水质工程学 上册 教学课件 作者 谢水波 姜应和 主编 第12章.ppt

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1、12.1　药剂氧化还原12.1.1　概述12.1.2　药剂氧化法12.1.3　药剂还原法12.1.1　概述1.无机物的氧化还原2.有机物的氧化还原1.无机物的氧化还原对简单无机物而言，氧化还原过程为参与反应的物质得失电子的过程。反应中失去电子的物质称为还原剂，得到电子的物质称为氧化剂。只有当氧化剂、还原剂同时存在时，氧化还原反应才能进行。2.有机物的氧化还原(1)有机物氧化还原的判断　无机物的氧化还原为电子的转移过程，可应用电极电位分析判断。(2)有机物的氧化性　有机物都具有易燃烧的特性，而燃烧是一种高温氧化的过程，易被氧化

2、也是有机物的共性。(3)有机物的化学氧化降解　复杂有机化合物逐步分解转化为简单化合物，所含碳原子的数目和相对分子质量都随之减少的过程称为有机物的氧化降解。(1)有机物氧化还原的判断无机物的氧化还原为电子的转移过程，可应用电极电位分析判断。(2)有机物的氧化性1)易于氧化的有机物。2)在一定条件(强酸、强碱或催化剂)下可以氧化的有机物。3)难以氧化的有机物。(3)有机物的化学氧化降解复杂有机化合物逐步分解转化为简单化合物，所含碳原子的数目和相对分子质量都随之减少的过程称为有机物的氧化降解。12.1.2　药剂氧化法1.空气氧化2

3、.氯氧化1.空气氧化图12-1　空气氧化法处理含硫废水的工艺流程1—换热器　2—混合器3—脱硫塔　4—气液分离器2.氯氧化(1)氯氧化反应　氯的标准氧化还原电位较高，为1.359V。(2)氯氧化设备　氯氧化处理工艺的主要设备有反应池和投药设备。(1)氯氧化反应　氯的标准氧化还原电位较高，为1.359V。1)氯与氰化物反应。2)氯与硫化物的反应。3)氯与氨的反应。4)氯氧化有机物。图12-2　含氰电镀废水氯氧化处理流程(2)氯氧化设备　氯氧化处理工艺的主要设备有反应池和投药设备。图12-3　卧式氯瓶(2)氯氧化设备　氯氧化处理

4、工艺的主要设备有反应池和投药设备。图12-4　ZJ型转子加氯机1—弹簧膜阀　2—控制阀　3—旋风分离器4—转子流量计　5—中转玻璃罩6—平衡水箱　7—水射器12.1.3　药剂还原法1.亚硫酸盐还原法2.硫酸亚铁还原法3.水合肼还原法1.亚硫酸盐还原法亚硫酸盐还原法常用亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，还原后的Cr3+在NaOH的作用下，生成Cr(OH)3沉淀。2.硫酸亚铁还原法硫酸亚铁还原法处理含铬废水比较成熟。当pH值为2~3时，六价铬主要以重铬酸根离子形式存在。3.水合肼还原法水合肼N2H4·H2O在中性或微碱性条件下，能迅速地还原

5、六价铬并生成氢氧化铬沉淀。可用于处理镀铬生产线第二回收槽带出的含铬废水或铬酸钝化工艺中产生的含铬废水。12.2　电解法12.2.1　基本原理12.2.2　电解法的处理功能12.2.3　电解槽的结构形式和极板电路12.2.1　基本原理1.法拉第电解定律2.分解电压与极化现象1.法拉第电解定律电解过程的耗电量可用法拉第电解定律计算。实验证明，电解时电极上析出或溶解的物质的量与通过的电解液的总电荷量成正比，这一规律称法拉第电解定律，是1834年由英国人Faraday提出的2.分解电压与极化现象(1)浓差极化　电解时，离子的扩散运动

6、不能立即完成，在靠近电极的薄层溶液内的离子浓度与主液体内的浓度不同，结果产生浓差电池，其电位差也与外加电压的方向相反，这种现象称浓差极化。(2)化学极化　电解时，在两极形成的产物也构成某种原电池，此原电池电位差与外加电压方向也相反，这就是化学极化现象。(1)浓差极化电解时，离子的扩散运动不能立即完成，在靠近电极的薄层溶液内的离子浓度与主液体内的浓度不同，结果产生浓差电池，其电位差也与外加电压的方向相反，这种现象称浓差极化。(2)化学极化电解时，在两极形成的产物也构成某种原电池，此原电池电位差与外加电压方向也相反，这就是化学极

7、化现象。12.2.2　电解法的处理功能(1)氧化作用(2)还原作用　废水电解时在阴极除了极板的直接还原作用外，在阴极还有H+放电产生氢，这种新生态氢也有很强的还原作用，使废水中的某些物质还原。(3)混凝作用　若电解槽用铁或铝板作阳极，则它失去电子后将逐步溶解在废水中，形成铝或铁离子，经水解反应而生成羟基配合物，这类配合物在废水中可起混凝作用，将废水中的悬浮物与胶体杂质去除。(4)浮选作用　电解时，在阴、阳两极分别不断产生H2和O2，有时还有其他气体，如电解处理含氰废水时会产生CO2和N2等。(1)氧化作用在阳极除了废水总的离

8、子直接失去电子被氧化外，水中的OH-也可在阳极放电而生成氧，这种新生态氧具有很强的氧化作用，可氧化水中的无机物和有机物(2)还原作用废水电解时在阴极除了极板的直接还原作用外，在阴极还有H+放电产生氢，这种新生态氢也有很强的还原作用，使废水中的某些物质还原。(3)混凝作用若电解槽用铁或铝板作