氧化还原法在化工废水处理中的应用问题研究 7页

　　氧化还原法在化工废水处理中的应用问题研究：笔者就氧化还原法于化工废水处理中的应用：通过氧化还原的原理、氧化的方式与型式（包括氯氧化处理法、空气以及纯氧的氧化处理法、臭氧氧化处理法）及氧化还原法在化工废水中处理的应用（包括氯氧化法的应用处理法、臭氧法处理含酚废水法、空气氧化除硫法）进行了详细的阐述。　　关键词：氧化还原；化工废水；应用　　　　一、氧化还原的原理　　无机物与有机物等水中溶解性的物质，能够通过化学反应，产生氧化或者还原，转换为无害或者毒性极小的新物质，或者转换为极易由水内分离或排除的状态，如气体或固体。因此达到处理目的。氧化还原法，其实质为无机物于化学反应内，原子或离子元素失去或者获得电子，引发化合价升高或下降。于水内常用的还原剂包括：铁屑、硼氢化钠、锌粉、二氧化硫、硫酸亚铁等。　　二、氧化的方式与型式　　（1）氯氧化处理法n　　使用极其普遍的氧化剂为氯。氯氧化处理法，最常用的药剂包括氯的含氧酸、氯气及其钙盐、二氧化氯以及钠盐。　　氯（Cl2）极易溶于水，且快速水解，歧化是HCl与HClO：　　Cl2+2H2O=H3O++Cl-+HClO　　次氯酸是一元弱酸，于水内的电离和PH值有关：　　HClO=H++CLO-　　次氯酸有极强的氧化性，并且于酸性溶液内，有更加强的氧化性。漂白粉、次氯酸钠、漂白精等等氯系氧化剂，于溶液内皆彻底电离，转化为次氯酸根离子，随之水解：　　ClO-+H2O=HClO+OH-　　明显，它们的氧化性，也和PH值相关。氯的氧化作用，还会因为光辐射，例如紫外光及可放射性辐射而增强。呈气态的二氧化氯，非常不稳定，极容易爆炸，可是其水溶液，却非常稳定。为了促进二氧化氯的溶液分解，可进行加热、光照与OH以及某些催化剂。二氧化氯于水中的溶解度极大，为氯的5倍。所以，常常在现场制备，且溶于水来备用。它的工业制法为氯和亚氯酸钠，于酸性溶液里起化学反应：　　Cl2+2NaClO2=2ClO2+2NaCln　　利用二氧化氯来除臭与味后，无残存的臭与味；当水内含酚之时，不会形成氯酚，所以，对除酚尤其好使。可是ClO2的还原以及歧化的产物ClO2-有毒，对人体有害，当ClO2处理有机废水之时所形成的氯代有机物，也会对人体产生长期生理效应。所以，利用ClO2处理水之后，一定需经活性炭进行吸附处理。　　（2）空气以及纯氧的氧化处理法。氧的化学氧化性为非常强的，并且若PH值下降，氧化性便提升，这对于空气氧化法的展开极其有利。可是，用氧气展开氧化反应的活化能极高，由此反应速度非常慢，这便使得于常温、常压及无催化剂之时，空气氧化法即是曝气法，所需要进行反应的时间极其长，这也令其广泛应用受到制约。若设法断开氧分子内的0-0键，例如进行高压、高温、r射线辐射及催化剂等方法，如此氧化反应速度将会大大增强。纯氧氧化法尽管处理效率比较高，可是因为成本高，导致应用受制约。仅在有价低纯氧可供使用之时，方考虑选取。　　（3）臭氧氧化处理法n　　臭氧的氧化性非常强，在反应条件理想的状态下，臭氧可将水溶液里绝大部分单质与化合物氧化至其最高氧化状态。对水中的有机物，可产生猛烈的氧化降解作用，具有猛烈的杀菌消毒作用。所以，速度快、不产生污泥、出水无臭无味等为臭氧法处理法的废水具有的优点。因为臭氧为极不稳定的，所以常常皆于现场制备臭氧。臭氧制备的办法极多，有化学法、电解法、无声放电法及高能射线的辐射法等，眼下工业上，差不多皆采取干燥空气与氧气经无声放电法，来制取臭氧。水的臭氧处理，是在混合反应器也就是接触反应器中展开。反应器充分促进臭氧与水分碰触扩散混合，令与水中的杂质充足反应。在微孔扩散的析式反应器里，废水由上而下流转，臭氧由池底的扩散板上喷出，用以微小气泡形态上升，致使其与废水逆流充分接触，接触的时间愈长，反应展开的愈充分。强腐蚀性是臭氧具有的特征，所以，设备与管路，应当采取耐腐蚀的材料或展开防腐处理。　　三、氧化还原法在化工废水中处理的应用　　（1）氯氧化法的应用处理法　　①酚的氧化处理法。使用液氯与漂白粉来氧化酚，所用的氯量务必过量几倍，不然将形成不良的气味。酚的氯化反应：　　C6H5OH+8Cl2+7H2O→C2H2(COOH)2+2CO2+16HCl　　若用ClO2来处理，那么也许令酚彻底分解，而没有氯酚味道，可所需费用却较氯更加昂贵。　　②硫化物的氧化处理法。氯氧化硫化物的化学反应式如下：　　H2S+Cl2→S+2HCl　　H2S+3Cl2+2H2O→SO2+6HCln　　一些氧化成硫之时，每1mg/LH2S需要2.1mg/L的氯。彻底氧化为SO2之时，每1mg/LH2S需要6.3mg/L的氯。　　③含氰废水的处理法。通过氯来处理含氰的废水之时，其化学反应分成两个阶段展开。氰化物首先被氧化为氢氰酸盐，接下来又进一步展开氧化分解。第一阶段化学反应极快，第二阶段化学反应比较慢。其化学反应过程如下。　　一阶段：　　2CaCl(OCl)+2H2O→2HOCl+Ca(OH)2+CaCl2　　HOCl→H++Ocl-　　-+OCl+H2O→Cl+2OH-　　Cl+2OH-→O-+Cl+H2O　　二阶段：　　a.于酸性的介质下水解之时：　　O-+2H2→CO2+NH3+OH-　　b.展开彻底氧化之时:　　2CHO-+3OCl-→CO2↑+N2↑+3Cl-+CO32-n　　上述化学反应于PH=8.0～8.5之时效果最佳，有利于产生CO2气体逸出水面，促使氧化反应的实现。　　（2）臭氧法处理含酚废水法　　酚的臭氧化学反应比较快，氧化过程苯环将被打断，转化成易生物降解物质。一些含酚工业废水的臭氧化学处理效果见下表。　　(3)空气氧化除硫法　　空气氧化法。含硫废水的处理，主要用空气氧化法。硫化物大多以钠盐与铵盐的形态存于废水之中，例如NaS、（NH4）2S、NaHS、NH4HS。于酸性废水内，偶尔还会存有H2S。于还原性非常强的碱性溶液里，空气氧化法的效果非常好。　　氧和硫化物的化学反应分两步展开：　　其一：HS-+2O2=S2O32-+H2O　　2S2-+2O2+H2O=S2O32+2OH　　其二：S2O32-+2O2+2OH-=2SO42-+H2On　　在空气氧化脱硫工艺里，可以于各种密封塔体，如填料塔、筛板塔、空塔等里面展开。含硫的废水与蒸汽和空气通过射流进入混合器之后，随之进入氧化塔展开脱硫。其塔分成四段，其段高为3m。每段的进口处皆有喷嘴，可令废水、气、汽与段里的废水充分的混合一起，达到促进塔内化学反应的加速展开。