工業(yè)廢水中和-化學沉淀

1、工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章第第1212章章 工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理12.1 12.1 中和中和12.2 12.2 化學沉淀化學沉淀12.3 12.3 藥劑氧化還原藥劑氧化還原12.4 12.4 臭氧氧化臭氧氧化12.5 12.5 電解電解12.6 12.6 其他氧化還原法其他氧化還原法工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章污水的化學處理：污水的化學處理： 是利用化學反應(yīng)的作用以去除是利用化學反應(yīng)的作用以去除 水中的雜質(zhì)。水中的雜質(zhì)。處理對象：處理對象： 主要是污水中無機的或有機的主要是污水中無機的或有機的( (難于難于 生物降解的生物降

2、解的) )溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。常用的化學處理方法：常用的化學處理方法： 中和法、化學沉淀法和氧中和法、化學沉淀法和氧 化還原法等?；€原法等。工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 12.1 12.1 中和中和 1. 1. 酸和堿反應(yīng)生成鹽和水稱為中和反應(yīng)酸和堿反應(yīng)生成鹽和水稱為中和反應(yīng) 2. 2. 酸堿廢水的產(chǎn)生酸堿廢水的產(chǎn)生酸性污水酸性污水化工廠、化纖廠、電鍍廠，金屬加工廠等酸性污水化工廠、化纖廠、電鍍廠，金屬加工廠等酸性污水PHPH1 14 4，腐蝕性強，改變水體的腐蝕性強，改變水體的PHPH值，影響水生植物。值，影響水生植物。堿性污水堿性污水印染廠、

3、造紙廠、煉油廠的堿性污水印染廠、造紙廠、煉油廠的堿性污水PHPH10101414，腐蝕危害小腐蝕危害小于酸性水，影響水生植物。于酸性水，影響水生植物。 3. 3. 酸堿污水在濃度很高時，酸堿污水在濃度很高時，3%3%5 5以上，考慮回收和綜合利用以上，考慮回收和綜合利用，制造硫酸亞鐵、硫酸鐵、在濃度不高時方可采用處理的方法。制造硫酸亞鐵、硫酸鐵、在濃度不高時方可采用處理的方法。 4. 4. 中和劑：中和劑： 酸性污水的中和劑：酸性污水的中和劑：蘇打蘇打 NaNa2 2COCO3 3和苛性鈉和苛性鈉NaOHNaOH具有組成均勻，易于具有組成均勻，易于貯存，反應(yīng)迅速，易溶于水，但價格較高。石灰貯存

4、，反應(yīng)迅速，易溶于水，但價格較高。石灰 Ca(OH)Ca(OH)2 2 來源廣泛，價格來源廣泛，價格便宜便宜。石灰石石灰石CaCOCaCO3 3 ，白云石白云石 CaCOCaCO3 3MgCOMgCO3 3是開發(fā)的石料，在產(chǎn)地價格便宜，是開發(fā)的石料，在產(chǎn)地價格便宜，可以作為一種中和材料，主要用于濾床使用?？梢宰鳛橐环N中和材料，主要用于濾床使用。堿性污水的中和劑堿性污水的中和劑硫酸、鹽酸、煙道氣。硫酸、鹽酸、煙道氣。 工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 酸堿污水相互中和法酸堿污水相互中和法 電鍍廠的酸性污水和印染廠的堿性污水相互混合，達到中和目的。根電鍍廠的酸性污水和印染廠的

5、堿性污水相互混合，達到中和目的。根據(jù)化學反應(yīng)等當量原理，據(jù)化學反應(yīng)等當量原理， Q Q1 1C C1 1=Q=Q2 2C C2 2 （12-112-1） 計算污水中酸堿的含量及計算污水中酸堿的含量及 污水量，使酸堿污水等當量混合，達到等當量中和并略偏于堿性。污水量，使酸堿污水等當量混合，達到等當量中和并略偏于堿性。中和設(shè)備中和設(shè)備 當水質(zhì)水量變化較小或者后續(xù)處理對當水質(zhì)水量變化較小或者后續(xù)處理對pHpH要求較寬時，可在集水井、管要求較寬時，可在集水井、管道、混合槽內(nèi)進行連續(xù)混合反應(yīng)；道、混合槽內(nèi)進行連續(xù)混合反應(yīng)； 當水質(zhì)水量變化不大或者后續(xù)處理對當水質(zhì)水量變化不大或者后續(xù)處理對pHpH要求高時

6、，可設(shè)要求高時，可設(shè)連續(xù)流中和池連續(xù)流中和池。 當水質(zhì)水量變化大，且水量較小時，連續(xù)流無法保證出水當水質(zhì)水量變化大，且水量較小時，連續(xù)流無法保證出水pHpH要求，或要求，或者出水中還含有其它雜質(zhì)或重金屬離子時，多采用者出水中還含有其它雜質(zhì)或重金屬離子時，多采用間歇式中和池間歇式中和池?！纠}【例題12-112-1】P473P473工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章藥劑中和法藥劑中和法 用堿性、酸性物質(zhì)為中和劑處理用堿性、酸性物質(zhì)為中和劑處理。常采用石灰處理酸性污水常采用石灰處理酸性污水，石灰，石灰還是混凝劑，可凝聚水中的雜質(zhì)，對于含雜質(zhì)多的酸性污水有利。還是混凝劑，可凝聚水

7、中的雜質(zhì)，對于含雜質(zhì)多的酸性污水有利。 當污水中含有重金屬離子時，加入石灰，堿性增大使水中重金屬離當污水中含有重金屬離子時，加入石灰，堿性增大使水中重金屬離子積大于溶度積產(chǎn)生沉淀。子積大于溶度積產(chǎn)生沉淀。 藥劑中和在混合池中進行藥劑中和在混合池中進行，其后需設(shè)沉淀池和污泥干化，污水在混，其后需設(shè)沉淀池和污泥干化，污水在混合反應(yīng)池停留時間合反應(yīng)池停留時間 5 5分鐘，在沉淀池停留時間分鐘，在沉淀池停留時間 1 12 2小時，污泥是污水小時，污泥是污水的體積的體積 2%2%5 5，污泥需脫水干化。，污泥需脫水干化。 干投法干投法用機械將藥劑粉碎，直徑用機械將藥劑粉碎，直徑0.5mm0.5mm，然后

8、直接投入水中。然后直接投入水中。 濕投法濕投法將藥劑溶解成液體，用計量設(shè)備控制投加量，可節(jié)省藥劑。將藥劑溶解成液體，用計量設(shè)備控制投加量，可節(jié)省藥劑。O O2H2H) )Ca(NOCa(NOCa(OH)Ca(OH)2HNO2HNOO O2H2HCaSOCaSOCa(OH)Ca(OH)SOSOH H2 22 23 32 24 42 24 42 24 42 2 2 22 22 22 22 22 22 22 2CaCaPb(OH)Pb(OH)Ca(OH)Ca(OH)PbPbCaCaFe(OH)Fe(OH)Ca(OH)Ca(OH)FeFe工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章n過濾中和

9、法過濾中和法 使污水流經(jīng)具有中和能力的濾池，例如石灰石、白云石、大理石使污水流經(jīng)具有中和能力的濾池，例如石灰石、白云石、大理石等，產(chǎn)生中和作用。等，產(chǎn)生中和作用。 石灰石與硫酸反應(yīng)石灰石與硫酸反應(yīng) 白云石與硫酸反應(yīng)白云石與硫酸反應(yīng) 白云石中含有白云石中含有MgCOMgCO3 3 ，可生成溶解度較大的，可生成溶解度較大的MgSOMgSO4 4 不會造成反應(yīng)不會造成反應(yīng)中濾池的堵塞，產(chǎn)生的中濾池的堵塞，產(chǎn)生的 是石灰石中和產(chǎn)生的是石灰石中和產(chǎn)生的5050，影響小，影響小一些，可以適當提高進水硫酸濃度。一些，可以適當提高進水硫酸濃度。 2 22 24 43 34 42 22 22 22 23 3C

10、CO OO OH HC Ca aS SO OC Ca aC CO OS SO OH HC CO OO OH HC Ca aC Cl lC Ca aC CO O2 2H HC Cl lCaSOCaSO4 4 2 22 24 44 43 33 34 42 2C CO OO OH HM Mg gS SO OC Ca aS SO OM Mg gC CO OC Ca aC CO OS SO O2 2H H工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 計算：石灰石與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣。計算：石灰石與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣。 98 100 136 18 生成硫酸鈣微溶于水，生成硫酸鈣微溶于水，18時溶

11、解度為時溶解度為1.6g/L，采用石灰石能中，采用石灰石能中和硫酸濃度為：和硫酸濃度為： 1.6:136x:98 x=1.15g/L 分析：分析： 1）當進水硫酸濃度大于）當進水硫酸濃度大于1.15g/L，中和反應(yīng)生成的，中和反應(yīng)生成的CaSO4濃度濃度大于大于1.6g/L，超過濃度積，會析出，超過濃度積，會析出CaSO4沉淀。沉淀。 2）由于存在鹽效應(yīng)的過飽和現(xiàn)象，一般進水的硫酸濃度可提）由于存在鹽效應(yīng)的過飽和現(xiàn)象，一般進水的硫酸濃度可提高到高到2.0-2.4g/L。 3）應(yīng)用中要注意進水的硫酸濃度，不使濾池堵塞。）應(yīng)用中要注意進水的硫酸濃度，不使濾池堵塞。 24342H SOCaCOCaS

12、OH O 工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)K K 藥劑總耗量計算藥劑總耗量計算G Ga a藥劑總耗量，藥劑總耗量，kg/dkg/dQ Q 酸性廢水量，酸性廢水量，m m3 3/d/dC C1 1廢水含酸濃度，廢水含酸濃度，kg/mkg/m3 3C C2 2廢水中需中和的酸性鹽濃度，廢水中需中和的酸性鹽濃度，kg/mkg/m3 3a1 中和中和1kg1kg酸所需要的堿量，酸所需要的堿量，kg/kgkg/kga2 中和中和1kg1kg酸性鹽類所需要的堿量，酸性鹽類所需要的堿量，kg/kgkg/kgK K 不均勻系數(shù)不均勻系數(shù) 中和劑的純度，中和劑的純度，

13、% %污水量，使酸堿污水等當量混合，達到等當量中和并略偏于堿性。中和設(shè)備 當水質(zhì)水量變化較小或者后續(xù)處理對pH要求較寬時，可在集水井、管道、混合槽內(nèi)進行連續(xù)混合反應(yīng)； 當水質(zhì)水量變化不大或者后續(xù)處理對pH要求高時，可設(shè)連續(xù)流中和池。 當水質(zhì)水量變化大，且水量較小時，連續(xù)流無法保證出水pH要求，或者出水中還含有其它雜質(zhì)或重金屬離子時，多采用間歇式中和池。【例題【例題12-112-1】P473P4731 122()aKQ C aC aG1 122()aKQ C aC aG(12-3)(12-3)工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章A廠車間排出含NaOH濃度為1.4%的堿性廢水8

14、m3/h，B廠車間排出含HCl濃度為0.639%的堿性廢水16.3 m3/h，若將兩污水中和處理后，再用60%純度的CaO進行中和，不均勻系數(shù)取1.1，求藥劑總耗量。 解：含HCl廢水的摩爾濃度=10000. 639% / 36.5=0.1723mol/L 含NaOH廢水的摩爾濃度=10001.4% /40.01=0.35 mol/L 每小時兩種廢水各流出的總量HCl的量=0.172316.31000=2808.49 mol NaOH的量=0.3581000=2800 mol 按等當量反應(yīng)，混合后的廢水中尚有2808.49 -2800 =8.49 mol的HCl 混合后的酸的摩爾濃度= geq

15、/L 廢水含HCl的濃度=36.5=0.013 g/L 查表得理論比耗量=0.77， 藥劑總耗量=K Q C a / =1.1（16.3+8）240.0130.77 / 60%=10.7 kg/d 工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 5. 5. 中和方法分類中和方法分類堿性污水中和處理堿性污水中和處理 常用常用酸性污水中和酸性污水中和，或者采用，或者采用投酸中和投酸中和和和煙道氣中和煙道氣中和堿性污水，堿性污水，堿性污水中和處理需具備采用方法的條件，投加酸中和方法簡單，但費堿性污水中和處理需具備采用方法的條件，投加酸中和方法簡單，但費用過高，煙道氣體中和方便實用。用過高，煙

16、道氣體中和方便實用。 煙道氣中含有高達煙道氣中含有高達2424的的COCO2 2，有時還含有少量有時還含有少量SOSO2 2及及H H2 2S S，故可用故可用來中和堿性廢水，其中和產(chǎn)物來中和堿性廢水，其中和產(chǎn)物NaNa2 2COCO3 3、 NaNa2 2SOSO4 4、NaNa2 2S S均為弱酸強堿鹽，均為弱酸強堿鹽，具有一定的堿性，因此酸性物質(zhì)必須超量供應(yīng)。具有一定的堿性，因此酸性物質(zhì)必須超量供應(yīng)。 用煙道氣中和堿性廢水時，廢水由接觸筒頂淋下，或沿筒內(nèi)壁流用煙道氣中和堿性廢水時，廢水由接觸筒頂淋下，或沿筒內(nèi)壁流下，煙道氣則由筒底朝上逆流通過，在逆流接觸過程中，廢水與煙道氣下，煙道氣則由

17、筒底朝上逆流通過，在逆流接觸過程中，廢水與煙道氣都得到了凈化。接觸筒中可以裝填料，也可不裝填料。都得到了凈化。接觸筒中可以裝填料，也可不裝填料。 用煙道氣中和堿性廢水的優(yōu)點是可以把廢水處理與煙道氣除塵結(jié)用煙道氣中和堿性廢水的優(yōu)點是可以把廢水處理與煙道氣除塵結(jié)合起來，缺點是處理后的廢水中，硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。合起來，缺點是處理后的廢水中，硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。 污泥消化時獲得的沼氣中含有污泥消化時獲得的沼氣中含有252535%35%的的COCO2 2氣體，如經(jīng)水洗，可部氣體，如經(jīng)水洗，可部分溶入水中，再用以中和堿性廢水，也能獲得一定效果。分溶入水中，再用以中和堿性廢水，

18、也能獲得一定效果。工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 12.212.2 化學沉淀法化學沉淀法 其中：其中：m m、n n分別表示離子分別表示離子MnMn+ +、NmNm- -的系數(shù)。的系數(shù)。M Mm mN Nn nn nN Nm mM Mm mn n 1. 1. 化學沉淀：化學沉淀：是向水中投加某種化學劑，使它與水中的溶解物質(zhì)發(fā)生是向水中投加某種化學劑，使它與水中的溶解物質(zhì)發(fā)生互換反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物，降低污水中溶解物質(zhì)的濃度?；Q反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物，降低污水中溶解物質(zhì)的濃度。2. 2. 原理：原理：根據(jù)化

19、學沉淀的必要條件，一定溫度下，難溶鹽根據(jù)化學沉淀的必要條件，一定溫度下，難溶鹽MmNnMmNn在飽和溶液在飽和溶液 下，沉淀和溶解反應(yīng)如下下，沉淀和溶解反應(yīng)如下3. 3. 根據(jù)質(zhì)量作用原理，溶度積根據(jù)質(zhì)量作用原理，溶度積 常數(shù)可表示常數(shù)可表示為為L LMmNnMmNnn nm mm mn nMmNnMmNn NN MML L 如果污水中含有大量的如果污水中含有大量的Mn+Mn+離子，要降低濃度，可向污水中投入離子，要降低濃度，可向污水中投入化學物質(zhì)，提高污水中化學物質(zhì)，提高污水中Nm-Nm-濃度，使離子積大于溶度積濃度，使離子積大于溶度積 L L，結(jié)果，結(jié)果MmNnMmNn從污水中沉淀折出，降

20、低從污水中沉淀折出，降低 Mn+Mn+濃度。濃度。M Mm mN Nn nn nN Nm mM Mm mn n 工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 1 1、同名離子效應(yīng)、同名離子效應(yīng)當沉淀溶解平衡后，如果向溶液中加入含有當沉淀溶解平衡后，如果向溶液中加入含有某一離子的試劑，則沉淀溶解度減少向沉淀方向移動某一離子的試劑，則沉淀溶解度減少向沉淀方向移動 2 2、鹽效應(yīng)、鹽效應(yīng)在有強電解質(zhì)存在狀況下，溶解度隨強電解質(zhì)濃度在有強電解質(zhì)存在狀況下，溶解度隨強電解質(zhì)濃度的增大而增加，反應(yīng)向溶解方向轉(zhuǎn)移。的增大而增加，反應(yīng)向溶解方向轉(zhuǎn)移。 3 3、酸效應(yīng)、酸效應(yīng)溶液的溶液的pHpH值可影

21、響沉淀物的溶解度，稱為酸效應(yīng)。值可影響沉淀物的溶解度，稱為酸效應(yīng)。 4 4、絡(luò)合效應(yīng)、絡(luò)合效應(yīng)若溶液中存在可能與離子生成可溶性絡(luò)合物的絡(luò)若溶液中存在可能與離子生成可溶性絡(luò)合物的絡(luò)合劑，則反應(yīng)向相方向進行，沉淀溶解，甚至不發(fā)生沉淀。合劑，則反應(yīng)向相方向進行，沉淀溶解，甚至不發(fā)生沉淀。4. 4. 四種沉淀效應(yīng)四種沉淀效應(yīng)1 1沉淀和溶解是暫時的，有條件的。沉淀和溶解是暫時的，有條件的。2 2只要條件改變，沉淀和溶解就能相互轉(zhuǎn)移。只要條件改變，沉淀和溶解就能相互轉(zhuǎn)移。3 3如果離子積大于溶度積就會發(fā)生沉淀。如果離子積大于溶度積就會發(fā)生沉淀。4 4反之離子積小于溶度積就會溶解。反之離子積小于溶度積就會

22、溶解。 5. 5. 沉淀分析沉淀分析工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章6. 6. 三種沉淀法三種沉淀法 (1).(1).硫化物沉淀法硫化物沉淀法：電離常數(shù)電離常數(shù) SSL L MM SS MMMSMS2 2MSMS2 22 22 2 2 22 2S SH HHSHSHSHSH HS SH H15152 22 28 82 21 110101.21.2 HSHS SSHHK K10109.19.1SSHH HSHSHHK K 金屬的硫化物溶解度一般比氫氧化物的溶解度小得多，可以采用硫金屬的硫化物溶解度一般比氫氧化物的溶解度小得多，可以采用硫化物沉淀法?；锍恋矸?。電離方程式：電

23、離方程式：采用硫化物沉淀法常用的藥劑為采用硫化物沉淀法常用的藥劑為硫化氫，硫化鈉，硫化鉀硫化氫，硫化鈉，硫化鉀等。等。硫化氫在水中分兩步電離硫化氫在水中分兩步電離工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章由上式可知，金屬離子在水中溶解度與由上式可知，金屬離子在水中溶解度與 LMSLMS和和 PHPH值有關(guān)值有關(guān)2 22 222222 222222 21 12 22 22 2總總 HHSSHH10101.11.1 SS10101.11.1K KK KSSHH SS HHK K L/SL/S MM2 22 2 SSHH10101.11.1 LHLH S/HS/HHH10101.11.1

24、L L MM2 222222 22 22 22222MSMS2 2 2 23 32 22 22 22 2M MS S2 21 10 01 1. .1 1 L L H H0 0. .1 11 10 01 1. .1 1 H HL L M M 由上二式可得總電離常數(shù)由上二式可得總電離常數(shù)代入代入得得 在在1 1大氣壓，大氣壓，2525條件下，硫化氫在水中的飽和濃度為條件下，硫化氫在水中的飽和濃度為0.1M0.1M，則，則 L/SL/S MM2 22 2 工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 (2). (2).氫氧化物沉淀法氫氧化物沉淀法：a. a. 金屬氫氧化物的溶解與污水的金屬

25、氫氧化物的溶解與污水的PHPH值關(guān)系很大。值關(guān)系很大。M(OH)nM(OH)n表示金屬的氫氧表示金屬的氫氧化物，化物，Mn+Mn+表示金屬離子。表示金屬離子。 則電離方程式則電離方程式 其溶度積為其溶度積為 同時水發(fā)生電離同時水發(fā)生電離 水的離子積為水的離子積為n nn nM M( (O OH H) ) )n n( (O OH HM M n nn nn n O OH H M ML LM M( (O OH H) ) OHOHH HO OH H2 214142 210101 1 OHOHHHO OKHKH n n2 2n nn n) ) HHO OKHKH( (LM(OH)LM(OH) MM n

26、nP PH Hn nn nP PH HO On nP PK KH HP PL L n nl lg g H HO On nl lg gK KH Hl lg gL L l lg g M M2 22 2n n b. b. 則將上面四個式子進行處理得到則將上面四個式子進行處理得到工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章c. c. 將重金屬離子的溶解度與將重金屬離子的溶解度與PHPH值關(guān)系繪成曲線，從曲線中可以得值關(guān)系繪成曲線，從曲線中可以得 到，重金屬離子的濃度值。到，重金屬離子的濃度值。 應(yīng)用采用氫氧化法處理污水，應(yīng)用采用氫氧化法處理污水，PHPH值是一個重要因素，處理污水值是一個重要

27、因素，處理污水 中的中的 FeFe2+2+離子時，離子時，PHPH值大于值大于 9 9 則可完全沉淀，而處理污水中則可完全沉淀，而處理污水中AlAl3 3 離子時，離子時，PHPH值嚴格為值嚴格為 5.55.5，否則，否則Al(OH)Al(OH)3 3沉淀物又會溶解。沉淀物又會溶解。d. d. 如用氫氧化物沉淀法處理含鎘廢水，一般如用氫氧化物沉淀法處理含鎘廢水，一般pHpH值應(yīng)為值應(yīng)為9.59.512.512.5。 當當pHpH8 8時，殘留濃度為時，殘留濃度為1mg1mgL L；當；當pHpH值升至值升至1010或或1111時，殘留濃時，殘留濃 度分別降至度分別降至0.10.1和和0.000

28、75mg0.00075mgL L； 3. 3. 鋇鹽沉淀法：鋇鹽沉淀法：在處理含鉻污水時，可用鋇鹽為沉淀劑，以碳在處理含鉻污水時，可用鋇鹽為沉淀劑，以碳酸鋇為例，它與污水中鉻酸進行反應(yīng)，生成難溶的鉻酸鋇。酸鋇為例，它與污水中鉻酸進行反應(yīng)，生成難溶的鉻酸鋇。O OH HCOCOBaCrOBaCrOCrOCrOH HBaCOBaCO2 22 24 44 42 23 3 碳酸鋇是難溶的物質(zhì)，但鉻酸鋇的溶度積更小一些，更難溶于水，碳酸鋇是難溶的物質(zhì)，但鉻酸鋇的溶度積更小一些，更難溶于水，象這樣一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的過程為沉淀的轉(zhuǎn)移。象這樣一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的過程為沉淀的轉(zhuǎn)移。工業(yè)廢水的化學處

29、理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 12.3 12.3 藥劑氧化還原藥劑氧化還原一一. .氧化還原的基礎(chǔ)氧化還原的基礎(chǔ) 1.1.能斯特方程式能斯特方程式 氧化劑和還原劑的強弱可以用電極電位來衡量，氧化劑和還原劑的強弱可以用電極電位來衡量，電極電位越高，其氧化態(tài)電極電位越高，其氧化態(tài)的氧化能力越強的氧化能力越強，電極電位越低，其還原態(tài)的還原能力越強，因此，作為氧化劑，電極電位越低，其還原態(tài)的還原能力越強，因此，作為氧化劑可以氧化電極電位低的還原劑，而還原劑可以還原電極電位高的氧化劑。氧化還可以氧化電極電位低的還原劑，而還原劑可以還原電極電位高的氧化劑。氧化還原的電極電位可以用能斯特方程式計算

30、原的電極電位可以用能斯特方程式計算R Ro oo oa aa al lg gn n0 0. .0 05 59 9E EE E R Ro oo oa aa al ln nn nF FR RT TE EE E 其中：其中：E E電極電位電極電位 E E0 0標準電極電位標準電極電位 a a0 0氧化態(tài)的活性氧化態(tài)的活性 a aR R 還原態(tài)的活性還原態(tài)的活性 R R氣體常數(shù)氣體常數(shù) T T絕對溫度絕對溫度 n n電子轉(zhuǎn)移數(shù)電子轉(zhuǎn)移數(shù) F F法拉第常數(shù)法拉第常數(shù) 通過氧化或還原，將水中溶解性物質(zhì)通過氧化或還原，將水中溶解性物質(zhì) 無害化無害化 無機物：無機物： 失去電子過程失去電子過程氧化過程，失去電

31、子的物質(zhì)氧化過程，失去電子的物質(zhì)還原劑還原劑 得到電子過程得到電子過程還原過程，得到電子的物質(zhì)還原過程，得到電子的物質(zhì)氧化劑氧化劑 每個物質(zhì)都有各自的氧化態(tài)和還原態(tài)。每個物質(zhì)都有各自的氧化態(tài)和還原態(tài)。 氧化還原能力（得到或失去電子的能力）：氧化還原能力（得到或失去電子的能力）：氧化還原電位作為指標。氧化還原電位作為指標。 工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章n有機物：有機物：n難以用電子的轉(zhuǎn)移來分析（因為涉及到共價健，電子難以用電子的轉(zhuǎn)移來分析（因為涉及到共價健，電子的移動很復(fù)雜，只是發(fā)生電子云密度變動）的移動很復(fù)雜，只是發(fā)生電子云密度變動）n氧化：加氧或去氫反應(yīng)，或生成氧化

32、：加氧或去氫反應(yīng)，或生成COCO2 2， H H2 2O On還原：加氫或去氧反應(yīng)還原：加氫或去氧反應(yīng)工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章二、氧化還原反應(yīng)的方向二、氧化還原反應(yīng)的方向1. 1. 氧化還原反應(yīng)可用電極電位的高低判斷，電極電位高的氧化態(tài)可以氧化還原反應(yīng)可用電極電位的高低判斷，電極電位高的氧化態(tài)可以 和電極電位低的還原態(tài)反應(yīng)。和電極電位低的還原態(tài)反應(yīng)。2. 2. 由于氧化劑和還原劑的濃度，溶液的由于氧化劑和還原劑的濃度，溶液的PHPH值，生成的沉淀物，生成的值，生成的沉淀物，生成的 絡(luò)合物等都影響電極電位值，也影響反應(yīng)的方向。絡(luò)合物等都影響電極電位值，也影響反應(yīng)的方

33、向。3. 3. 濃度對反應(yīng)方向的影響：電極電位相差不大時，改變氧化劑和還原劑濃度對反應(yīng)方向的影響：電極電位相差不大時，改變氧化劑和還原劑的濃度，可改變氧化還原反應(yīng)方向。的濃度，可改變氧化還原反應(yīng)方向。a ao o、a aR R變化，變化，E E變化變化4. 4. 溶液溶液PHPH值的影響：氧化還原反應(yīng)有值的影響：氧化還原反應(yīng)有H H+ +或或OHOH參加，因此參加，因此PHPH值的變化值的變化 可影響電極電位大小，影響反應(yīng)方向?？捎绊戨姌O電位大小，影響反應(yīng)方向。H H+ +變化，變化，a ao o、a aR R變化，變化，E E變化變化5. 5. 形成絡(luò)合物的影響：在氧化還原反應(yīng)時，加入一種可

34、與氧化劑或還原形成絡(luò)合物的影響：在氧化還原反應(yīng)時，加入一種可與氧化劑或還原劑形成穩(wěn)定絡(luò)合物的絡(luò)合劑，也會改變電極電位，影響反應(yīng)的方向。劑形成穩(wěn)定絡(luò)合物的絡(luò)合劑，也會改變電極電位，影響反應(yīng)的方向。 a ao o、a aR R變化，變化， E E變化變化6. 6. 生成沉淀物的影響：當加入一種與氧化劑或還原劑形成沉淀物的沉淀生成沉淀物的影響：當加入一種與氧化劑或還原劑形成沉淀物的沉淀劑時，會改變電極電位，影響反應(yīng)的方向。劑時，會改變電極電位，影響反應(yīng)的方向。工業(yè)廢水的化學處理工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章二、氧化還原法分類二、氧化還原法分類分分 類類方方 法法 氧氧化化法法 常溫常溫常壓常壓

35、空氣氧化法空氣氧化法氯氧化法（液氯、氯氧化法（液氯、NaClONaClO、漂白粉等）、漂白粉等）H H2 2O O2 2-Fenton-Fenton氧化法氧化法臭氧（臭氧（O O3 3）氧化法）氧化法電解（陽極）法電解（陽極）法光氧化法光氧化法光催化氧化法光催化氧化法高溫高溫高壓高壓濕式催化氧化濕式催化氧化超臨界氧化超臨界氧化燃燒法燃燒法 還原法還原法藥劑還原法（亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫藥劑還原法（亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫酸亞鐵、二氧化硫）酸亞鐵、二氧化硫）金屬還原法（金屬鐵、金屬鋅）金屬還原法（金屬鐵、金屬鋅）電解（陰極）電解（陰極）三、氧化還原法的分類三、氧化還原法的分類工業(yè)廢水的化學處理

36、工業(yè)廢水的化學處理 第第1212章章 投加藥劑：漂白粉、次氯酸鈉、液氯投加藥劑：漂白粉、次氯酸鈉、液氯、O O3 3 、等等。氯在水中瞬間水解：氯在水中瞬間水解：ClCl2 2 H H2 2O O HCl0 HCl0 HCl HClHCl0HCl0H H+ + + Cl0 + Cl0- -pH9pH9時，時，Cl0Cl0- - 接近接近100100Cl0Cl0- -的標準氧化還原電位的標準氧化還原電位1.2V1.2V主要用途：主要用途：氰化物、硫化物、酚、醛、油類的氧化氰化物、硫化物、酚、醛、油類的氧化 去除以及脫色、脫臭、殺菌等去除以及脫色、脫臭、殺菌等下面主要介紹處理含氰廢水處理。下面主要介紹處理含氰廢水處理。氰的毒性與其結(jié)合狀態(tài)有關(guān)。一般游離氰的毒性與其結(jié)合狀態(tài)有關(guān)。一般游離CNCN毒性大，絡(luò)合離毒性大，絡(luò)合離子形態(tài)毒性小。子形態(tài)毒性小。四、藥劑氧化還原法四、藥