池的電動勢+濃差電池電位濃差電池電位+化學極化電位化學極化電位+IR（電解液電阻產(chǎn)（電解液電阻產(chǎn)生壓降）生壓降）槽電壓一般為槽電壓一般為45V 廢水中的污染物在電解槽的陽極和陰極分別進行氧化和還原反應(yīng)使污染物濃度降低。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原73式中：式中：G G析出或溶解的物質(zhì)質(zhì)量，析出或溶解的物質(zhì)質(zhì)量，g g E E物質(zhì)的化學當量，物質(zhì)的化學當量，g/molg/mol； Q Q通過的電量通過的電量, ,庫倫（庫倫（C C

55、） I I電流強度，安培（電流強度，安培（A A）；）； t t電解時間（電解時間（S） F F法拉第常數(shù)，法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96500 C/molF=96500 C/mol由此可計算由此可計算耗電量耗電量 EITF1GEQF1G或法拉第電解定律 法拉第電解定律：法拉第電解定律：電流通過電解質(zhì)溶液時，在電極上發(fā)生電流通過電解質(zhì)溶液時，在電極上發(fā)生化學反應(yīng)的物質(zhì)的量與通過的電量成正比，在電極上析出化學反應(yīng)的物質(zhì)的量與通過的電量成正比，在電極上析出或溶解或溶解1mol的任何物質(zhì)（的任何物質(zhì)（E）時，都需要）時，都需要96500C（庫侖）（庫侖）的電量。的電量。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學

56、氧化還原746.4.1 6.4.1 電解機理電解機理電解法處理廢水的機理可以歸納以下四種：（1）電極表面處理過程（氧化與還原）（2）電解上浮（3）電解凝聚（4） 電解產(chǎn)物的氧化還原作用水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原75（1 1）電極表面處理過程（氧化與還原）電極表面處理過程（氧化與還原） 如電解除氰：在陽極失去電子被氧化：氰化鍍銅廢水在堿性條件下進入電解槽電解在石墨陽極上發(fā)生電解氧化反應(yīng)最終被氧化為二氧化碳和氮氣。CNCN- -+2OH+2OH- -2e-2eCNOCNO- -+H+H2 2O O 電解氧化電解氧化CNOCNO- -+2H+2H2 2O O NHNH4 4+

57、+CO+CO3 3 2 2 水解水解2 CNO2 CNO- - +4OH+4OH6e 6e 2CO2CO2 2 +N+N2 2 +H+H2 2O O 電解氧化電解氧化在陰極得到電子被還原：在陰極上，重金屬離子可發(fā)生電解還原反應(yīng)，發(fā)生重金屬沉積過程。ZnZn2+2+2e +2e Zn Zn； CuCu2+2+2e +2e Cu Cu水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原76（2 2）電解上浮）電解上浮 采用由不溶性材料組成的陰、陽電極對廢水進行電解。當電壓達到水的分解電壓時，產(chǎn)生的初生態(tài)氧和氫對污染物能起氧化或還原作用，同時，在陽極處產(chǎn)生的氧氣泡和陰極處產(chǎn)生的氫氣泡吸附廢水中的絮凝物，

58、發(fā)生上浮過程，使污染物得以去除。2H2O2H+2OH-2H+2e2H2H2 2OH-H2O+1/2O2 +2e水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原77（3 3）電解凝聚）電解凝聚 當采用可溶性陽極鐵或鋁制金屬陽極時，由于電解反應(yīng)，形成氫氧化鐵或氫氧化鋁等不溶于水的金屬氫氧化物活性凝聚體，凝聚和吸附水中膠體粒子使廢水得以凈化的過程叫電解凝聚。Fe-2e Fe2+； Fe2+2OH- Fe(OH)2 在采用可溶性陽極的電解槽中，凝聚和浮上作用同時存在的。水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原78（4 4）電解產(chǎn)物的氧化還原作用電解產(chǎn)物的氧化還原作用 利用電極在電解過程中生成氧

59、化或還原產(chǎn)物，與廢水中的污染物發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀物以去除之。如電解除鉻：在鐵板陽極上：Fe-2e Fe-2e FeFe2+2+；6Fe6Fe2+2+Cr+Cr2 2O O7 72-2-+14H+14H+ + 2Cr2Cr3+3+6Fe+6Fe3+3+7H+7H2 2OO3Fe3Fe2+2+CrO+CrO4 42-2-+8H+8H+ + CrCr3+3+3Fe+3Fe3+3+4H+4H2 2OO在陰極上：2H2H+ +2e +2e H H2 2 CrCr2 2O O7 72-2-+6e+14H+6e+14H+ + 2Cr2Cr3+3+7H+7H2 2OOCrOCrO4 42-2-+3e+8H

60、+3e+8H+ + CrCr3+3+ 4H+ 4H2 2OO隨著電解過程的進行，大量氫離子被消耗，使廢水中剩下大量氫氧根離子，生成氫氧化鉻等沉淀物。CrCr3+3+3+3OHOH- - Cr(OH)Cr(OH)3 3 水污染水污染控制工程控制工程第六章 化學氧化還原79電解法的應(yīng)用 電解具有氧化還原以及電解凝聚與電解浮上作用。電解具有氧化還原以及電解凝聚與電解浮上作用。在廢水處理中有廣闊的應(yīng)用范圍，現(xiàn)已發(fā)展成為一種重要的廢水處理方法。 利用電解可以處理多種含有機物、重金屬廢水?？商幚恚豪秒娊饪梢蕴幚矶喾N含有機物、重金屬廢水。可處理：各種離子狀態(tài)的污染物，如各種離子狀態(tài)的污染物，如CN-、As