第二章 工業(yè)廢水的化學(xué)處理-2012-02-21

※教學(xué)基本內(nèi)容第一節(jié)化學(xué)沉淀法第二節(jié)氧化和還原法第三節(jié)膜分離技術(shù)第四節(jié)其他處理方法第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例第二章工業(yè)廢水的化學(xué)處理第一節(jié)化學(xué)沉淀法一、形成難溶性的化學(xué)沉淀法二、形成其他化學(xué)沉淀法本節(jié)內(nèi)容概要定義用易溶的化學(xué)藥劑(可稱沉淀劑)使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽或氫氧化物從溶液中析出，在化學(xué)上稱沉淀法。廢水處理中，常用化學(xué)沉淀法去除廢水中的有害離子，如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+、SO42-、PO43-。

原理mMn++nNm+=MmNn(s)

去除金屬離子Mn+，投加具有Nm+的化合物，產(chǎn)生MmNn沉淀，則Mn+得以去除?；瘜W(xué)沉淀的主要工藝過(guò)程：投加化學(xué)沉淀劑，與水中污染物反應(yīng)，生成難溶的沉淀物而析出；通過(guò)聚凝、沉降、浮上、過(guò)濾、離心等方法進(jìn)行固液分離；泥渣的處理和回收利用?；瘜W(xué)沉淀是難溶電解質(zhì)的沉淀析出過(guò)程，其溶解度大小與溶質(zhì)本性、溫度、鹽效應(yīng)、沉淀顆粒的大小及晶型等有關(guān)。在廢水處理中，根據(jù)沉淀-溶解平衡移動(dòng)的一般原理，可利用過(guò)量投藥、防止絡(luò)合、沉淀轉(zhuǎn)化、分步沉淀等，提高處理效率，回收有用物質(zhì)。常用的化學(xué)沉淀方法：氫氧化物沉淀法硫化物沉淀法碳酸鹽沉淀法鹵化物沉淀法還原沉淀法溶解度和溶度積溶解度當(dāng)某種鹽在水中溶解達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，該鹽的溶解達(dá)到最大限度，稱為該種鹽的溶解度。溶度積（Ks,常數(shù)）溶解達(dá)到平衡時(shí)，兩種離子溶解度的乘積。當(dāng)能結(jié)合成難溶鹽的兩種離子的濃度之積超過(guò)這鹽的溶度積時(shí)，這鹽將析出，而這兩種離子的濃度將下降，需要去除的離子就與水分離。溶解鹽類發(fā)生沉淀的必要條件：離子的濃度積大于溶度積。例如水中的Zn2+濃度需要降低，可投加Na2S；若cZn2+·cs2-超過(guò)ZnS的Ks(l.2×10-23)，則ZnS從水中析出，Zn2+的濃度降低。

溶解度和溶度積易溶難溶是相對(duì)的，我們可用較難溶的作為沉淀劑去除能構(gòu)成更難溶鹽中的某一離子。例如難溶鹽CaSO4的Ks=2.45×10-5很低，但BaSO4的Ks=0.87×10-l0更低，可以用CaSO4作為沉淀劑，沉淀Ba2+?；瘜W(xué)沉淀法的實(shí)質(zhì)向水中投加某種適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)，以使投入的離子與水中的有害離子形成溶度積很小的難溶鹽和難溶氫氧化物而沉淀析出。（一）氫氧化物沉淀法

基本原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理活度積：在一定的溫度、壓力條件下，難溶電解質(zhì)離解的離子活度的乘積，該乘積是一個(gè)常數(shù)（一）氫氧化物沉淀法

基本原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理溶液的pH是沉淀金屬氫氧化物的重要條件。若Mn+與OH-只生成M(OH)n沉淀，而不生成可溶性羥基絡(luò)合物，則根據(jù)金屬氫氧化物的溶度積Ksp及水的離子積Kw，可以計(jì)算使氫氧化物沉淀的pH值：

①金屬離子濃度[Mn+]相同時(shí)，溶度積Ksp愈小，則開(kāi)始析出氫氧化物沉淀的pH值愈低；②同一金屬離子，濃度愈大，開(kāi)始析出沉淀的pH值愈低。（一）氫氧化物沉淀法

基本原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理根據(jù)溶解度對(duì)數(shù)圖，可以方便地確定金屬離子沉淀的條件。例題：已知[Fe3+]=0.01mol/L，要使有Fe(OH)3沉淀析出，pH應(yīng)多大？（Fe(OH)3的LFe(OH)3=3.8×10-38。）解：根據(jù)溶度積原理，要是某一金屬離子（Mn+）生成氫氧化物沉淀，則需要滿足：[Mn+].[OH-]n>LM(OH)n即：[Fe3+].[OH-]3>3.8×10-38有pOH<11.8即：pH>2.2即：要使0.01mol/L的Fe3+沉淀析出Fe(OH)3沉淀，溶液pH應(yīng)大于2.2。注意單位換算（一）氫氧化物沉淀法

一、形成難溶性化合物的沉淀處理Cd2+與OH-可形成CdOH+、Cd(OH)2、Cd(OH)3-、Cd(OH)42-等四種可溶性羥基絡(luò)合物，根據(jù)它們的逐級(jí)穩(wěn)定常數(shù)和Cd(OH)2的溶度積Ksp可以確定與Cd(OH)2沉淀平衡共存的各可溶性羥基絡(luò)合物濃度與溶液pH值的關(guān)系。將同一pH值下各種形態(tài)可溶性二價(jià)鎘Cd(II)s的平衡濃度相加，即得氫氧化鎘的溶解度與pH值的關(guān)系。（一）氫氧化物沉淀法

一、形成難溶性化合物的沉淀處理（一）氫氧化物沉淀法

常用的沉淀劑氨水法氫氧化鈉法石灰乳法一、形成難溶性化合物的沉淀處理（一）氫氧化物沉淀法

常用的沉淀劑氨水法一、形成難溶性化合物的沉淀處理（一）氫氧化物沉淀法

常用的沉淀劑氫氧化鈉法一、形成難溶性化合物的沉淀處理氫氧化鈉是一種強(qiáng)堿，兩性金屬離子的氫氧化物將被溶解留在溶液中，但由于氫氧化鈉溶液往往吸收空氣中的CO2而生成都分CO32-，因此，有部分Ca2+、Ba2+生成難镕性的碳酸鹽沉淀。（一）氫氧化物沉淀法

常用的沉淀劑石灰乳法一、形成難溶性化合物的沉淀處理最常用的沉淀劑是石灰。優(yōu)點(diǎn)：去除污染物范圍廣、藥劑來(lái)源廣、價(jià)格低、操作簡(jiǎn)便、處理可靠且不產(chǎn)生二次污染。主要缺點(diǎn)是：勞動(dòng)衛(wèi)生條件差，管道易結(jié)垢堵塞、泥渣體積龐大(含水率高達(dá)95%-98%)、脫水困難。沉淀工藝：分步沉淀和一次沉淀兩種。（二）硫化物沉淀法

基本原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理向廢液中加入硫化氫、硫化銨或堿金屬的硫化物，使欲處理物質(zhì)生成難溶硫化物沉淀，以達(dá)到分離純化的目的。

硫化物沉淀法能用于處理大多數(shù)含重金屬的廢水。（溶度積均很小，如LHgS=4×10-53；LCus=8×10-37；LPbS=3.2×10-28；

LCdS=1.6×10-28。）溶液中S2-濃度受H+濃度的制約，可以通過(guò)控制酸度，用硫化物沉淀法把溶液中不同金屬離子分步沉淀而分離回收。（二）硫化物沉淀法

基本原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理（二）硫化物沉淀法

基本原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理（二）硫化物沉淀法

基本原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理根據(jù)溶度積大小，硫化物沉淀析出的順序是：As5+>Hg2+>Ag2+>As3+>Bi3+>Cu2+>Pb2+>Cd2+>Sn2+>Co2+>Zn2+>Ni2+>Fe2+>Mn2+常用的沉淀劑有：Na2S、NaHS、K2S、H2S等。缺點(diǎn)：生成的難溶鹽的顆粒粒徑很小，分離困難，可投加混凝劑進(jìn)行共沉淀。（二）硫化物沉淀法

基本原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理Note:S2-離子和OH-離子一樣，也能夠與許多金屬離子形成絡(luò)陰離子，從而使金同硫化物的溶解度增大，不利于重金屬的沉淀去除，因此必須控制沉淀劑S2-離子的濃度不要過(guò)量太多，其他配位體如X-(鹵離子)、CN-、SCN-等也能與重金屬離子形成各種可溶性絡(luò)合物，從而干擾金屬的去除，應(yīng)通過(guò)預(yù)處理除去。（二）硫化物沉淀法

應(yīng)用除砷將硫化鈉加到pH＝6-7的含砷污水中，砷形成硫化物沉淀可除去。硫化法處理含三價(jià)砷廢水的效果不理想，單純用硫化法很難使三價(jià)砷濃度降到0.05mg/L以下。三硫化二砷能在含硫離子的溶液中生成配合離子而有溶解的趨勢(shì)，為提高除砷率，必須投加適量的亞鐵使其與過(guò)剩的二價(jià)硫生成難溶的硫化亞鐵與三硫化二砷共沉淀。一、形成難溶性化合物的沉淀處理（二）硫化物沉淀法

應(yīng)用除汞汞離子和二價(jià)硫離子有較強(qiáng)的親和力，生成溶度積極小的硫化物，硫化物沉淀法的除汞率高，在廢水處理中得到實(shí)際應(yīng)用。其化學(xué)反應(yīng)式為：由于硫化汞溶解度很小，生成后幾乎全部從廢水中沉淀析出，從而使上述反應(yīng)不斷地向右方進(jìn)行，直到全部生成硫化汞為止。一、形成難溶性化合物的沉淀處理（二）硫化物沉淀法

應(yīng)用除汞一、形成難溶性化合物的沉淀處理

Note:

(1)本法主要用于去除無(wú)機(jī)汞。對(duì)于有機(jī)汞，必須先用氧化劑(如氯)將其氧化成無(wú)機(jī)汞，然后再用本法去除。（二）硫化物沉淀法

應(yīng)用除汞一、形成難溶性化合物的沉淀處理Note:(2)

提高沉淀劑(S2-離子)濃度有利于硫化汞的沉淀析出；但是，過(guò)量硫離子不僅會(huì)造成水體貧氧，增加水體的COD，還能與硫化汞沉淀生成可溶性絡(luò)陰離子[HgS2]2-，降低汞的去除率。因此，在反應(yīng)過(guò)程中，要補(bǔ)投FeSO4溶液，以除去過(guò)量硫離子(Fe2++S2-＝FeS↓)。（二）硫化物沉淀法

應(yīng)用除汞一、形成難溶性化合物的沉淀處理Note:(2)補(bǔ)投適量FeSO4不僅有利于汞的去除，而且有利于沉淀的分離。濃度較小的含汞廢水進(jìn)行沉淀時(shí)，往往形成HgS的微細(xì)顆粒，懸浮于水中很難沉降。而FeS可作為HgS的共沉淀載體促使其沉降。同時(shí)，補(bǔ)投的一部分Fe2+在水中可生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，對(duì)HgS懸浮微粒起凝聚共沉淀作用。為了加快HgS懸浮微粒的沉降，有時(shí)還加入焦炭末或粉狀活性炭，吸附HgS微粒，或投加鐵鹽和鋁鹽，進(jìn)行共沉淀處理。（二）硫化物沉淀法

應(yīng)用除汞一、形成難溶性化合物的沉淀處理

Note:(3)廢水中若存在X-(鹵離子)、CN-、SCN-等離子，它們可與Hg2+離子形成一系列絡(luò)離子，如[HgCl4]2-、[HgI4]2-、[Hg(CN)4]2-、[[Hg(SCN)4]2-等，對(duì)汞的沉淀析出不利，應(yīng)預(yù)先除去。（二）硫化物沉淀法

應(yīng)用處理含其他重金屬?gòu)U水處理含Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+、AsO2-等廢水在生產(chǎn)上已得到應(yīng)用。如某酸性礦山廢水含Cu2+50mg/L、Fe3+38mg/L，pH=2，處理時(shí)先投加CaCO3，在pH=4時(shí)使Fe3+先沉淀，然后通入H2S，生成CuS沉淀，最后投加石灰乳至pH=8-10，使Fe2+沉淀。此法可回收品位為50%的硫化銅渣，回收率達(dá)85%。某鍍鎘廢水，含鎘5-10mg/L，并含有氨三乙酸等絡(luò)合劑，用硫化鈉進(jìn)行沉淀，然后投加硫酸鋁和聚丙烯酰胺作混凝劑，沉淀池出水中Cd2+含量低于0.1mg/L。一、形成難溶性化合物的沉淀處理（二）硫化物沉淀法

優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：去除率高、可分步沉淀、泥渣中重金屬含量高、適應(yīng)pH值范圍大。缺點(diǎn)：S2-可使水體中COD增加，當(dāng)水體酸性增加時(shí)，可產(chǎn)生H2S氣體污染大氣，并且沉淀劑來(lái)源受到限制，價(jià)格亦不低。一、形成難溶性化合物的沉淀處理（三）碳酸鹽沉淀法

原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理

金屬離子碳酸鹽的溶度積很小，對(duì)于高濃度的重金屬?gòu)U水，可投加碳酸鹽進(jìn)行回收。此法可去除或回收Mn2+、Zn2+、Pb+、Cu2+、Ca2+、Mg2+（水軟化）沉淀劑有：Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3、CaCO3等。（三）碳酸鹽沉淀法

原理一、形成難溶性化合物的沉淀處理（三）碳酸鹽沉淀法

應(yīng)用方式：投加難溶碳酸鹽（如CaCO3），利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，使廢水中重金屬離子（如Cd2+、Pb2+、Zn2+等離子）生成溶解度更小的碳酸鹽而析出；

投加可溶性碳酸鹽（如NaCO3

），使水中金屬離子生成難溶碳酸鹽而沉淀析出；投加石灰，可造成水中碳酸鹽硬度的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2生成難溶的碳酸鈣和氫氧化鎂而沉淀析出。

一、形成難溶性化合物的沉淀處理（四）鹵化物沉淀法

氯化物沉淀法氟化物沉淀法一、形成難溶性化合物的沉淀處理（四）鹵化物沉淀法

氯化物沉淀法一、形成難溶性化合物的沉淀處理當(dāng)廢水中含有多種金屬離子時(shí)，調(diào)pH值至堿性，同時(shí)投加氯化物，則其他金屬形成氫氧化物沉淀，惟獨(dú)銀離子形成氯化銀沉淀，二者共沉淀。用酸洗沉渣，將金屬氫氧化物沉淀溶出，僅剩下氯化銀沉淀。這樣可以分離和回收銀。鍍銀廢水中含有氰，它會(huì)和銀離子形成[Ag(CN)2]-絡(luò)離子，對(duì)處理不利，一般先采用氯化法氧化氰，放出的氯離子又可以與銀離子生成沉淀。

（四）鹵化物沉淀法

氟化物沉淀法一、形成難溶性化合物的沉淀處理當(dāng)廢水中含有比較單純的氟離子時(shí)，則可投加石灰，調(diào)pH值至10~12，使之生成CaF2沉淀，可使廢水的含氟濃度降至10-20mg/L。若廢水中還含有其他金屬離子(如Mg2+、Fe2+、Al3+等)，則加石灰后，除了形成CaF2沉淀外，還會(huì)形成金屬氫氧化物沉淀。由于后者的吸附共沉作用，可使含氟濃度降至8mg/L以下。（四）鹵化物沉淀法

氟化物沉淀法一、形成難溶性化合物的沉淀處理若加石灰至pH=11~12，再加硫酸鋁，使pH＝6~8，則形成氫氧化鋁可使含氟濃度降至5mg/L以下。如果加石灰的同時(shí)，加入磷酸鹽(如過(guò)磷酸鈣、磷酸氫二納)，則磷酸根、鈣離子能與水中的氟離子形成難溶的磷灰石沉淀：

（四）鹵化物沉淀法

一、形成難溶性化合物的沉淀處理（五）磷酸鹽沉淀法

原理對(duì)于含溶解性磷酸鹽的廢水可以通過(guò)鐵鹽或鋁鹽以生成不溶的磷酸鹽沉淀去除。當(dāng)加入鐵鹽除去磷酸鹽時(shí)會(huì)伴隨如下過(guò)程發(fā)生：形成鐵的磷酸鹽[Fe(PO4)x(OH)3-x]沉淀；在部分膠體狀的氧化鐵或氫氧化物表面上磷酸鹽被吸附；在多核氫氧化鐵（Ⅲ）懸浮體的凝聚作用，生成不溶于水的金屬聚合物。一、形成難溶性化合物的沉淀處理（五）磷酸鹽沉淀法

一、形成難溶性化合物的沉淀處理pH值對(duì)沉淀劑有影響，當(dāng)用鐵鹽來(lái)沉淀正磷酸時(shí)，最好的反應(yīng)pH值是5，當(dāng)用鋁鹽作沉淀劑時(shí)，pH值為6，而用石灰時(shí)，pH值在10以上。這些pH值也與相應(yīng)的純磷酸鹽的最小溶解度一致，也可以采用其他一些鹽用作磷酸鹽的沉淀劑。

（一）淀粉黃原酸酯沉淀法

原理重金屬離子可與淀粉黃原酸酯反應(yīng)生成沉淀而去除。處理藥劑為鈉型或鎂型不溶性交聯(lián)淀粉黃原酸酯（ISX），它與重金屬的沉淀反應(yīng)有兩種類型。二、形成其他化合物的沉淀處理（一）淀粉黃原酸酯沉淀法

二、形成其他化合物的沉淀處理反應(yīng)生成的沉淀可用離心法分離。由于該法產(chǎn)生的沉淀污泥化學(xué)穩(wěn)定性高，可安全填地。亦可用酸液浸镕出金屬，回收交聯(lián)淀粉再用于藥劑的制備。（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體（ferrites）簡(jiǎn)介是指一類具有一定晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物，它具有高的導(dǎo)磁率和高的電阻率(其電阻比銅大1013-1014倍)，是一種重要的磁性介質(zhì)。其制造過(guò)程和機(jī)械性能頗類似陶瓷品，因而也叫磁性瓷。跟陶瓷質(zhì)一樣，鐵氧體不溶于酸、堿、鹽溶液，也不溶于水。鐵氧體的磁性強(qiáng)弱及其他特性，與其化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。二、形成其他化合物的沉淀處理（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體（ferrites）簡(jiǎn)介鐵氧體的晶格類型有七種，其中尖晶石型鐵氧體為人們所熟悉。因?yàn)榧饩丸F氧體的制備原料易得，方法成熟，進(jìn)入晶體晶格中的重金屬離子種類多，形成的共沉淀物的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，表面活性大，吸附性能好，粒度均勻，磁性強(qiáng)，所以用鐵氧體工藝處理含重金屬污水時(shí)，多以生成尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體為主。二、形成其他化合物的沉淀處理（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體（ferrites）簡(jiǎn)介二、形成其他化合物的沉淀處理尖晶石型鐵氧體的化學(xué)組成通式：BO·A2O3。許多鐵氧體中的A或B可能更復(fù)雜一些。如分別由兩種金屬組成，其通式為(B‘xB’‘1-x)O·(A’yA‘’1-y)2O3。鐵氧體有天然礦物和人造產(chǎn)品兩大類，磁鐵礦(其主要成分為Fe3O4或FeO·Fe2O3)就是一種天然的尖晶石型鐵氧體。（二）鐵氧體沉淀法

影響鐵氧體生成的因素

主要有溫度、pH值、投料比、投料量、鼓入空氣速度和流量、攪拌方式和速度、中和用堿類型、反應(yīng)時(shí)間及溶液中共存物質(zhì)等。二、形成其他化合物的沉淀處理（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體沉淀工藝工藝分類中和法氧化法

二、形成其他化合物的沉淀處理鐵氧體中和沉淀法

中和法是先將Fe2+和鐵鹽溶液混合，在一定條件下用堿中和直接形成尖晶石型鐵氧體，其反應(yīng)式為：

二、形成其他化合物的沉淀處理鐵氧體氧化沉淀法

將亞鐵離子和其他可溶性重金屬離子溶液混合，在一定條件下用空氣(或其他方法)部分氧化Fe2+，從而形成尖晶石型鐵氧體。其反應(yīng)式為：二、形成其他化合物的沉淀處理（二）鐵氧體沉淀法

二、形成其他化合物的沉淀處理例：鐵氧體氧化法處理含鉻廢水在含鉻廢水中加入過(guò)量的硫酸亞鐵溶液，使其中Cr6+和Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Cr6+被還原為Cr3+，而Fe2+則被氧化為Fe3+，調(diào)節(jié)溶液pH值，使Cr3+、Fe2+和Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，然后加入H2O2，再將部分Fe2+氧化為Fe3+，組成類似Fe3O4.xH2O的磁性氧化物，這種氧化物即為鐵氧體，其組成也可寫(xiě)成Fe2+Fe3+[Fe3+O4].xH2O，其中部分Fe3+可被Cr3+代替，因此可使鉻成為鐵氧化鐵的組分而沉淀出來(lái)。其反應(yīng)為：（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體沉淀工藝工藝流程配料反應(yīng)加堿共沉淀充氧加熱，轉(zhuǎn)化沉淀固液分離沉渣處理二、形成其他化合物的沉淀處理鐵氧體沉淀工藝流程配料反應(yīng)二、形成其他化合物的沉淀處理投加Fe2+的作用有：補(bǔ)充Fe2+；通過(guò)氧化，補(bǔ)充Fe3+；如廢水中有Cr6+，則Fe2+能將其還原為Cr3+。作為形成鐵氧體的原料之一；同時(shí)，F(xiàn)e2+被Cr6+氧化成Fe3+，可作為三價(jià)金屬離子的一部分加以利用。通常，可根據(jù)廢水中重金屬離子的種類及數(shù)量，確定硫酸亞鐵的投加量。鐵氧體沉淀工藝流程加堿共沉淀二、形成其他化合物的沉淀處理根據(jù)金屬離子的種類不同，用NaOH調(diào)整pH值至8~9。在常溫及缺氧條件下，金屬離子以M(OH)2及M’(OH)3的膠體形式同時(shí)沉淀出來(lái)。Note：調(diào)整pH值時(shí)不可采用石灰，原因是它的溶解度小而雜質(zhì)多，未溶解的顆粒及雜質(zhì)混入沉淀中，會(huì)影響鐵氧體的質(zhì)量。鐵氧體沉淀工藝流程充氧加熱，轉(zhuǎn)化沉淀二、形成其他化合物的沉淀處理為了調(diào)整二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子的比例，通常要想廢水中通入空氣，使部分Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+。此外，加熱可促使反應(yīng)進(jìn)行、氫氧化物膠體破壞，使之逐漸轉(zhuǎn)化為鐵氧體：鐵氧體沉淀工藝流程固液分離二、形成其他化合物的沉淀處理分離鐵氧體沉渣的方法有：沉淀過(guò)濾、離心分離、浮上分離和磁力分離。鐵氧體沉淀工藝流程沉渣處理二、形成其他化合物的沉淀處理根據(jù)沉渣的組成、性能及用途不同，處理方式也各異：若廢水的成分單純、濃度穩(wěn)定，則其沉渣可作為鐵淦氧磁體的原料，此時(shí)，沉渣應(yīng)進(jìn)行水洗，除去硫酸鈉等雜質(zhì)；供制耐蝕瓷器；暫時(shí)堆置貯存。（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體沉淀工藝的應(yīng)用

目前鐵氧體工藝傾向于與其他污水處理工藝相結(jié)合，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，構(gòu)成新的工藝，使重金屬污水處理更趨完善，如GT(GalvalucTreatment)-鐵氧體法、電解-鐵氧體法、鐵氧體-HGMS(High

gradent

magnaticseparation)法、離子交換-鐵氧體法、活性炭吸附-鐵氧體法等。鐵氧體處理重金屬污水工藝的發(fā)展，由復(fù)雜向簡(jiǎn)單化、連續(xù)化、集成化發(fā)展的過(guò)程。它的發(fā)展趨勢(shì)除本身的完善外，與其他工藝的聯(lián)合是必經(jīng)之路。二、形成其他化合物的沉淀處理（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體沉淀工藝的應(yīng)用處理含鉻電鍍廢水二、形成其他化合物的沉淀處理含鉻（VI）廢水由調(diào)節(jié)池進(jìn)入反應(yīng)槽。根據(jù)含鉻（VI）量投加一定量硫酸亞鐵進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，然后投加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至7~9，產(chǎn)生氫氧化物沉淀，呈墨綠色。通蒸汽加熱至60~80℃，通空氣曝氣20min，當(dāng)沉淀呈黑褐色時(shí)，停止通氣。靜置沉淀后上清液排放或回用，沉淀經(jīng)離心分離洗去鈉鹽后烘干，以便利用。（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體沉淀工藝的應(yīng)用處理重金屬離子混合廢水二、形成其他化合物的沉淀處理（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體沉淀工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能一次脫除廢水中的多種金屬離子，出水水質(zhì)好，能達(dá)到排放標(biāo)淮；設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便；硫酸亞鐵的投量范圍大，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)；沉渣易分離、易處置，對(duì)其綜合利用不僅具有社會(huì)效益還有經(jīng)濟(jì)效益。鐵氧體工藝沉渣可用于制造電視機(jī)偏轉(zhuǎn)磁芯材料、硫流體、Co中溫變化催化劑、導(dǎo)磁體、磁性標(biāo)志物、電磁波吸收材料等。二、形成其他化合物的沉淀處理（二）鐵氧體沉淀法

鐵氧體沉淀工藝優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：不能單獨(dú)回收有用金屬；需消耗相當(dāng)多的硫酸亞鐵、一定數(shù)量的苛性鈉及熱能，且處理時(shí)間較長(zhǎng)，使處理成本較高；出水中的硫酸鹽含量高。二、形成其他化合物的沉淀處理第二節(jié)氧化和還原法一、藥劑氧化處理二、藥劑還原處理三、催化氧化處理四、光催化處理五、微電解處理六、電解處理本節(jié)內(nèi)容概要定義

水質(zhì)有些溶解的雜質(zhì)，可以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將其氧化或還原轉(zhuǎn)化成無(wú)害的物質(zhì)、氣體或固體而容易的從水中分離出來(lái)，該方法稱為氧化還原法。

廢水處理中最常采用的氧化劑是：空氣、臭氧、氯氣、次氯酸鈉及漂白粉；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。在電解氧化還原法中，電解槽的陽(yáng)極可作為氧化劑。陰極可作為還原劑。

按照污染物的凈化原理，氧化還原處理方法包括藥劑法、電化學(xué)法（電解）和光化學(xué)法三大類。在選擇處理藥劑和方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循下面一些原則：處理效果好，反應(yīng)產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害，不需進(jìn)行二次處理；處理費(fèi)用合理，所需藥劑及材料易得；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；當(dāng)提高反應(yīng)溫度和壓力后，其處理效率和速度的提高能克服費(fèi)用增加的不足；當(dāng)負(fù)荷變化后，通過(guò)調(diào)整操作參數(shù)，可維持穩(wěn)定的處理效果；與前處理工序的目標(biāo)一致，搭配方便。

由于多數(shù)氧化還原反應(yīng)速度很慢，因此，在用氧化還原法處理廢水時(shí)，影響水溶液中氧化還原反應(yīng)速度的動(dòng)力因素對(duì)實(shí)際處理能力有更為重要的意義，這些因素包括以下幾方面：（1）反應(yīng)物和還原劑的本性。影響很大，其影響程度通常要由實(shí)驗(yàn)觀察或經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定。（2）反應(yīng)物的濃度。一般講，濃度升高，速度加快，其間定量關(guān)系與反應(yīng)機(jī)理有關(guān)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察來(lái)確定。（3）溫度。一般講，溫度升高，速度加快，其間定量關(guān)系可由阿倫尼烏斯公式表示。（4）催化劑及某些不純物的存在。（5）溶液的pH。影響很大，其影響途徑有三：H+或OH-直接參與氧化還原反應(yīng)；H+或OH-為催化劑，溶液的pH值決定溶液中許多物質(zhì)的存在狀態(tài)及相對(duì)數(shù)量。k=Aexp（-Ea/RT）

一、藥劑氧化處理概述

利用空氣中的氧氣作氧化劑，使一些有機(jī)物和還原性物質(zhì)氧化的一種處理方法。用空氣進(jìn)行的高壓氧化可以使很多有機(jī)化合物完全氧化或使某些有機(jī)化合物部門破壞。（一）空氣氧化法特點(diǎn)（一）空氣氧化法（1）電對(duì)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)。在強(qiáng)堿性溶液（pH=14）中，半反應(yīng)式為：

在中性（pH=7）和強(qiáng)酸性（pH=0）溶液中，半反應(yīng)式為：由此可見(jiàn)，降低pH值，有利于空氣氧化。特點(diǎn)（一）空氣氧化法（2）在常溫常壓和中性pH值條件下，分子氧O2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，如S2-、Fe2+、Mn2+等。（3）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。應(yīng)用——空氣氧化法脫硫（一）空氣氧化法因?yàn)榭諝庋趸芰^弱，所以它主要用于含還原性較強(qiáng)物質(zhì)的廢水處理，如硫化氫、硫酸、硫的鈉鹽和銨鹽[NaHS、Na2S.(NH4)2S]等。在酸性溶液中，各電對(duì)具有較強(qiáng)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。所以利用分子氧氧化硫化物，以堿性條件較好。應(yīng)用——空氣氧化法脫硫（一）空氣氧化法基本原理臭氧的重要性質(zhì)不穩(wěn)定性溶解性毒性氧化性腐蝕性（二）臭氧氧化法基本原理臭氧的重要性質(zhì)（二）臭氧氧化法（1）不穩(wěn)定性臭氧不穩(wěn)定，在常溫下容易自行分解成為氧氣并放出熱量。

MnO2、PbO2、Pt、C等催化劑的存在或經(jīng)紫外輻射都會(huì)促使臭氧分解。臭氧在空氣中的分解速度與臭氧濃度和溫度有關(guān)。臭氧在水溶液中的分解速度比在氣相中的分解速度快得多，而且強(qiáng)烈地受羥離子的催化。pH值愈高，分解愈快。

基本原理臭氧的重要性質(zhì)（二）臭氧氧化法溫度越高，分解越快；濃度越高，分解也越快基本原理臭氧的重要性質(zhì)（二）臭氧氧化法（2）溶解性臭氧在水中溶解度要比純氧高10倍，比空氣高25倍。溶解度主要取決于溫度和氣相分壓，也受氣相總壓影響?；驹沓粞醯闹匾再|(zhì)（二）臭氧氧化法（3）毒性高濃度臭氧是有毒氣體，對(duì)眼及呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激作用。我國(guó)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（TJ36-79）規(guī)定車間空氣中O3的最高容許濃度為0.3mg/m3。（4）氧化性臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，其氧化還原電位與pH值有關(guān)。有研究指出，在pH值為5.6~9.9，水溫0~39℃范圍內(nèi)，臭氧的氧化效力不受影響。（5）腐蝕性臭氧具有強(qiáng)腐蝕性，因此與之接觸的容器、管路等均應(yīng)采用耐腐蝕材料或作防腐處理。耐腐蝕材料可用不銹鋼或塑料。臭氧的制備（二）臭氧氧化法制備臭氧的方法較多，有化學(xué)法、電解法、紫外光法、無(wú)聲放電法等。工業(yè)上一般采用無(wú)聲放電法制取。具體內(nèi)容見(jiàn)p88-90。臭氧在水處理中的應(yīng)用（二）臭氧氧化法由于臭氧及其在水中分解的中間產(chǎn)物氫氧基有很強(qiáng)的氧化性，可分解一般氧化劑難于破壞的有機(jī)物，而且反應(yīng)完全，速度快；剩余臭氧又會(huì)迅速轉(zhuǎn)化為氧，出水無(wú)嗅無(wú)味，不產(chǎn)生污泥；原料來(lái)源廣，因此臭氧氧化法在水處理中是很有前途的。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。但在當(dāng)前，由于制備臭氧的電能消耗較大，臭氧的投加與接觸系統(tǒng)效率低，使其在廢水處理中的應(yīng)用受到限制，主要用于低濃度、難氧化的有機(jī)廢水的處理和消毒殺菌。臭氧在水處理中的應(yīng)用（二）臭氧氧化法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，降低臭氧的消耗量。例如醋酸用臭氧氧化時(shí)在紫外線的照射下很快反應(yīng)，而在一般情況下幾乎不發(fā)生反應(yīng)。用臭氧-紫外線法可有效地將農(nóng)藥破壞成最終產(chǎn)物CO2和H2O。由于在堿性條件下其反應(yīng)歷程實(shí)際上是由臭氧生成的氫氧自由基起作用的，因此有時(shí)可用Ca(OH)2作催化劑，可增強(qiáng)臭氧的除污效果。例如在處理造紙和纖維廠的廢水時(shí)，通過(guò)加入石灰，可使每克TOC消耗的臭氧量減少幾乎一半。臭氧在水處理中的應(yīng)用（二）臭氧氧化法氯系氧化劑（三）氯氧化法實(shí)質(zhì)就是指單位質(zhì)量的含氯化合物中所含氧化態(tài)氯的氧化能力相當(dāng)于多少純凈氯的氧化能力。

常用的氯系氧化劑主要有：液氯、氯氣、次氯酸鈉、二氧化氯和漂白粉等。有效氯：是指含氯化合物中氧化數(shù)大于氯化物離子(氧化數(shù)為-1)的那部分氯。就是說(shuō)，把不含惰性物質(zhì)的原子態(tài)氯(C120氧化數(shù)為零)，定義為含有100%的有效氯。因此，要計(jì)算一個(gè)非原子態(tài)氯化合物的有效氯，必須先知道氯在化合物中的氧化數(shù)。氯系氧化劑（三）氯氧化法35.5/(35.5+32)*5=260氯系氧化劑——氯氣（三）氯氧化法氯在水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，即氯的歧化反應(yīng)：

這一反應(yīng)非常迅速，常溫下幾秒鐘即達(dá)到平衡。水解生成的HOCl分子的氧化能力比OCl-更強(qiáng)。HOCl的解離率完全取決于pH位，酸性條件能確保更多的HOCl的存在，而堿性條件下則次氯酸根離于(ClO-)驟增。所以酸性pH值有利于增強(qiáng)氯的氧化作用。氯系氧化劑——氯氣（三）氯氧化法水溶液中存在的次氯酸的量與pH值的關(guān)系可由下式推算：隨著pH值上升，次氯酸所占總含氯量的比率下降。

酸性pH值有利于增強(qiáng)氯的氧化作用。氯系氧化劑——氯氣（三）氯氧化法氯系氧化劑——氯氣（三）氯氧化法廢水中常常有氨存在。根據(jù)水的pH值，氨能以NH3(或?qū)懽鱊H3·H2O)或NH4+離子的形式存在于水中：由單質(zhì)氯在水中的存在形式可知，當(dāng)廢水中有氨存在時(shí)，通入氯氣將發(fā)生下列反應(yīng)，生成氯胺：水溶液中幾種氯的化合物氧化能力大小為：氯系氧化劑——次氯酸鹽（三）氯氧化法NaOC1在還原時(shí)生成氯化物和羥基離子，在水中呈堿性反應(yīng)：Ca(OCl)2有兩種商品，一是含有效氯量為25%

~35%的漂白粉，一是含有效氯量為70％~80％的漂粉精。次氯酸鈣加入水中，生成次氯酸：氯系氧化劑——次氯酸鹽（三）氯氧化法把氯氣通入冷的堿溶液中，便生成次氯酸鹽，例如：

這一反應(yīng)相當(dāng)于在氯與水的可逆反應(yīng)中加入堿而使平衡向右移動(dòng)，使反應(yīng)進(jìn)行完全。次氯酸鹽的溶液有氧化性和漂白作用。漂白粉是用氯氣與消石灰作用而制得的，是次氯酸鈣、氯化鈣和氫氧化鈣的混合物。制備漂白粉的主要反應(yīng)也是氯的歧化反應(yīng)：

次氯酸鹽的漂白作用主要是基于次氯酸的氧化性。氯系氧化劑——二氧化氯（三）氯氧化法二氧化氯是一種不穩(wěn)定的氣體，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)制取。一般是用亞氯酸鈉和氯反應(yīng)制?。憾趸扰c堿溶液反應(yīng)時(shí)，可得到亞氯酸鹽和氯酸鹽：二氧化氯的優(yōu)點(diǎn)是：氧化力比氯強(qiáng)，在pH＝6~9范圍內(nèi)滅菌效率幾乎不受pH值的影響，不會(huì)與氨結(jié)合，可以氧化廢水中的硫化物、鐵和錳。但由于二氧化氯的成本太貴，因而使用上受到限制。二氧化氯與水反應(yīng)時(shí)可生成亞氯酸：氯氧化法在水處理中的應(yīng)用氯消毒氯化法除氰氯化法除酚氯化法脫色（三）氯氧化法氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯消毒（三）氯氧化法消毒的目的是殺滅致病微生物，防止水致疾病的危害，但并不是徹底殺滅細(xì)菌。通常把氯胺中的氯稱為化合性氯，對(duì)應(yīng)地，把HOCl和OCl-中的氯稱為游離性氯。對(duì)含氨的給水和廢水進(jìn)行氯化處理，所需加氯量通常由實(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(15~30min)后，測(cè)定水中的余氯量，得到如圖3-27所示的余氯量與加氯量的關(guān)系曲線。氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯消毒（三）氯氧化法表示水中無(wú)雜質(zhì)時(shí)加氯量與余氯量相等

b表示水中微生物和雜質(zhì)的耗氯量氯先與水中的還原性物質(zhì)反應(yīng)，余氯量為0

,消毒效果不可靠Cl2：NH3<l,以化合性余氯存在，有一定消毒效果

Cl2：NH3=l,氯胺量達(dá)2區(qū)最大

Cl2：NH3＞l，部分氯胺被氧化為N2O或N2，化合性余氯量逐漸減少

Cl2：NH3=2,氯胺量減至最小值，折點(diǎn)

Cl2：NH3＞2，氯胺不再增加，余氯以游離性氯存在，實(shí)線與虛線平行氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯消毒（三）氯氧化法氯消毒法按余氯的成分可分為化合性余氯法(氯胺消毒法)和游離性余氯法(折點(diǎn)消毒法)。氯胺消毒作用緩慢，但很持久，且不產(chǎn)生氯酚臭。當(dāng)水中含氨較少時(shí)，需人工加氨或銨鹽。折點(diǎn)消毒速度快，并能去除一些產(chǎn)生色、臭、味的有機(jī)物。氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯消毒（三）氯氧化法為了獲得可靠而持久的消毒效果，投氯量要滿足兩個(gè)方面的要求：①達(dá)到消毒指標(biāo)。我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-85)規(guī)定飲用水中細(xì)菌總數(shù)小于100個(gè)/mL。大腸桿菌群數(shù)小于3個(gè)/L。②出水保持一定的余氯量，即在加氯接觸30min后，水中游離性余氯不低于0.3mg/L，在管網(wǎng)末端不低于0.05mg/L。當(dāng)余氯量過(guò)高時(shí)，需進(jìn)行脫氯處理。當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，一般的地面水經(jīng)混凝沉淀過(guò)濾后或清潔的地下水，加氯量可采用1.0~1.5mg/L，一般的地面水經(jīng)混凝沉淀而未經(jīng)過(guò)濾時(shí)，可采用1.5~2.5mg/L。氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯化法除氰（三）氯氧化法利用CN-的還原性，可用氯系氧化劑在堿性條件下將其破壞。氰離子的氧化破壞分為兩階段進(jìn)行。

第一階段：CN-被氧化為CNO-：

第二階段，CNO-可在不同pH值下，進(jìn)一步氧化降解或水解：氰化物有劇毒，在酸性條件下穩(wěn)定，易揮發(fā)致毒在低pH值下可加速進(jìn)行，但產(chǎn)物為NH4+，且有重新溢出CNCl的危險(xiǎn)，當(dāng)pH>12時(shí)，反應(yīng)終止。氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯化法除氰（三）氯氧化法根據(jù)反應(yīng)式，可以確定完全氧化1molCN-的理論耗藥量為2.5molC12或ClO-。但是，實(shí)際廢水的成分往往十分復(fù)雜，由于各種還原性物質(zhì)的存在(如H2S、Fe2+、Mn2+及某些有機(jī)物等)，是實(shí)際投藥量往往比理論投藥量達(dá)2~3倍。準(zhǔn)確的投藥量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。通常要求出水中保持3~5mg/L的余氯，以保證CN-降到0.1mg/L以下。氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯化法除氰（三）氯氧化法為了避免金屬氰化物[如Cu(CN)2、Fe(CN)2、Zn(CN)2等]沉淀析出，并促進(jìn)吸附在金屬氫氧化物(或其他不溶物)上的氰化物氧化，可采用壓縮空氣進(jìn)行激烈攪拌。當(dāng)用漂白粉作為氧化劑時(shí)，渣量較大，約為水量的2.8%~5.0%，需設(shè)專門的沉淀池，沉淀時(shí)間采用1~1.5h。由于污泥中往往含有相當(dāng)數(shù)量的溶解氰化物，處置時(shí)必須注意。為了避免生成有毒的氫氰酸(HCN)，氰化物廢水應(yīng)嚴(yán)格與酸性廢水分流。氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯化法除氰（三）氯氧化法由于單獨(dú)使用氯反應(yīng)效率低，而含氰廢水氯氧化需要消耗多達(dá)氰量10~20倍的氯，所以可將氯氧化與紫外線光照射并用，能獲得更強(qiáng)的氧化作用。此法的缺點(diǎn)是廢水需預(yù)先沉淀、過(guò)濾，以除去懸浮物。電能消耗也較大。氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯化法除酚（三）氯氧化法生成的順丁烯二酸還可進(jìn)一步被氧化為二氧化碳和水。同時(shí)，還會(huì)發(fā)生取代反應(yīng)，生成有強(qiáng)烈異臭及潛在危險(xiǎn)的氯酚(主要是2,6,-二氯酚)。為了消除氯酚的危害，一方面可投加過(guò)量氯，或改用更強(qiáng)的氧化劑(如O3、ClO2等)以防止氯酚生成；另一方面，出水可用活性炭進(jìn)行后處理，除去水中的氯酚及其他氯代有機(jī)物。氯氧化法在水處理中的應(yīng)用——氯化法脫色（三）氯氧化法氯的脫色效果與pH值有關(guān)。通常，發(fā)色有機(jī)物在堿性條件下易破壞，因此堿性脫色效果好；在pH值相同時(shí)，用次氯酸鈉比氯效果更為有效。若輔加紫外線照射，可大大提高氯氧化效果，從而降低氯用量。氯可用于印染廢水、TNT(2,4,6-三硝基甲苯)廢水脫色。加氯設(shè)備脫氯（三）氯氧化法加氯設(shè)備（三）氯氧化法氯氣一般加壓成液氯，用鋼瓶裝運(yùn)，干燥的氯氣或液氯對(duì)鐵、鋼、鉛、銅都沒(méi)有腐蝕性，但氯溶液對(duì)一般金屬腐蝕性很大，因此使用液氯瓶時(shí)，要嚴(yán)防水通過(guò)加氯設(shè)備進(jìn)入氯瓶，當(dāng)氯瓶出現(xiàn)泄漏不能制止時(shí)，應(yīng)將氯瓶投入水中或堿溶液中。由液氯蒸發(fā)產(chǎn)生的氯氣，可通過(guò)擴(kuò)散器直接投加(壓力投加法)或真空投加。在真空下投加，可以較少泄氯危險(xiǎn)。

加氯設(shè)備（三）氯氧化法加氯設(shè)備（三）氯氧化法隨著污水不斷流入，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)到了預(yù)定的處理效果，再排放。當(dāng)投氯池水位降低到頂定的位置、空氣進(jìn)入虹吸管，真空泵停，虹吸作用破壞，此時(shí)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)按污水流量成比例加氯。每次加氯量可以由加氯機(jī)調(diào)節(jié)，也可以通過(guò)時(shí)間繼電器改變電磁閥的開(kāi)啟時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)。脫氯（三）氯氧化法脫氯的方法有：活性炭吸附，在適宜的pH值條件下曝氣，投藥脫氯。曝氣脫氯效果很差，這是由于在堿性pH值條件下，水中非揮發(fā)性次氯酸鹽占優(yōu)勢(shì)。

投加還原劑脫氯是可取的。常用的還原劑有SO2、Na2SO3、NaHSO3和Na2S2O3等。用下列反應(yīng)式算出降低過(guò)量氯所需的投藥量：高錳酸鹽的性質(zhì)高錳酸鹽的水化學(xué)（四）高錳酸鹽氧化法高錳酸鹽的性質(zhì)（四）高錳酸鹽氧化法高錳酸鹽是一種強(qiáng)氧化劑，能與水中Fe2+、Mn2+、S2-、CN-、酚以及有機(jī)化合物反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)，高錳酸鹽被還原，生成水合二氧化錳，因而具有吸著(包括吸附和吸收兩者的含義)作用；具有很強(qiáng)的殺菌能力等。高錳酸鹽的水化學(xué)（四）高錳酸鹽氧化法（1）在pH值為3~11.5范圍內(nèi)，在被還原的過(guò)程中，大多數(shù)高錳酸鹽取得3個(gè)電子而生成不溶性的MnO2：（2）在pH值為6~10范圍內(nèi)，與二價(jià)鐵迅速反應(yīng)，生成二氧化錳和氫氧化鐵：（3）在稀的中性水溶液中，與硫化氫反應(yīng)生成氧化錳、二氧化錳和元素硫：

高錳酸鹽的水化學(xué)（四）高錳酸鹽氧化法（4）在pH2~4范圍內(nèi)，在KOH和NaOH溶液中與CN-反應(yīng)：（5）高錳酸鹽通常只對(duì)有機(jī)物的特種官能團(tuán)進(jìn)行選擇性氧化，而不是對(duì)整個(gè)有機(jī)分子進(jìn)行完整的降解反應(yīng)。

銅離子能強(qiáng)烈催化高錳酸鹽與CN-的反應(yīng)，在存在氫氧化銅的條件下，反應(yīng)進(jìn)行得十分迅速。

Cu(OH)2高錳酸鹽的水化學(xué)（四）高錳酸鹽氧化法

高錳酸鹽的水化學(xué)（四）高錳酸鹽氧化法

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在中性pH值條件下，對(duì)有機(jī)物和致突變物質(zhì)的去除率均很高，明顯優(yōu)于在酸性和堿性條件下的效果。反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的新生態(tài)水合二氧化錳具有催化氧化和吸附作用。用高錳酸鉀作為氯氧化的預(yù)處理，可以有效地控制氯酚與氯仿的形成。在廢水處理中，高錳酸鹽氧化法正研究應(yīng)用子去除酚、H2S、CN-等。高錳酸鹽的水化學(xué)（四）高錳酸鹽氧化法

優(yōu)點(diǎn):出水沒(méi)有異昧；氧化藥劑易于投配和監(jiān)測(cè)，并易于利用原有水處理設(shè)備(如凝聚沉淀設(shè)備，過(guò)濾設(shè)備)；反應(yīng)所生成的水合二氧化錳有利于凝聚沉淀的進(jìn)行(特別是對(duì)低濃度廢水的處理)。缺點(diǎn):成本高，且高錳酸鹽對(duì)魚(yú)類的毒性高。若將此法與其他處理方法〔如空氣曝氣、氯氧化、活性炭吸附等)配合使用，可使處理效率提高，成本下降。濕式氧化法概述（五）濕空氣氧化法濕式空氣氧化法(Wet

Air

Oxidation,WAO)即是在溫度175~350℃之間，壓力保持在2067~20670kPa范圍內(nèi)，通入空氣，使溶解或懸浮在廢水中的有機(jī)化合物和還原性無(wú)機(jī)物質(zhì),在液相中氧化成CO2和H2O的一種高濃度廢水預(yù)處理。濕式催化氧化則是濕式氧化的發(fā)展，處理效率可以明顯提高。濕式氧化法概述（五）濕空氣氧化法濕式氧化法概述（五）濕空氣氧化法廢水由貯槽經(jīng)高壓泵加壓后，與來(lái)自空壓機(jī)的空氣混合，經(jīng)換熱器加熱升溫后進(jìn)入反應(yīng)塔進(jìn)行氧化燃燒，反應(yīng)后汽液混合液進(jìn)入汽液分流器，分離出來(lái)的蒸汽和其他廢氣在洗滌器內(nèi)洗滌后，可用于渦輪機(jī)發(fā)電或其他動(dòng)力，而分離出來(lái)的廢水則進(jìn)入固液分離器，進(jìn)行固液分離后排放或進(jìn)—步處理。濕式氧化法的氧化程度取決于操作壓力、溫度、空氣量等因素。操作溫度一般控制在100~370℃，操作壓力為1~28MPa。濕式氧化法的應(yīng)用化工廢液處理（五）濕空氣氧化法濕式氧化法的應(yīng)用農(nóng)藥、除草劑廢水處理（五）濕空氣氧化法濕式氧化法適用于處理含酚、磷、農(nóng)藥、除草劑等有毒有害高濃度有機(jī)廢水。含氯烴、有機(jī)磷、有機(jī)硫化物的農(nóng)藥廢水，經(jīng)濕式氧化法處理后，變成含氯化物、磷酸鹽和硫酸鹽的溶液，用催化濕式氧化法處理多氯聯(lián)苯、滴滴涕、五氯苯酚等難以氧化的有機(jī)物，去除率99%。濕式氧化法的應(yīng)用農(nóng)藥、除草劑廢水處理（五）濕空氣氧化法（五）濕空氣氧化法濕式氧化法是不完全的深度氧化，對(duì)難于生化的高濃度有機(jī)廢水，處理后污染物質(zhì)大大減少，BOD/COD值顯著提高。有條件的企業(yè)對(duì)具有足夠數(shù)量和相應(yīng)高濃度的有機(jī)廢水，用濕式氧化法作為生化處理的預(yù)處理，是比較經(jīng)濟(jì)、可行、合適的。濕式氧化法的另一特點(diǎn)是對(duì)空氣污染少，氨化合物、硫化合物、氯化合物都變?yōu)榘?、硫酸鹽、鹽酸或鹽的形式，處理系統(tǒng)基本無(wú)NOx、HCl、NH3、H2S等廢氣排放。含鉻廢水的還原處理化學(xué)還原法處理酸性鍍銅廢水還原法除汞二、藥劑還原處理含鉻廢水的還原處理硫酸亞鐵還原法二、藥劑還原處理六價(jià)格廢水排入集水池，用泵提升到還原槽與硫酸亞鐵溶液反應(yīng)之后，再溢流到中和槽投加堿液調(diào)節(jié)pH值至7.5~8.5，為加快凝聚速度，加入適當(dāng)?shù)?.01%PAM溶液，生成大顆粒沉淀物進(jìn)入斜管沉淀池進(jìn)行沉淀分離，沉淀出的雜質(zhì)由排泥口流到離心式污泥脫水機(jī)集中處理。從斜管沉淀池分離出的上清液由溢流口進(jìn)入清水箱，再經(jīng)清水泵打入砂濾器進(jìn)行二級(jí)處理，使處理后的水重新返回鍍鉻車間使用。含鉻廢水的還原處理硫酸亞鐵還原法二、藥劑還原處理含鉻廢水的還原處理硫酸亞鐵還原法二、藥劑還原處理硫酸亞鐵鹽法往往與其他方法聯(lián)合使用，可以達(dá)到更好的效果，如果用硫酸亞鐵-粉煤灰法處理含鉻電鍍廢水，Cr6+去除率可以達(dá)到99%以上。對(duì)于Cr6+濃度小于50mg/L的廢水，經(jīng)一次處理，就可以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于濃度較高的含鉻廢水，經(jīng)兩次處理后即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。與硫酸亞鐵、石灰法比較，有以廢治廢、原料價(jià)格低廉和易于得到等優(yōu)點(diǎn)。二、藥劑還原處理加入粉煤灰的主要作用，一是吸附，二是沉淀。含鉻廢水的還原處理硫酸亞鐵還原法二、藥劑還原處理含鉻廢水的還原處理亞硫酸鈉法

其原理是：在酸性條件下六價(jià)鉻被亞硫酸根還原成三價(jià)鉻，反應(yīng)是：在反應(yīng)時(shí)要補(bǔ)充酸，以保證反應(yīng)完全優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)速度快，投藥量少，污泥產(chǎn)生量少，操作簡(jiǎn)便，處理成本較低。缺點(diǎn):含三價(jià)鉻的污泥回收困難。二、藥劑還原處理含鉻廢水的還原處理亞硫酸鈉法

最佳條件是：Cr6+：Na2SO3＝1：8，反應(yīng)的pH值為2~3，沉淀pH值為8。用此工藝可處理含鉻量為50~400mg/L的廢水。二、藥劑還原處理含鉻廢水的還原處理亞硫酸鈉法

①當(dāng)pH值小于4時(shí)，廢水中六價(jià)鉻主要以Cr2O72-形式存在，若加入Na2SO3則有如下反應(yīng)：②當(dāng)pH值大于4小于7時(shí)，廢水中六價(jià)鉻以Cr2O72-和CrO42-形式存在，若加入Cr2O72-則有如下兩種反應(yīng)：該反應(yīng)在瞬間即能自發(fā)完成。后一個(gè)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，從而使廢水中有部分Cr6+得不到還原。二、藥劑還原處理含鉻廢水的還原處理亞硫酸鈉法

③當(dāng)pH值大于7時(shí)，廢水中六價(jià)銘主要以CrO42-形式存在，加入的亞硫酸鈉不能使其還原。

利用亞硫酸鈉法處理含鉻廢水必須在強(qiáng)酸條件下進(jìn)行。在此條件下，亞硫酸鈉除與Cr2O72-反應(yīng)外，還進(jìn)行如下反應(yīng)：

由于這個(gè)反應(yīng)的消耗了一定量的亞硫酸鈉，因而六價(jià)鉻與亞硫酸鈉反應(yīng)的投藥比遠(yuǎn)大于其理論值1：3.64，且反應(yīng)pH值越低，該反應(yīng)越完全、使亞硫酸鈉藥劑無(wú)效損耗越多，故反應(yīng)pH值不能太低。二、藥劑還原處理含鉻廢水的還原處理其他還原法如廠區(qū)同時(shí)有含鉻廢水和含氰廢水時(shí)，可互相進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，以廢治廢，其反應(yīng)為：近年來(lái)試驗(yàn)研究了用活性炭吸附處理含鉻廢水的方法，當(dāng)pH值很低時(shí)，本質(zhì)上仍是種還原法：化學(xué)還原法處理酸性鍍銅廢水二、藥劑還原處理連二亞硫酸鈉(俗稱保險(xiǎn)粉)是強(qiáng)還原劑，在酸性條件下，能從硫酸銅溶液中還原出金屬銅粉，放出二氧化硫，反應(yīng)在常溫常壓下瞬間完成：沉淀后上清液無(wú)色透明，Cu2+含量在lmg/L以下，同時(shí)有部分二氧化硫溶于水，生成亞硫酸，使濾液的pH值下降：化學(xué)還原法處理酸性鍍銅廢水二、藥劑還原處理濾液中含有亞硫酸及過(guò)量的連二亞硫酸鈉，對(duì)六價(jià)鉻具有很強(qiáng)的還原作用：還原法除汞二、藥劑還原處理

金屬還原除汞時(shí)，將含汞廢水通過(guò)金屬屑濾床，或與金屬粉混合反應(yīng)，置換出金屬汞。置換反應(yīng)速度與接觸面積、溫度、pH值等因素有關(guān)。通常將金屬破碎成2~4mm的碎屑，并用汽油或酸去掉表面的油污或銹蝕層。反應(yīng)溫度提高，能加速反應(yīng)的進(jìn)行；但溫度太高，會(huì)有汞蒸氣逸出，故反應(yīng)一般在20~80℃范圍內(nèi)進(jìn)行。還原法除汞二、藥劑還原處理采用鐵屑過(guò)濾時(shí)，pH值在6~9較好，耗鐵量最?。籶H值低于6時(shí)，則鐵因溶解而耗量增大；pH值低于5時(shí)，有氫析出(Fe+2H+=Fe2++H2↑)，吸附于鐵屑表面，減小了金屬的有效表面積，并且氫離子和汞離子競(jìng)爭(zhēng)也變得嚴(yán)重，阻礙除汞反應(yīng)的進(jìn)行。采用鋅粒還原時(shí)，pH值最好在9~11之間。用銅屑還原時(shí)，pH值在1~10之間均可。還原法除汞二、藥劑還原處理硼氫化鈉在堿性條件下(pH＝9~11)可將汞離子還原為汞，其反應(yīng)為：還原劑—般配成NaBH4含量為12%的堿性溶液，與廢水一起加入混合反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。將產(chǎn)生的氫氣和汞蒸氣通入洗氣器，用稀硝酸洗滌以除去汞蒸氣，硝酸洗液返回原廢水池再進(jìn)行除汞處理。而脫氣泥漿中的汞?？捎盟π髌鞣蛛x，能回收80%~90%的汞。殘留于溢流水中的汞，用孔徑為5μm的微孔過(guò)濾器截留去除，出水中殘汞量低于0.01mg/L。回收的汞可用真空蒸餾法凈化。最常用的是H2O2氧化法。H2O2可用于有毒廢棄物的氧化破壞、廢水的消毒、除味。H2O2的特點(diǎn)是在較寬的pH值范圍內(nèi)具有高的反應(yīng)活性，不產(chǎn)生有毒的反應(yīng)產(chǎn)物，另外它比其他氧化劑穩(wěn)定得多。H2O2與Fe2+結(jié)合形成的Fenton試劑，具有極強(qiáng)的氧化能力，對(duì)于許多種類的有機(jī)物都是一種有效的氧化劑。Fenton試劑特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水的氧化處理。三、催化氧化處理三、催化氧化處理在H2O2+Fe2+系統(tǒng)中過(guò)氧化氫的分解機(jī)理為：三、催化氧化處理該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是H2O2分解速度快，因而氧化速率也較高。但該系統(tǒng)也存在許多問(wèn)題，由于該系統(tǒng)Fe2+濃度大，處理后的水可能帶有顏色；Fe2+與H2O2反應(yīng)降低了H2O2的利用率及該系統(tǒng)要求在較低pH值范圍內(nèi)進(jìn)行等，因而影響了該系統(tǒng)的應(yīng)用。近年來(lái)人們把UV、O2引入Fenton試劑，增強(qiáng)了Fenton試劑的氧化能力，節(jié)約了H2O2的用量。由于H2O2分解機(jī)理與Fenton試劑極其相似，均產(chǎn)生氫氧自由基，因此將各種改進(jìn)了的Fenton試劑稱為類Fenton試劑。三、催化氧化處理幾種催化氧化體系：H2O2+Uv系統(tǒng)H2O2+Fe2++Uv系統(tǒng)H2O2+Fe2++O2、H2O2+Uv+O2及

H2O2+Fe2++Uv+O2系統(tǒng)

三、催化氧化處理H2O2+Uv系統(tǒng)中過(guò)氧化氫的分解機(jī)理該系統(tǒng)相對(duì)于Fenton試劑，其特點(diǎn)為：由于無(wú)Fe2+對(duì)H2O2的消耗，因此氧化劑的利用率高；該系統(tǒng)的氧化效果基本不受pH值的影響，適用范圍較廣。但該系統(tǒng)反應(yīng)速率較慢。三、催化氧化處理H2O2+Fe2++Uv系統(tǒng)該系統(tǒng)實(shí)際上為H2O2+Fe2+與H2O2+Uv兩種系統(tǒng)的結(jié)合。該系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：由于Fe2+用量較低，可保持H2O2較高的利用率；Uv和Fe2+對(duì)H2O2的催化分解具有協(xié)同效應(yīng)，使H2O2的分解速率遠(yuǎn)大于Fe2+或UV催化H2O2分解速率的簡(jiǎn)單加合。這主要是由于鐵的某些羥基配合物可發(fā)生光敏化反應(yīng)生成·OH等自由基所致。三、催化氧化處理H2O2+Fe2++O2、H2O2+Uv+O2及H2O2+Fe2++Uv+O2系統(tǒng)為了降低Fenton試劑的處理成本，可以利用廉價(jià)的空氣作氧源。氧的引入對(duì)于有機(jī)物的氧化是有效的，可以節(jié)約H2O2的用量，降低處理成本。O2參與反應(yīng)的機(jī)理主要有兩點(diǎn)：①O2吸收紫外光后可生成O3等次氧化劑氧化有機(jī)物；②O2通過(guò)誘導(dǎo)自氧化加入到反應(yīng)鏈中，例如：三、催化氧化處理H2O2+Fe2++O2、H2O2+Uv+O2及H2O2+Fe2++Uv+O2系統(tǒng)Fenton試劑對(duì)有機(jī)物的氧化性可作如下解釋：反應(yīng)生成的R·及X·，進(jìn)一步再與·OH、H2O2、O2-、HO2·反應(yīng)，使有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生C-C鍵開(kāi)裂，氧化分解，最后氧化為碳酸氣釋出，使廢水的COD大大降低。三、催化氧化處理Fenton試劑及各種改進(jìn)系統(tǒng)在廢水處理中的應(yīng)用可分為兩個(gè)方面：一是單獨(dú)作為一種處理方法氧化有機(jī)廢水；二是與其他方法聯(lián)用，如與混凝沉降法、活性炭法、生物處理法等聯(lián)用，可取得良好的效果。Fenton試劑氧化法存在的主要問(wèn)題是處理成本較高，但對(duì)于毒性大，一般氧化劑難氧化或生物難降解的有機(jī)廢水的處理仍是一種較好的方法。如果采用Fenton試劑作為一預(yù)處理的方法，再與其他方法聯(lián)用，可以降低處理成本，拓寬Fenton試劑的應(yīng)用范圍。三、催化氧化處理過(guò)氧化氫可將氰化物直接氧化成氰酸鹽，因此不產(chǎn)生危險(xiǎn)的中間產(chǎn)物。氰酸鹽可通過(guò)升高溫度而水解。氰化物被過(guò)氧化氫氧化的過(guò)程是：三、催化氧化處理在堿性介質(zhì)中、室溫條件下，甲醛與H2O2發(fā)生放熱反應(yīng)，生成氫、甲酸鈉和水：這是含甲醛廢水去毒的方法基礎(chǔ)，實(shí)際上在反應(yīng)經(jīng)過(guò)30min后就可從廢水中消除甲醛。為了減少H2O2的用量，可將廢液先升溫，用石灰乳或蘇打處理，這樣可使H2O2的用量減少到1/3。能帶的概念

原子的體積是很小的，即使很小的一塊金屬，所含有的原子數(shù)目也大得驚人。例如一立方厘米的金屬鋰晶體，所含的Li原子數(shù)目將近4.6×1022個(gè)。如果根據(jù)n個(gè)原子軌道可以組成n個(gè)分子軌道的原則，對(duì)Li原子的2s原子軌道來(lái)說(shuō)，就會(huì)有4.6×1022個(gè)2s原子軌道組成4.6×1022個(gè)能量稍有差別的分子軌道。每?jī)蓚€(gè)相鄰分子軌道的能量差極微小，因此這些能級(jí)實(shí)際上已經(jīng)分不清楚。我們就把由n條能級(jí)相同的原子軌道組成能量幾乎連續(xù)的n條分子軌道總稱能帶。四、光催化氧化處理能帶的種類按照組合能帶的原子軌道能級(jí)以及電子在能帶中分布的不同，有滿帶、導(dǎo)帶和禁帶等多種能帶。滿帶：由于能帶內(nèi)所含分子軌道數(shù)與參加組合的原子軌道數(shù)是相同的，同時(shí)每一個(gè)分子軌道最多也只能容納2個(gè)電子，所以參加組合的原子軌道如完全為電子所充滿，則組合的分子軌道群(能帶)也必然完全為電子所充滿，充滿電子的低能量能帶叫做滿帶。導(dǎo)帶：參加組合的原子軌道如未充滿電子，則形成的能帶也是未充滿的，還有空的分子軌道存在；在這種能帶上的電子，只要吸收微小的能量就能躍遷到帶內(nèi)能量稍高的空軌道上運(yùn)動(dòng)，從而使金屬具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱作用。未充滿電子的高能量能帶叫做導(dǎo)帶。四、光催化氧化處理能帶的種類禁帶：正如原子中各個(gè)能級(jí)間有能量差別一樣，金屬晶體中各個(gè)能帶之間也有能量差別，這使相鄰能帶之間一般都有間隙，此間隙叫帶隙。在相鄰原子軌道間隙之中，電子是不能停留的；同樣在金屬晶體能帶的帶隙中，電子也不能停留。帶隙是電子的禁區(qū)，所以又叫禁帶。如果禁帶不太寬，電子獲得能量后，可以從滿帶越過(guò)禁帶而躍遷到導(dǎo)帶上去；如果禁帶很寬，這種躍遷就很困難，甚至不可能實(shí)現(xiàn)。

四、光催化氧化處理四、光催化氧化處理原理是以N型半導(dǎo)體的能帶理論為基礎(chǔ)，以N型半導(dǎo)體作敏化劑的一種光敏氧化法。當(dāng)能量大于禁帶寬度的光照射半導(dǎo)體催化劑時(shí)，滿帶上電子被激發(fā)，躍過(guò)禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，則在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的電子-空穴，從而引發(fā)反應(yīng)。水溶液中的光催化氧化反應(yīng)，在半導(dǎo)體表面失去的電子主要是水分子，水分子經(jīng)一系列變化后產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的·OH，氧化各種有機(jī)物，并使之礦化為CO2。上述的半導(dǎo)體催化劑也稱光敏化劑，它是光催化氧化反應(yīng)的關(guān)鍵，在敏化劑不存在時(shí)，這類反應(yīng)是不能發(fā)生的。光敏化劑在這一過(guò)程中可以不變化，因而可以重復(fù)使用，也可以發(fā)生變化。四、光催化氧化處理原理光催化氧化的反應(yīng)速率一般用LangmuirHmshelwood動(dòng)力學(xué)方程描述：四、光催化氧化處理原理如果投加H2O2、KBrO3等強(qiáng)氧化劑，可以抑制電子-空穴復(fù)合，可以提高光氧化速度。對(duì)特定的催化劑表面擔(dān)載高活性的貴金屬或金屬氧化物，如Ag、Au、Pt、Pd等，能夠消除半導(dǎo)體帶中的電子，有利于光激電子向外部遷移，有效防止電子-空穴簡(jiǎn)單復(fù)合，Pt/TiO2能夠提高催化降解有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑速率4.5~6倍，將Pd載到TiO2上光催化降解1，4-二氯苯的活性提高30%，但是，Pt、Pd等載量過(guò)多，則可能充當(dāng)電子-空穴的復(fù)合中心，降低TiO2光催化性，故每一種半導(dǎo)體催化劑表面有一個(gè)某種金屬或金屬氧化物最佳載量。四、光催化氧化處理原理光催化氧化以N型半導(dǎo)體為催化劑，各種催化劑活性順序?yàn)椋篢iO2＞ZnO＞W(wǎng)O3。TiO2的化學(xué)性質(zhì)，光化學(xué)性十分穩(wěn)定，無(wú)毒價(jià)廉，貨源充足。TiO2是一種半導(dǎo)體氧化物，它有充滿電子的價(jià)電子帶和缺電子的導(dǎo)帶，在光照下價(jià)電子帶上留下的空穴有氧化性，導(dǎo)帶上的電子具還原性，降解物在TiO2表面發(fā)生氧化還原后，價(jià)電子帶又得到電子，光再次照射時(shí)，價(jià)帶上電子又同樣發(fā)生躍遷，故將使用過(guò)的TiO2通過(guò)過(guò)濾收集起來(lái)，在陰暗處自然晾干、重復(fù)使用，不影響其催化活性。四、光催化氧化處理均相燃料光催化氧化也稱均相染料光敏化氧化。是將染料溶解成溶液，投放到待處理水中。用陽(yáng)光、空氣和染料對(duì)難降解的酚類工業(yè)廢水進(jìn)行光敏化氧化處理，可以獲得較好的效果。很多染料可作空氣、陽(yáng)光(可見(jiàn)光)的光敏化劑，孟加拉紅、亞甲藍(lán)、中性紅、天青藍(lán)、亮中苯基藍(lán)、甲苯胺藍(lán)和吖啶橙等都是有效的敏化劑。四、光催化氧化處理均相燃料光催化氧化四、光催化氧化處理非均相染料光敏化氧化處理酚類廢水由于染料黏附在離子交換樹(shù)脂上的敏化效率降低，因而導(dǎo)致人們尋求一種染料非均相光敏化氧化劑，其效率應(yīng)不低于均相染料光敏化氧化。例如可用一種海藻酸鹽(Ca2+、Sr2+、Ba2+和A13+鹽)的膠體小球代替離子交換樹(shù)脂或高聚物，浸染上染料作為非均相光敏化劑來(lái)處理酚類水溶液。四、光催化氧化處理非均相染料光敏化氧化處理酚類廢水這種非均相光敏化劑具有均相光敏化劑所不具備的特性：它不需要將染料與所處理過(guò)的水分開(kāi)。膠體顆粒并不引入新的有毒物質(zhì)到要處理的水環(huán)境中，因?yàn)楹Ｔ逅猁}是無(wú)毒、可生物降解的碳水化合物。這種膠體小球與上述離子交換樹(shù)脂顆粒不同；上述交換樹(shù)脂所結(jié)合的染料，其敏化效率不如均相染料，而海藻酸鹽顆粒則能穩(wěn)定染料使之處于活性狀態(tài)，并延長(zhǎng)其使用壽命，使之超過(guò)均相染料的壽命。膠體小球的機(jī)械性能和化學(xué)性能，在使用條件下都不致受到損害，因而可回收再生和重新使用若干次而不嚴(yán)重?fù)p害其效率。五、微電解法處理基本原理鐵的還原性質(zhì)電化學(xué)性質(zhì)鐵離子的絮凝作用五、微電解法處理基本原理鐵的還原性質(zhì)鐵的還原能力很強(qiáng)，能使某些有機(jī)物還原成還原態(tài)，甚至斷鏈；硝基苯可被活性金屬鐵還原成苯胺：硝基轉(zhuǎn)變成胺基，提高了生物降解性，為該類工業(yè)廢水進(jìn)一步生化處理創(chuàng)造了條件。基本原理電化學(xué)性質(zhì)微電解采用的填料一般為鑄鐵屑及焦炭(也有采用鐵刨花，中炭鋼屑)，鑄鐵是鐵炭合金，當(dāng)把鑄鐵屑放入電解質(zhì)溶液中時(shí)發(fā)生如下電極反應(yīng)：

在偏酸性有氧的電解質(zhì)溶液中，電位差最大，反應(yīng)速度快，大量的Fe2+進(jìn)入溶液中。電極反應(yīng)生成的產(chǎn)物具有較高的化學(xué)活性。五、微電解法處理基本原理電化學(xué)性質(zhì)

許多類型的工業(yè)廢水都是穩(wěn)定的膠體體系，在這種體系里，分散的膠體不會(huì)自動(dòng)聚合。當(dāng)存在電場(chǎng)時(shí)，帶電的膠體粒子會(huì)在電場(chǎng)作用下脫穩(wěn)附聚并沉積下來(lái)，達(dá)到去除的目的。鐵碳顆粒浸沒(méi)在水溶液中時(shí)，鐵是活潑金屬，會(huì)與碳之間形成一個(gè)微小的原電池，進(jìn)而在其周圍產(chǎn)生一個(gè)空間電場(chǎng)。據(jù)報(bào)道，利用鐵炭粒料可產(chǎn)生電位差為1.2v左右的空間電場(chǎng)。因此將鐵-碳粒料放入穩(wěn)定的膠體溶液中，可在零點(diǎn)幾秒至幾十秒之內(nèi)完成電泳沉積過(guò)程，經(jīng)過(guò)反沖洗即可洗脫沉積粒料，廢渣可以集中處理或回收利用。因此，微電解不需外加電能就能達(dá)到與電解法相同的去除污染物的目的，具有高效低耗的優(yōu)點(diǎn)。五、微電解法處理基本原理鐵離子的絮凝作用電極反應(yīng)產(chǎn)生Fe2+，在有氧存在時(shí)，部分Fe2+轉(zhuǎn)變成Fe3+，新生的Fe2+和Fe3+是良好的絮凝劑，具有較高的吸附絮凝活性。當(dāng)把廢水的pH值提高到適宜的值時(shí)，會(huì)形成Fe(OH)2和Fe(OH)3的絮狀沉淀，進(jìn)一步去除了污染物。實(shí)際工程應(yīng)用中一般是將微電解柱出水用石灰乳調(diào)節(jié)pH值至9-10，絮凝沉降后出水。五、微電解法處理基本原理鐵離子的絮凝作用五、微電解法處理基本特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：五、微電解法處理處理效果好，染料廢水脫色效果顯著；處理設(shè)備簡(jiǎn)單，可采用固定床；投資少，處理費(fèi)用低，濾料系工業(yè)廢料，來(lái)源廣，具有以廢治廢的意義；適用廣，可處理無(wú)機(jī)工業(yè)廢水如電鍍廢水等，又可處理有機(jī)廢水；作為預(yù)處理可大大提高廢水的可生化性，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造條件。基本特點(diǎn)缺點(diǎn)：五、微電解法處理長(zhǎng)期使用后，F(xiàn)e會(huì)鈍化，需要定期用稀鹽酸活化處理；鐵屑不可脫水，一旦脫水很快結(jié)塊，將造成死床；微電解法需要調(diào)酸調(diào)堿、絮凝沉淀，操作比較麻煩?；驹砝弥绷麟娺M(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。一般按照電解原理，可將其分為電極表面處理過(guò)程、電凝聚處理過(guò)程、電解浮選過(guò)程、電解氧化還原過(guò)程；也可以分為直接電解法和間接電解法。按照陽(yáng)極材料的溶解特性可分為不溶性陽(yáng)極電解法和可溶性陽(yáng)極電解法。六、電解處理基本原理電極表面處理過(guò)程電凝聚處理過(guò)程電解浮選過(guò)程電解氧化還原過(guò)程六、電解處理電解原理——電解表面處理過(guò)程廢水中的溶解性污染物通過(guò)陽(yáng)極氧化或陰極還原后，生成不可溶沉淀物或從有毒的化合物變成無(wú)毒的物質(zhì)。如含氰廢水在堿性條件下進(jìn)入電解槽點(diǎn)解，在石墨陽(yáng)極上發(fā)生電解氧化反應(yīng)，首先是氰離子被氧化為氰酸根離子，然后氰酸根離子水解產(chǎn)生氨與碳酸根離子，同時(shí)氰酸根離子繼續(xù)電解，被氧化為二氧化碳和氮?dú)?。六、電解處理電解原理——電解表面處理過(guò)程重金屬離子可發(fā)生電解還原反應(yīng)，在陰極上發(fā)生重金屬沉積過(guò)程。六、電解處理電解原理——電凝聚處理過(guò)程：鐵或鋁制金屬陽(yáng)極由于電解反應(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。氫氧化鐵對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行凝聚，使廢水得到凈化。六、電解處理電解原理——電解浮選過(guò)程：

采用由不溶性材料組成的陰、陽(yáng)電極對(duì)廢水進(jìn)行電解。當(dāng)電壓達(dá)到水的分解電壓時(shí)，產(chǎn)生的初生態(tài)氧和氫對(duì)污染物能起氧化或還原作用，同時(shí)，在陽(yáng)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，發(fā)生上浮過(guò)程，使污染物得以去除。六、電解處理電解原理——電解氧化還原過(guò)程：利用電極在電解過(guò)程中生成氧化或還原產(chǎn)物，與廢水中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀物以去除之。如利用鐵板陽(yáng)極對(duì)含六價(jià)鉻的化合物的廢水進(jìn)行處理時(shí)，鐵板陽(yáng)極在電解過(guò)程中產(chǎn)生Fe2+，F(xiàn)e2+作為強(qiáng)還原劑，可將廢水中的Cr6+還原為Cr3+

。六、電解處理電解原理——電解氧化還原過(guò)程：

同時(shí)在陰極上，除H+放電生成H2外，Cr6+直接還原為Cr3+

。六、電解處理電解氧化還原法電解氧化法六、電解處理電解槽的陽(yáng)極既可通過(guò)直接的電極反應(yīng)過(guò)程，使污染物氧化破壞，也可通過(guò)某些陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)物間接地破壞污染物。實(shí)際上，為了強(qiáng)化陽(yáng)極的氧化作用，往往投加一定量的食鹽，進(jìn)行所謂的“電氯化”，此時(shí)陽(yáng)極的直接氧化作用和間接氧化作用往往同時(shí)起作用。電化學(xué)氧化法主要用于去除水中氰、酚以及COD、S2-、有機(jī)農(nóng)藥（如馬拉硫磷）等，也有利用陽(yáng)極產(chǎn)物Ag+離子進(jìn)行消毒處理的。電解氧化還原法電解氧化法處理含氰廢水六、電解處理電解氧化含氰廢水除氰時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)：需在堿性條件下運(yùn)行電解氧化還原法電解氧化法處理含氰廢水六、電解處理電解處理含氰廢水時(shí)，通常要往廢水中添加一定量(2~3g/L)的食鹽。食鹽的加入，不僅使溶液導(dǎo)電性增加，降低電耗，而且C1-在陽(yáng)極放電可產(chǎn)生C12，經(jīng)水解而生成HClO和ClO-等氧化劑，從而強(qiáng)化了陽(yáng)極的氧化作用，這種電極過(guò)程叫做二級(jí)反應(yīng)：電解氧化還原法電解氧化法處理含氰廢水六、電解處理次氯酸根與氰根發(fā)生如下反應(yīng)：電解氧化還原法電解氧化法處理含氰廢水六、電解處理電解氧化還原法電解氧化法處理含酚廢水六、電解處理電解除酚通常部投加食鹽，以強(qiáng)化氧化過(guò)程并降低電耗。食鹽電解后，產(chǎn)生氯離子和鈉離子，氯離子在陽(yáng)極放電后生成分子氯，然后水解生成次氯酸。利用電極過(guò)程二級(jí)反應(yīng)生成的氯和次氯酸的氧化力將酚分解脫除：電解氧化還原法電解氧化法處理含酚廢水六、電解處理電解氧化還原法電解還原法除鉻六、電解處理主要因素，必須采用鐵為陽(yáng)極材料。當(dāng)用壓縮空氣進(jìn)行攪拌時(shí)，空氣中的氧要消耗一部分亞鐵離子，因此，空氣注入量要嚴(yán)格控制，或采用其他攪拌方法。電解氧化還原法電解還原法除鉻六、電解處理電解除鉻時(shí)，可投加適量食鹽(1~1.5g/L)，以增加溶液的導(dǎo)電性；同時(shí)Cl-能減弱陽(yáng)極的鈍化，降低其超電勢(shì)，促進(jìn)鐵陽(yáng)極的溶蝕。為了消除陽(yáng)極鈍化，應(yīng)采用小電流密度(0.2-0.6A/dm2)，并使電解槽的陰、陽(yáng)極定期倒換，以保持陽(yáng)極經(jīng)常在活化狀態(tài)廠工作。廢水的pH值較低，有利于鐵陽(yáng)極的溶蝕；若堿性較大，將促使鐵陽(yáng)極鈍化，發(fā)生OH-放電而析比氧氣的副反應(yīng)，且析比的氧還能消耗亞鐵離子，不利于Cr6+的還原。但是，pH值也不