水污染控制技术第二版课件 教学课件 作者 王金梅 薛叙明 主编3.4 化学氧化还原.ppt

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1、3.4化学氧化还原3.4.1基本原则1.对水中特定的杂质有良好的氧化还原作用；2.反应后生成物应当无害，不需二次处理;3.价格合理，易得；4.常温下反应迅速，不需加热；5.反应时所需pH值不宜太高或太低；6.操作简便。3.4.2化学氧化1目标有毒、有害无毒、毒性小2氧化剂氯系气态氯、液氯、次氯酸钠、次氯酸钙（漂白粉）、三氯化铁等。氧系空气中的氧、纯氧、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等。3应用举例1）氯氧化法处理含氰废水（1）含氰废水的来源电镀车间、某些化工厂（2）氰在废水中的存在方式含有氰基的化合物，如氰化钠、氰化钾、氰化铵等，易离解成CN-，剧毒；氰的络盐，如Zn(CN)4

2、2-、Ag(CN)2-、Fe(CN)64-、Fe(CN)63-,低毒。（3）含氰废水的治理NaClO→Na+＋ClO－C12＋H2O⇌H+＋Cl－＋HClOHClO⇌H＋＋CIO－漂白粉的结构式CaOClClCaOCl2＋H2O→HClO+CaCl2+Ca(OH)2原理：工艺局部氧化法氰化物在碱性条件下被氯氧化成氰酸盐的过程即局部氧化法。反应过程如下：CN－+ClO－+H2O→CNCl＋2OH－CNCl＋2OH－→CNO－+Cl－+H2O反应条件：pH=10～11（因中间产物CNCl毒性与HCN相等且在酸性介质中稳定），反应时间10～15min。加药量：游离氰CN：CI

3、2=1：2.73CN：NaOCI=1：2.85CN：漂白粉(有效氯20%~25%)=1：4~5铜氰络离子2Cu(CN)42-+9CIO-+2OH-+H2O=8CNO-+2Cu(OH)2↓+9CI-CN：NaOCI=1：3.22实际用量以NaOCI计为含氰量的5~8倍。工艺完全氧化法为完全破坏碳-氮键，增加漂白粉或氯的投量，进行完全氧化。反应过程如下：2NaCNO＋3HOCl+H2O→2CO2↑＋N2↑＋NaCl＋HCl2CNCl＋2HOCl+H2O→2CO2↑＋N2↑＋5HCl反应条件：pH=8～8.5，反应时间30min以内。（pH>12，反应停止；低则CNO－水解生

4、成NH3，NH3遇HOCI，有氯胺生成）加药量：局部氧化法加药量的1.1~1.2倍。工艺流程例题12)折点加氯消毒目的：杀灭水中的致病微生物，保证饮用水安全。a.氯消毒的原理图3-40HClO、ClO－所占的百分数与pH值和水温的关系HClO＋H++Cl—Cl2＋H2OClO-＋H+HClO电离常数为：K=[H+][ClO—]／[HClO]b.氯与氨的作用NH3＋3HClO3H2O＋NCl3H2O＋NH2ClNH3＋HClO2H2O＋NHCl2NH3＋2HClO2）加氯量图3-41需氯量曲线NH2Cl＋NHCl2＋HClO=N2O＋4HCl2NHCl2＋HClO=N2＋

5、3HCl＋H2O氯瓶压力一般为:0.6~0.8MPa液氯一般只装满80％左右．留出了一些气化空间，既防止因意外而爆炸，又便于取用氯气。c.加氯设备图3-42ZJ型转子加氯机1—旋风分离器；2—弹簧膜阀；3—控制阀；4—转子流量计；5—中转玻璃罩；6—平衡水箱；7—水射器氯水氯气3）空气氧化法处理含硫废水a硫在污水中的存在形式S2-、HS-、H2S。b氧气与硫化物反应如下：2HS-＋2O2→S2O32-＋H2O2S2-＋2O2＋H2O→S2O32-+2OH-S2O32-+2O2＋2OH-→2SO42-+H2Oc加药量计算1kg硫化物理论上需氧量为1kg，约相当于3.7m3

6、空气。由于部分硫代硫酸盐（约10%）会进一步氧化为硫酸盐，使需氧量约增加到4.0m3空气。实际操作中供气量为理论量的2～3倍。图3-30空气氧化脱硫塔d空气氧化脱硫工艺e操作条件及处理效果蒸汽压力0.35～0.4MPa空气压力0.3～0.4MPa塔温80～90℃反应时间2h空气流量与废水流量之比8～15蒸汽单耗有换热流程80㎏/t废水;无换热流程150㎏/t废水.硫化物去除率70～90%4)臭氧氧化法在废水处理中的应用①臭氧的性质淡蓝色的气体，高压下可变成深褐色的液体。具有特殊的刺激性气味。工作场所最大允许浓度0.1mg/L氧化能力仅次于氟、比氧、高锰酸钾等都强。在水中

7、的溶解度25℃时3～7mg/L、臭氧的分解O3→1.5O2+144.45kJ,其分解速度随水温，pH的提高而加快。臭氧的毒性和腐蚀性除金和铂外所有的金属和非金属。不含碳的铬铁合金基本不受腐蚀。②臭氧制备反应式为：O2+e→2O+eO+O2→O3总反应式为：3O2→2O3-288.9kJ无声放电生产臭氧的原理臭氧发生器1金属圆筒；2孔板；3不锈钢管；4内涂石墨的玻璃管；5定位环；6放电间隙；7交流电源；8变压器;9绝缘瓷瓶；10导线；11接地线；12进气分配室；臭氧化空气收集室图3-32臭氧处理开路系统废气排放处理水净化装置净化装置③臭氧化