廢水處理工程課件第6章化學(xué)氧化還原

1、化學(xué)氧化法處理設(shè)備化學(xué)氧化法處理設(shè)備制作人：萬(wàn)宗振制作人：萬(wàn)宗振化學(xué)氧化法基本理論n化學(xué)氧化法是利用氧化劑氧化分解污水中污染物質(zhì)以達(dá)到凈化污水的一種方法。用于處理最多的是臭氧,過(guò)氧化氫，二氧化氯，高錳酸根，氯，次氯酸，還有空氣中的氧氣，這些氧化劑可以在不同情況下用于各種污水進(jìn)行氧化處理。通過(guò)化學(xué)氧化，可以使污水中的溶解性無(wú)機(jī)或有機(jī)物氧化分解，從而降低污水中的BOD和COD，或是污水中的有毒物質(zhì)無(wú)害化。 化學(xué)氧化還原化學(xué)氧化還原 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 化學(xué)氧化法化學(xué)氧化法第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)還原法化學(xué)還原法第四節(jié)第四節(jié) 電解電解 一、概述一、概述 化學(xué)氧化還原是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效

2、方法。廢化學(xué)氧化還原是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效方法。廢水中呈溶解狀態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)被氧水中呈溶解狀態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)被氧化或還原為微毒、無(wú)毒的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成容易與水分化或還原為微毒、無(wú)毒的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)，從而達(dá)到處理的目的。離的形態(tài)，從而達(dá)到處理的目的。 與生物氧化法相比，化學(xué)氧化還原法需較高的運(yùn)行費(fèi)與生物氧化法相比，化學(xué)氧化還原法需較高的運(yùn)行費(fèi)用。因此，目前化學(xué)氧化還原法僅用于飲用水處理、特用。因此，目前化學(xué)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)廢水處理和以回用為目的的種工業(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

3、理等有限場(chǎng)合。廢水深度處理等有限場(chǎng)合。 簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物的化學(xué)氧化還原過(guò)程簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物的化學(xué)氧化還原過(guò)程 實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。失去電子的元素被氧化，是還原實(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，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(duì)的，其強(qiáng)度可以用相應(yīng)的氧化還原電的還原能力是相對(duì)的，其強(qiáng)度可以用相應(yīng)的氧化還原電位的數(shù)值來(lái)比較。許多種物質(zhì)的標(biāo)

4、準(zhǔn)電極電位值可以在位的數(shù)值來(lái)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(shū)中查到。值愈大，物質(zhì)的氧化性愈強(qiáng)，值愈小，化學(xué)書(shū)中查到。值愈大，物質(zhì)的氧化性愈強(qiáng)，值愈小，其還原性愈強(qiáng)。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(guò)程有機(jī)物的氧化還原過(guò)程 由于涉及共價(jià)鍵，電子的移動(dòng)情形很復(fù)雜。許多反由于涉及共價(jià)鍵，電子的移動(dòng)情形很復(fù)雜。許多反應(yīng)并不發(fā)生電子的直接轉(zhuǎn)移。只是原子周?chē)碾娮釉泼軕?yīng)并不發(fā)生電子的直接轉(zhuǎn)移。只是原子周?chē)碾娮釉泼芏劝l(fā)生變化。目前還沒(méi)有建立電子云密度變化與氧化還度發(fā)生變化。目前還沒(méi)有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。因此，在實(shí)際上，原反應(yīng)的

5、方向和程度之間的定量關(guān)系。因此，在實(shí)際上，凡是加氧或脫氫的反應(yīng)稱為氧化，而加氫或脫氧的反應(yīng)凡是加氧或脫氫的反應(yīng)稱為氧化，而加氫或脫氧的反應(yīng)則稱為還原，凡是與強(qiáng)氧化劑作用使有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單則稱為還原，凡是與強(qiáng)氧化劑作用使有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物的反應(yīng)，可判斷為氧化反應(yīng)。甲烷的降解歷程的無(wú)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：歷程如下： 無(wú)機(jī)物酸醛醇烷 OHCOHCOOHOCHOHCHCH22234各類(lèi)有機(jī)物的可氧化性各類(lèi)有機(jī)物的可氧化性 經(jīng)驗(yàn)表明，酚類(lèi)、醛類(lèi)、芳胺類(lèi)和某些有機(jī)硫化物經(jīng)驗(yàn)表明，酚類(lèi)、醛類(lèi)、芳胺類(lèi)和某些有機(jī)硫化物(如硫醇、硫醚如硫醇、硫醚)等易于氧化；醇類(lèi)、酸類(lèi)、酯類(lèi)

6、、烷基等易于氧化；醇類(lèi)、酸類(lèi)、酯類(lèi)、烷基取代的芳烴化合物取代的芳烴化合物(如如“三苯三苯”)、硝基取代的芳烴化合、硝基取代的芳烴化合物物(如硝基苯如硝基苯)、不飽和烴類(lèi)、碳水化合物等在一定條件、不飽和烴類(lèi)、碳水化合物等在一定條件(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，而飽和烴類(lèi)、鹵代下可以氧化，而飽和烴類(lèi)、鹵代烴類(lèi)、合成高分子聚合物等難以氧化。烴類(lèi)、合成高分子聚合物等難以氧化。 二、化學(xué)氧化法二、化學(xué)氧化法采用的氧化劑包括下列幾類(lèi)。采用的氧化劑包括下列幾類(lèi)。接受電子后還原成負(fù)離子的中性分子，如接受電子后還原成負(fù)離子的中性分子，如Cl2、O2、O3。帶正電荷的離子，接受電子后還原成負(fù)

7、離子，如漂白帶正電荷的離子，接受電子后還原成負(fù)離子，如漂白粉的次氯酸根中的粉的次氯酸根中的Cl+變?yōu)樽優(yōu)镃l-。帶正電荷的離子，接受電子后還原成帶較低正電荷的帶正電荷的離子，接受電子后還原成帶較低正電荷的離子，如離子，如MnO4+中的中的Mn7+變?yōu)樽優(yōu)镸n2+，F(xiàn)e3+變?yōu)樽優(yōu)镕e2+等。等。 （一）空氣氧化（一）空氣氧化 空氣氧化法就是把空氣鼓入廢水中，利用空氣中空氣氧化法就是把空氣鼓入廢水中，利用空氣中的氧氣氧化廢水中的污染物。空氣氧化法具有以下特點(diǎn)：的氧氣氧化廢水中的污染物?？諝庋趸ň哂幸韵绿攸c(diǎn)： 電對(duì)電對(duì)O O2 2/O/O2-2-的半反應(yīng)式中有的半反應(yīng)式中有H H+ +或或OHO

8、H- -離子參加，因而離子參加，因而氧化還原電位與氧化還原電位與pHpH值有關(guān)。值有關(guān)。 在常溫常壓和中性在常溫常壓和中性pHpH值條件下，分子氧值條件下，分子氧O O2 2為弱氧化為弱氧化劑，反應(yīng)性很低，故常用來(lái)處理易氧化的污染物。劑，反應(yīng)性很低，故常用來(lái)處理易氧化的污染物。 提高溫度和氧分壓，可以增大電極電位；添加催化提高溫度和氧分壓，可以增大電極電位；添加催化劑，可以降低反應(yīng)活化能，都利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行。劑，可以降低反應(yīng)活化能，都利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行。 1、地下水除鐵、錳 在缺氧的地下水中常出現(xiàn)二價(jià)鐵和錳。通過(guò)曝氣，在缺氧的地下水中常出現(xiàn)二價(jià)鐵和錳。通過(guò)曝氣，可以將它們分別氧化為可以將它們

9、分別氧化為Fe(OH)Fe(OH)3 3和和MnOMnO2 2沉淀物。沉淀物。 除鐵的反應(yīng)式為：除鐵的反應(yīng)式為： 考慮水中的堿度作用，總反應(yīng)式可寫(xiě)為：考慮水中的堿度作用，總反應(yīng)式可寫(xiě)為： 按此式計(jì)算，氧化按此式計(jì)算，氧化lmg/L Felmg/L Fe2+2+，僅需，僅需O.143mgO.143mgL L O O2 2。 實(shí)驗(yàn)表明，上述反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為：實(shí)驗(yàn)表明，上述反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為： HOHFeOHOFe4252/12322223223284284COOHFeOHOHCOFe2222OpOHFekdtFed 研究指出，研究指出，MnOMnO2 2對(duì)對(duì)MnMn2+2+的氧化具有催化作用。大

10、致的氧化具有催化作用。大致歷程為歷程為 氧化：氧化： 吸附：吸附： 氧化氧化: : 曝氣過(guò)濾曝氣過(guò)濾( (或稱曝氣接觸氧化或稱曝氣接觸氧化) )除錳工藝。先將含錳除錳工藝。先將含錳地下水強(qiáng)烈曝氣充氧，盡量地散去地下水強(qiáng)烈曝氣充氧，盡量地散去CO2CO2，提高，提高pHpH值，再流值，再流入天然錳砂或石英砂充填的過(guò)濾器，利用接觸氧化原理入天然錳砂或石英砂充填的過(guò)濾器，利用接觸氧化原理將水中將水中Mn2+Mn2+氧化成氧化成MnO2MnO2，產(chǎn)物逐漸附著在濾料表面形成，產(chǎn)物逐漸附著在濾料表面形成一層能起催化作用的活性濾膜，加速除錳過(guò)程。一層能起催化作用的活性濾膜，加速除錳過(guò)程。 sMnOOMn22

11、2慢 sMnOMnsMnOMn2222快 22222MnOOsMnOMn很慢地下水除鐵錳工藝流程 曝氣方式可采用蓮蓬頭噴淋曝氣方式可采用蓮蓬頭噴淋水、水射器曝氣、跌水曝氣、水、水射器曝氣、跌水曝氣、空氣壓縮機(jī)充氣、曝氣塔等。空氣壓縮機(jī)充氣、曝氣塔等。濾器可采用重力式或壓力式。濾器可采用重力式或壓力式。濾料粒徑一般用濾料粒徑一般用0.60.62mm2mm，濾層厚度濾層厚度0.70.71.0m1.0m，濾速，濾速101020m/h20m/h。為適用于為適用于Fe2+10mg/L，Mn2+1.5mg/L，pH6的地下水。的地下水。 當(dāng)鐵錳含量大時(shí)，可采用多級(jí)曝氣和多級(jí)過(guò)濾組合流程處理。當(dāng)鐵錳含量大時(shí)

12、，可采用多級(jí)曝氣和多級(jí)過(guò)濾組合流程處理。 2、工業(yè)廢水脫硫 各種硫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位如下：各種硫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位如下： 酸性溶液酸性溶液 堿性溶液堿性溶液 在酸性溶液中，各電對(duì)具有較弱的氧化能力；而在酸性溶液中，各電對(duì)具有較弱的氧化能力；而在堿性溶液中，各電對(duì)具有較強(qiáng)的還原能力。所以利用在堿性溶液中，各電對(duì)具有較強(qiáng)的還原能力。所以利用分子氧氧化硫化物。以堿性條件較好。向廢水中注入空分子氧氧化硫化物。以堿性條件較好。向廢水中注入空氣和蒸汽氣和蒸汽( (加熱加熱) )，硫化物按下式轉(zhuǎn)化為污毒的硫代硫酸，硫化物按下式轉(zhuǎn)化為污毒的硫代硫酸鹽或硫酸鹽。鹽或硫酸鹽。4217. 0324 . 02325 . 01

13、4. 02SOHSOHOSSSHE 2498. 02358. 023274. 0508. 02SOSOOSSSOHOSOHOS222232222OHSOOHOOS2242232222空氣氧化法處理含硫廢水工藝流程 含硫廢水經(jīng)隔油沉渣后含硫廢水經(jīng)隔油沉渣后與壓縮空氣及水蒸氣混合，與壓縮空氣及水蒸氣混合，升溫至升溫至80809090，進(jìn)入氧化，進(jìn)入氧化塔，塔徑一般不大于塔，塔徑一般不大于2.5m2.5m，分四段，每段高分四段，每段高3m3m。每段進(jìn)。每段進(jìn)口處設(shè)噴嘴，霧化進(jìn)料，塔口處設(shè)噴嘴，霧化進(jìn)料，塔內(nèi)氣水體積比不小于內(nèi)氣水體積比不小于1515。廢。廢水在塔內(nèi)平均停留時(shí)間水在塔內(nèi)平均停留時(shí)間l.

14、5l.52.5h2.5h。 （二）濕式氧化 濕式氧化是在較高的濕度和壓力下，用空氣中的濕式氧化是在較高的濕度和壓力下，用空氣中的氧來(lái)氧化廢水中溶解和懸浮的有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物的氧來(lái)氧化廢水中溶解和懸浮的有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物的一種方法。因氧化過(guò)程在液相中進(jìn)行，故稱濕式氧化。一種方法。因氧化過(guò)程在液相中進(jìn)行，故稱濕式氧化。與一般方法相比，濕式氧化法適用范圍廣、處理效率高、與一般方法相比，濕式氧化法適用范圍廣、處理效率高、二次污染低、氧化速度快、裝置小、可回收能量和有用二次污染低、氧化速度快、裝置小、可回收能量和有用物料。物料。 目前濕式氧化法廣泛用于各類(lèi)高濃度廢水及污泥目前濕式氧化法廣泛用于各類(lèi)高

15、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農(nóng)藥廢水、處理，尤其是毒性大，難以用生化方法處理的農(nóng)藥廢水、染料廢水、制藥廢水、煤氣洗滌廢水、造紙廢水、合成染料廢水、制藥廢水、煤氣洗滌廢水、造紙廢水、合成纖維廢水及其他有機(jī)合成工業(yè)廢水的處理。纖維廢水及其他有機(jī)合成工業(yè)廢水的處理。 濕式氧化工藝流程溫度對(duì)濕式氧化效果的影響 (1)溫度愈高，時(shí)間愈長(zhǎng)，去除溫度愈高，時(shí)間愈長(zhǎng)，去除 率愈高。率愈高。 (2)達(dá)到相同的去除率，溫度愈達(dá)到相同的去除率，溫度愈 高，所需時(shí)間愈短，相應(yīng)地高，所需時(shí)間愈短，相應(yīng)地 反應(yīng)容積便愈??；反應(yīng)容積便愈?。?(3)濕式氧化過(guò)程可以分為二個(gè)濕式氧化過(guò)程可以分為二個(gè)

16、速度段。前半小時(shí)，反應(yīng)物濃速度段。前半小時(shí)，反應(yīng)物濃度高，氧化速度快，去除率增加快，此后，反應(yīng)物濃度降低度高，氧化速度快，去除率增加快，此后，反應(yīng)物濃度降低或中間產(chǎn)物難以氧化，氧化速度趨緩，去除率增加不多?；蛑虚g產(chǎn)物難以氧化，氧化速度趨緩，去除率增加不多。 飽和水蒸汽量與溫度、壓力的關(guān)系在一定溫度下，壓力愈高，在一定溫度下，壓力愈高，氣相中水汽量就愈小，總氣相中水汽量就愈小，總壓的低限為該溫度下水的壓的低限為該溫度下水的飽和蒸汽壓。如果總壓過(guò)飽和蒸汽壓。如果總壓過(guò)低，大量的反應(yīng)熱就會(huì)消低，大量的反應(yīng)熱就會(huì)消耗在水的汽化上。濕式氧耗在水的汽化上。濕式氧化的操作壓力一般不低于化的操作壓力一般不低于

17、5.05.012.0MPa12.0MPa。（三）臭氧氧化 臭氧臭氧O O3 3是氧的同素異構(gòu)體，是一種具有魚(yú)腥味的淡紫色是氧的同素異構(gòu)體，是一種具有魚(yú)腥味的淡紫色氣體。沸點(diǎn)氣體。沸點(diǎn)-112.5-112.5；密度；密度2.144kg2.144kgm m3 3，此外，臭氧還具，此外，臭氧還具有以下一些重要性質(zhì)。有以下一些重要性質(zhì)。 （1 1）不穩(wěn)定性：在常溫下容易分解成為氧氣并放出熱量。）不穩(wěn)定性：在常溫下容易分解成為氧氣并放出熱量。 （2 2）溶解性：在水中溶解度比純氧高）溶解性：在水中溶解度比純氧高1010倍，比空氣高倍，比空氣高2525倍。倍。 （3 3）毒性：高濃度臭氧是有毒氣體，有強(qiáng)烈

18、的刺激作用）毒性：高濃度臭氧是有毒氣體，有強(qiáng)烈的刺激作用 （4 4）氧化性：一種強(qiáng)氧化劑，氧化還原電位與）氧化性：一種強(qiáng)氧化劑，氧化還原電位與pHpH值有關(guān)。值有關(guān)。 （5 5）腐蝕性）腐蝕性 臭氧具有強(qiáng)腐蝕性。臭氧具有強(qiáng)腐蝕性。 臭氧的制備臭氧處理閉路系統(tǒng) 水的臭氧處理在接觸反水的臭氧處理在接觸反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。選擇何種反應(yīng)應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。選擇何種反應(yīng)器取決于反應(yīng)類(lèi)型。當(dāng)過(guò)程器取決于反應(yīng)類(lèi)型。當(dāng)過(guò)程受傳質(zhì)速度控制時(shí)，應(yīng)選擇受傳質(zhì)速度控制時(shí)，應(yīng)選擇傳質(zhì)效率高的螺旋反應(yīng)器、傳質(zhì)效率高的螺旋反應(yīng)器、噴射器等；當(dāng)過(guò)程受反應(yīng)速噴射器等；當(dāng)過(guò)程受反應(yīng)速度控制時(shí)，應(yīng)選用鼓泡塔，度控制時(shí)，應(yīng)選用鼓泡塔，以保持較大的

19、液相容積和反以保持較大的液相容積和反應(yīng)時(shí)間。應(yīng)時(shí)間。 臭氧在水處理中的應(yīng)用 水經(jīng)臭氧處理，可達(dá)到降低COD、殺菌、增加溶解氧、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)。對(duì)脊髓灰質(zhì)炎病毒，用氯消毒，保持O.51mg/L余氯量，需1.52h，而達(dá)到同樣效果，用臭氧消毒，保持O.045O.45mgO3，只需2min。 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陣解的有機(jī)物，紫外線照射可以激活O3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。目前臭氧氧化法存在的缺點(diǎn)是電耗大，成本高。 （四）氯氧化 氯氣是普遍使用的氧化劑，用于給水消毒和廢水氯氣是普遍使用的氧化劑

20、，用于給水消毒和廢水氧化。氧化。 化學(xué)式化學(xué)式分子量分子量氯當(dāng)量氯當(dāng)量molCl2/mol含氯量含氯量W有效氯有效氯W 液氯液氯 Cl271100100漂白粉漂白粉CaCl(OCl)12715656次氯酸鈉次氯酸鈉NaOCl74.5147.795.4次氯酸鈣次氯酸鈣Ca(OCl)2143249.699.2一氯胺一氯胺 NH2Cl51.5169138亞氯酸鈉亞氯酸鈉NaClO290.52(酸性酸性)39.2156.8氧化二氯氧化二氯Cl2O87281.7163.4二氯胺二氯胺NHCl286282.51651、氯消毒 消毒的目的是殺滅致病微生物，防止水致疾病的危消毒的目的是殺滅致病微生物，防止水致

21、疾病的危害，但并不是徹底殺滅細(xì)菌。害，但并不是徹底殺滅細(xì)菌。 氧化劑消毒至少包括兩種途徑氧化劑消毒至少包括兩種途徑： （1）消毒劑通過(guò)細(xì)胞壁滲入細(xì)胞體，滅活細(xì)胞體內(nèi)酶蛋消毒劑通過(guò)細(xì)胞壁滲入細(xì)胞體，滅活細(xì)胞體內(nèi)酶蛋白；白； （2）直接氧化細(xì)胞質(zhì)。）直接氧化細(xì)胞質(zhì)。 n值的大小表征消毒劑的特性。值的大小表征消毒劑的特性。n1，表示濃度的，表示濃度的增減對(duì)消毒效率有很大影響；增減對(duì)消毒效率有很大影響；n1，表示接觸時(shí)間影響，表示接觸時(shí)間影響更大。更大。 2112lg/lgDDttn 需氯量確定試驗(yàn)需氯量確定試驗(yàn) 對(duì)含氨的給水和廢水進(jìn)行氯化處理，所需加氯量對(duì)含氨的給水和廢水進(jìn)行氯化處理，所需加氯量通常

22、由實(shí)驗(yàn)確定：在相同水質(zhì)的一組水樣中，分別投通常由實(shí)驗(yàn)確定：在相同水質(zhì)的一組水樣中，分別投加不同劑量的氯或漂白粉、經(jīng)一定接觸時(shí)間加不同劑量的氯或漂白粉、經(jīng)一定接觸時(shí)間(15(1530min)30min)后，測(cè)定水中的余氯量，得到余氯量與加氯量后，測(cè)定水中的余氯量，得到余氯量與加氯量的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 圖中虛線圖中虛線( (該線與坐標(biāo)軸的夾角該線與坐標(biāo)軸的夾角為為4545度度) )表示水中無(wú)雜質(zhì)時(shí)加氯量與表示水中無(wú)雜質(zhì)時(shí)加氯量與余氯量相等。同一加氯量下，虛線與余氯量相等。同一加氯量下，虛線與實(shí)線的縱坐標(biāo)差實(shí)線的縱坐標(biāo)差(b)(b)代表水中微生物代表水中微生物和雜質(zhì)的耗氯量。和雜質(zhì)的耗氯量。

23、余氯量與需氯量的關(guān)系余氯量與需氯量的關(guān)系通?？砂褜?shí)線分成四個(gè)區(qū)：通?？砂褜?shí)線分成四個(gè)區(qū)：在在1 1區(qū)內(nèi)區(qū)內(nèi), ,氯先與水中所含的還原性物質(zhì)反應(yīng)，余氯氯先與水中所含的還原性物質(zhì)反應(yīng)，余氯量為量為0 0。在。在2 2區(qū)內(nèi)，投氯量與氨的摩爾比小于區(qū)內(nèi)，投氯量與氨的摩爾比小于1 1，投加，投加的氯基本上都與氨化合成氯胺，以化合性余氮存在，的氯基本上都與氨化合成氯胺，以化合性余氮存在，有一定消毒效果。有一定消毒效果。在在3 3區(qū)內(nèi)區(qū)內(nèi), ,仍然是化合性余氯，但由于加氯量較大仍然是化合性余氯，但由于加氯量較大, ,部部分氯胺被氧化為分氯胺被氧化為N2O或或N2，化合性余氯量逐漸減少。，化合性余氯量逐漸減少

24、。當(dāng)當(dāng)Cl2:NH3 2 2時(shí)，氯胺量減至最小值時(shí)，氯胺量減至最小值(B(B點(diǎn)點(diǎn)) )。到到4 4區(qū)，區(qū)，Cl2:NH3 2 2，氯胺不再增加，余氯以游離，氯胺不再增加，余氯以游離性氯存在，實(shí)線與虛線平行。性氯存在，實(shí)線與虛線平行。2、廢水的氯氧化、廢水的氯氧化(1)(1)含氰廢水處理含氰廢水處理 氧化反應(yīng)分為兩個(gè)階段進(jìn)行。第氧化反應(yīng)分為兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段，一階段， ，在，在pH=10pH=101111時(shí)，此反應(yīng)只時(shí)，此反應(yīng)只需需5 5分鐘。第二階段將分鐘。第二階段將CNOCNO- -氧化為氧化為NHNH3 3( (酸性條件酸性條件) )或或N N2 2(pH8(pH88.5)8.5)，反

25、應(yīng)可在，反應(yīng)可在1 1小時(shí)之內(nèi)完成。小時(shí)之內(nèi)完成。(2)(2)含酚廢水的處理含酚廢水的處理 實(shí)際投氯量必須過(guò)量數(shù)倍，一實(shí)際投氯量必須過(guò)量數(shù)倍，一般要超出般要超出1010倍左右。倍左右。（3)3)廢水脫色廢水脫色 氯有較好的脫色效果，可用于印染氯有較好的脫色效果，可用于印染廢水，廢水，TNTTNT廢水脫色。脫色效果與廢水脫色。脫色效果與pHpH值以及投氯方值以及投氯方式有關(guān)。式有關(guān)。 CNOCN氯氧化系統(tǒng)氯氧化系統(tǒng)工藝流程氯氧化系統(tǒng)工藝流程隨著污水不斷流入，投氯池水位不斷升高。當(dāng)隨著污水不斷流入，投氯池水位不斷升高。當(dāng)水位上升到預(yù)定高度時(shí)，真空泵開(kāi)始工作，抽去虹水位上升到預(yù)定高度時(shí)，真空泵開(kāi)始工

26、作，抽去虹吸管中的空氣，產(chǎn)生虹吸作用。污水由投氯池流入吸管中的空氣，產(chǎn)生虹吸作用。污水由投氯池流入接觸池，氧化一定時(shí)間之后，達(dá)到預(yù)定處理效果，接觸池，氧化一定時(shí)間之后，達(dá)到預(yù)定處理效果，再排放。當(dāng)投氯池水位降低到預(yù)定位置、空氣進(jìn)入再排放。當(dāng)投氯池水位降低到預(yù)定位置、空氣進(jìn)入虹吸管，真空泵停，虹吸作用破壞，水電磁閥和氯虹吸管，真空泵停，虹吸作用破壞，水電磁閥和氯電磁閥自動(dòng)開(kāi)啟，加氯機(jī)開(kāi)始工作。當(dāng)加氯到預(yù)定電磁閥自動(dòng)開(kāi)啟，加氯機(jī)開(kāi)始工作。當(dāng)加氯到預(yù)定時(shí)間時(shí)，時(shí)間繼電器自動(dòng)指示，先后關(guān)閉氯、水電時(shí)間時(shí)，時(shí)間繼電器自動(dòng)指示，先后關(guān)閉氯、水電磁閥。如此往復(fù)工作，可以實(shí)現(xiàn)按污水流量成比例磁閥。如此往復(fù)工作

27、，可以實(shí)現(xiàn)按污水流量成比例加氯。加氯量是否適當(dāng)，可由處理效果和余氯量指加氯。加氯量是否適當(dāng)，可由處理效果和余氯量指標(biāo)評(píng)定。標(biāo)評(píng)定。 （五）其他氧化劑氧化（五）其他氧化劑氧化1.1.高錳酸鹽氧化高錳酸鹽氧化高錳酸鹽是一種強(qiáng)氧化劑，能與水中的高錳酸鹽是一種強(qiáng)氧化劑，能與水中的FeFe3+3+、MnMn2+2+、S S2-2-、CNCN- -、酚等有機(jī)物很好地反應(yīng)，選擇適當(dāng)、酚等有機(jī)物很好地反應(yīng)，選擇適當(dāng)投量，它能殺死很多藻類(lèi)和微生物。投量，它能殺死很多藻類(lèi)和微生物。2 2過(guò)氧化氫氧化過(guò)氧化氫氧化過(guò)氧化氫與催化劑過(guò)氧化氫與催化劑FeFe2+2+構(gòu)成的氧化體系通常稱為構(gòu)成的氧化體系通常稱為Fenton

28、Fenton試劑。在試劑。在FeFe2+2+催化下，催化下，H H2 2O O2 2能產(chǎn)生兩種活潑的能產(chǎn)生兩種活潑的氫氧自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快氫氧自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化。有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化。 三、化學(xué)還原法三、化學(xué)還原法廢水中的某些金屬離子在高價(jià)態(tài)時(shí)毒性很大，可用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?；瘜W(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(lèi)。常用的還原劑有下列幾類(lèi)。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

29、負(fù)電的離子，如某些帶負(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22,ZnZnFeFe24BOBH32FeFe（一）還原除鉻（一）還原除鉻還原除鉻通常包括二步。首先，廢水中的還原除鉻通常包括二步。首先，廢水中的Cr2O72-在酸性條件下在酸性條件下( (pH4為宜與還原劑反應(yīng)為宜與還原劑反應(yīng)生成生成Cr2(SO4)3，再加堿，再加堿( (石灰石灰) )生成生成Cr(OH)3沉淀，沉淀，在在pH89時(shí)，時(shí)，Cr(OH)3的溶解度最小。的溶解

30、度最小。亞硫酸亞硫酸石灰法的反應(yīng)式如下：石灰法的反應(yīng)式如下： OHSOCrSOHOCrH23424272243432342323CaSOOHCrOHCaSOCr鐵屑過(guò)濾除鉻鐵屑過(guò)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(guò)濾除鉻。含鉻的過(guò)濾除鉻。含鉻的酸性廢水酸性廢水( (控制進(jìn)水控制進(jìn)水pH45) )進(jìn)入充填鐵屑的濾柱，進(jìn)入充填鐵屑的濾柱，鐵放出電子，產(chǎn)生鐵放出電子，產(chǎn)生Fe2+，將將Cr6+還原為還原為Cr3+，隨著，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，水中消耗了大量的反應(yīng)的不斷進(jìn)行，水中消耗了大量的H+，使，使OH-離離子濃度增高，當(dāng)其達(dá)到一定濃度時(shí)，與子濃度增高，當(dāng)其達(dá)到一定濃度時(shí)

31、，與Cr3+反應(yīng)生反應(yīng)生成成Cr(OH)3，少量，少量Fe3+生成生成Fe(OH)3，后者具有凝，后者具有凝聚作用。將聚作用。將Cr(OH)3吸附凝聚在一起，并截留在鐵吸附凝聚在一起，并截留在鐵屑孔隙中。通常濾柱內(nèi)裝鐵屑高屑孔隙中。通常濾柱內(nèi)裝鐵屑高1.5m，采用濾速，采用濾速3m/h。 （二）還原法除汞（二）還原法除汞處理方法是將處理方法是將Hg2+還原為還原為Hg，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、鉛粉、鐵屑、鋅粒、鉛粉、鋼屑等鋼屑等) )、硼氫化鈉和醛類(lèi)等。廢水中的有機(jī)汞先氧、硼氫化鈉和醛類(lèi)等。廢水中的有機(jī)汞先氧化

32、為無(wú)機(jī)汞，再行還原?；癁闊o(wú)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。反應(yīng)采用金屬還原除汞，通常在濾柱內(nèi)進(jìn)行。反應(yīng)速度與接觸面積、溫度、速度與接觸面積、溫度、pH值、金屬純凈度等因素值、金屬純凈度等因素有關(guān)。通常將金屬破碎成有關(guān)。通常將金屬破碎成2 24 4mm的碎屑，并去掉的碎屑，并去掉表面污物?？刂品磻?yīng)溫度表面污物。控制反應(yīng)溫度20208080。溫度太高，雖。溫度太高，雖反應(yīng)速度快，但會(huì)有汞蒸氣逸出。反應(yīng)速度快，但會(huì)有汞蒸氣逸出。四、電解四、電解電解是利用直流電進(jìn)行溶液氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。電解是利用直流電進(jìn)行溶液氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。廢水中的污染物在陽(yáng)極被氧化，在陰極被還原，或廢水中

33、的污染物在陽(yáng)極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)化為無(wú)害成分被分離除者與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)化為無(wú)害成分被分離除去。去。利用電解可以處理：利用電解可以處理：(1)(1)各種離子狀態(tài)的污染物；各種離子狀態(tài)的污染物；(2)(2)各種無(wú)機(jī)和有機(jī)的耗氧物質(zhì)，如硫化物、酚和有各種無(wú)機(jī)和有機(jī)的耗氧物質(zhì)，如硫化物、酚和有色物質(zhì)等；色物質(zhì)等；(3)(3)致病微生物。致病微生物。電解法能夠一次去除多種污染物，裝置緊湊，電解法能夠一次去除多種污染物，裝置緊湊，占地面積小，節(jié)省一次投資，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。藥占地面積小，節(jié)省一次投資，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。藥劑用量少。廢液量少，可以適應(yīng)較大幅度的水量與劑用量少。

34、廢液量少，可以適應(yīng)較大幅度的水量與水質(zhì)變化沖擊。水質(zhì)變化沖擊。 （一）電解氧化還原（一）電解氧化還原電解氧化是指廢水污染物在電解槽的陽(yáng)極失去電解氧化是指廢水污染物在電解槽的陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化分解，或者發(fā)生二次反應(yīng)，即電極電子，發(fā)生氧化分解，或者發(fā)生二次反應(yīng)，即電極反應(yīng)產(chǎn)物與溶液中某些成分相互作用，而轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)反應(yīng)產(chǎn)物與溶液中某些成分相互作用，而轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害成分。前者是直接氧化，后者則為間接氧化。利害成分。前者是直接氧化，后者則為間接氧化。利用電解氧化可處理陰離子污染物。電解還原主要用用電解氧化可處理陰離子污染物。電解還原主要用于處理陽(yáng)離子污染物。目前在生產(chǎn)應(yīng)用中，都是以于處理陽(yáng)離子污染物。目前

35、在生產(chǎn)應(yīng)用中，都是以鐵板為電極，由于鐵板溶解，金屬離子在陰極還原鐵板為電極，由于鐵板溶解，金屬離子在陰極還原沉積而回收除去。沉積而回收除去。 、電解除氰、電解除氰在陽(yáng)極上發(fā)生在陽(yáng)極上發(fā)生 直接氧化反應(yīng)：直接氧化反應(yīng)： 間接氧化：間接氧化：Cl-在陽(yáng)極放電產(chǎn)生在陽(yáng)極放電產(chǎn)生Cl2，Cl2水解成水解成HOCl， OCl-氧化氧化CN-為為CNO-，最終為，最終為N2和和CO2。若溶液堿性不強(qiáng)，將會(huì)生成中間態(tài)若溶液堿性不強(qiáng)，將會(huì)生成中間態(tài)CNCl。在陰極上發(fā)生析出在陰極上發(fā)生析出H2和部分金屬離和部分金屬離 子的還原反應(yīng)：子的還原反應(yīng)：2210NCOOCNCNpH 2 2、電解除鉻、電解除鉻Cr6+

36、( (以以Cr2O72-或或CrO4-形式存在形式存在) )在電解槽中還原有兩在電解槽中還原有兩種方式種方式 在陽(yáng)極在陽(yáng)極: : 在陰極少量在陰極少量Cr6+直接還原：直接還原： 上述兩組反應(yīng)都要求酸性條件。電解過(guò)程中上述兩組反應(yīng)都要求酸性條件。電解過(guò)程中H+大量大量消耗，消耗，OH-逐漸增多，電解液逐漸變?yōu)閴A性逐漸增多，電解液逐漸變?yōu)閴A性(pH7.59)，并生成穩(wěn)定的氫氧化物沉淀：并生成穩(wěn)定的氫氧化物沉淀：22FeeFeOHFeCrHFe2332272762146OCrOHCrHe2327272146OCr333333OHFeOHFeOHCrOHCr（二）電解凝聚與電解浮上（二）電解凝聚與電解浮上 采用鐵、鋁陽(yáng)極電解時(shí)，在外電流和溶液作用采用鐵、鋁陽(yáng)極電解時(shí)，在外電流和溶液作用下，陽(yáng)極溶解出下，陽(yáng)極溶解出Fe3+、Fe2+或或A13+。它們分別與溶它們分別與溶液中的液中的OH-