废水的化学处理.ppt

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1、第四章废水的化学处理第一节中和法第二节化学沉淀法第三节氧化还原法污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。处理对象主要是污水中无机的或有机的(难于生物降解的)溶解物质或胶体物质。常用的化学处理方法有化学混凝、中和法、化学沉淀法和氧化还原法。第一节中和法一、投加法常用药剂是石灰、电石渣、石灰石等，有时也采用苛性钠和碳酸钠。中和药剂的投加量，可按化学反应式进行估算。石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳液，浓度在10％左右，反应在池中进行。石灰量多时，可用生石灰。为了防止产生沉淀，石灰乳槽均装有搅拌设备

2、。二、过滤法石灰石或白云石作中和剂时常呈粗粒状，可作滤料，故用过滤法。第二节化学沉淀法用易溶的化学药剂(可称沉淀剂)使溶液中某种离子以它的一种难溶的盐和氢氧化物形式从溶液中析出，在化学上称沉淀法，在化工和环境工程上称化学沉淀法。废水处理中，常用化学沉淀法去除废水中的有害离子，阳离子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，阴离子如SO42-、PO43-。难溶盐和难溶氢氧化物在溶液中的离子的浓度之积(称溶度积Ks)是常数，当能结合成难溶盐的两种离子的浓度之积超过这盐的溶度积时，该盐将

3、析出，而这两种离子的浓度将下降，需要去除的离子就与水分离。第三节氧化还原法一、加氯氧化CN-根电镀废水往往含有CN-,可加氯氧化为N2和CO2。二、电解法直流电通过电解质溶液时，在两个电极上引起的化学变化称电解。可用于处理含CrO42-、Hg的废水。三、置换法电动序中电位较高的金属能取代水溶液中电位较低的金属的离子，前者析出而后者溶入水中。第四节光催化氧化一、概述在大多数情况下，光子的能量不一定刚好与分子的基态与激发态之间能量差值相匹配，在这种情况下，反应物分子不能直接受光激发，因此在某种程度上光催化

4、氧化反应具有更大的利用价值。光催化氧化：均相光催化氧化非均相光催化氧化二、均相光催化氧化——光助FentonFenton试剂发展（Fe2+/H2O2）1894年，Fenton用于有机合成氧化苹果酸1964年，Eisenhouser将其用于处理苯酚及烷基苯1993年，Ruppert将紫外光照射引入Fenton处理4-CP，形成光助Fenton技术。其后，在处理有机废水上得到应用。二、均相光催化氧化光助Fenton反应机理二、均相光催化氧化有机物浓度的影响亚铁离子浓度的影响过氧化氢浓度的影响不同载气的影响

5、pH值的影响——初始反应控制在6.0以下温度的影响反应时间的影响光强的影响影响UV/Fenton反应的因素二、均相光催化氧化UV/Fenton反应的应用混凝沉降法活性炭法生化法通过投加低剂量氧化剂来控制氧化程度，使废水中有机物发生部分氧化、偶合或聚合，形成分子量不太大的中间产物，从而改变它们的可生物降解、溶解性及混凝沉淀性，然后通过联用技术去除。与深度氧化相比，可大大节约氧化剂的用量，从而降低废水总的水处理成本。1、单独作为一种处理方法氧化有机废水2、与其它方法联用二、均相光催化氧化UV/Fenton

6、反应的优缺点优点：光催化效率高，氧化能力强，可处理高浓度、难降解、有毒有害废水。与多相光催化相比，其降解有机物的速率是多相光催化的3-5倍。降低Fe2+的用量，保持过氧化氢较高的利用率紫外光和亚铁离子对过氧化氢的催化分解存在协同效应：即过氧化氢的分解速率远大于亚铁离子或紫外光催化过氧化氢分解速率的简单加和。主要问题：成本高，Fe2+作为催化剂反应后会留在溶液中形成二次污染。三、多相光催化氧化——发展史1976年，Frank等研究了在TiO2多晶电极/氙灯作用下对二苯酚的降解。多相光催化氧化降解主要是指

7、在污染体系中投加一定量的光敏半导体材料，同时结合一定能量的光辐射，使光敏半导体在光的照射下激发产生电子-空穴对，吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴对作用，产生羟基自由基，再通过与污染物之间的羟基加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近矿化，最终生成CO2、H2O及其它离子如NO3-、PO43-、SO42-、Cl-等。光催化氧化在Frank研究的基础上，已推广到金属离子、其它无机物和有机物的光降解。三、多相光催化氧化——材料分类材料分类：根据固体物理的理论，在大量原子或分子结合成的晶体中，相似

8、能级的电子轨道结合形成能带。一个能带内的电子轨道能级是连续的，并且如果这个能带不被充满，电子就很容易在能带内运动。价带：充满或部分充满价电子的能带（ValenceBandVB)导带：能带在基态时不存在电子的能带（ConductionBondCB)禁带：价带顶和导带底的能量差Eg根据禁带宽度分为：导体——没有禁带半导体——禁带0.2-4ev（用光激发使价带电子跃迁）绝缘体——禁带5ev三、多相光催化氧化半导体材料半导体材料研究最多的是硫族化物，如TiO2