氧化还原水处理技术

第十三章 氧化还原 13.1氧化剂 13.2高级氧化13.3高锰酸钾及其复合盐的氧化 13.4其它氧化方法 第十三章 氧化还原 13.1 氧化剂 氧化剂是一种能氧化其他物质而本身被还原的物质。非金属单质氧化剂 : 如 F2 、 O2 、 Cl2 、 Br2 、 I2 、 N2 、 S等；金属的阳离子氧化剂 : 如 Fe3+ 、 Ag+ 、 Cu2+ 等；弱氧化性酸 : 如盐酸、稀硫酸等；强氧化性酸 : 如浓 H2SO4 、浓 HNO3 、稀 HNO3 、 HClO 、KMnO4 、 K2Cr2O7 、 KNO3 、 Na2O2 、 MnO2 等。既可做氧化剂又可做还原剂：例如， Na2O2 、 H2O2 、 S 、SO2 等，但它们以一种性质为主， Na2O2 、 H2O2 、 S 主要做氧化剂； Fe2+ 、 SO2 主要做还原剂。 第十三章 氧化还原 13.2 高级氧化13.2.1 臭氧氧化法 1. 臭氧的主要物理化学特性臭氧的相对密度为氧的 1.5 倍，在水中的溶解度比氧气大 10 倍，比空气大 25 倍。臭氧在空气中会慢慢地连续自行分解成氧气，其反应式为 （ 13-1 ）由于分解时放出大量热量，故当其浓度在 25% 以上时，很容易爆炸。但一般臭氧化空气中臭氧浓度不超过 10% ，因此不会发生爆炸。臭氧在水中的分解速度比在空气中快得多 , 所以臭氧不易储存，需边产边用。 第十三章 氧化还原 第十三章 氧化还原 2. 臭氧的制备生产臭氧的方法大致有：无声放电法、放射法、紫外线法，等离子射流法和电解法等。工业上最常见的是无声放电法。 3. 臭氧氧化在水处理中的应用1). 氧化无机物臭氧能将水中的二价铁、锰氧化成三价铁及高价锰，使溶解性的铁、锰变成固态物质，以便通过沉淀和过滤除去。 臭氧消毒系统 第十三章 氧化还原 2). 氧化有机物臭氧能够氧化许多有机物，如蛋白质、氨基酸、有机胺、链型不饱和化合物、芳香族、木质素、腐殖质等，目前在水处理中，采用 CODCr 和 BOD5 作为测定这些有机物的指标，臭氧在氧化这些有机物的过程中，将生成一系列中间产物，这些中间产物的 CODCr 和 BOD5 值有的比原反应物更高。 第十三章 氧化还原 3). 消毒臭氧是非常有效的消毒剂。各种常用消毒剂的效果按以下顺序排列：O3>ClO2>HOCl>OCl->NHCl2>NH2Cl臭氧杀菌效果好、速度快，而且对消灭病毒也很有效。臭氧消毒的效果主要决定于接触设备出口处的剩余量和接触时间，其受 pH值、水温及水中氨量的影响较小。但也有一定的选择性，如绿霉菌、青霉菌之类对臭氧具有抗药性，需较长时间才能杀死它们。 4. 臭氧氧化工艺的应用臭氧可以用来对汽车制造厂综合废水（一级处理后的出水）进行深度处理，且处理效果明显；臭氧对印染废水的 CODCr 值去除率不高，而对色度的去除效果显著，与传统的氯气氧化、吸附、混凝等脱色方法相比，用臭氧脱色有着脱色程度高、无二次污染等优点。 第十三章 氧化还原 13.2.2 过氧化氢氧化法 1. 过氧化氢的主要物理化学特性 纯过氧化氢是淡蓝色粘稠液体，熔点 -0.43℃ ，沸点 150.2℃ 。在 0℃ 时液体的密度是 1.4649g/min ，它的物理性质和水相似，它有较高的介电常数。所以，不论纯过氧化氢或是它的水溶液都是一些盐的离子化溶剂。过氧化氢可以任何比例与水混溶，过氧化氢也溶解在包括醇、醚、酯等有机溶剂中。 2. 过氧化氢的制备 从 1945 年起，利用有机物的自动氧化过程，使氧气还原成过氧化氢。在工业生产上有两种方法：异丙醇法和蒽醌法。 第十三章 氧化还原 3. 过氧化氢在水处理中的应用1).Fenton 试剂 Fenton 试剂是亚铁离子和过氧化氢的组合，该试剂作为强氧化剂的应用已具有一百多年的历史，在精细化工、医药化工、医药卫生、环境污染治理等方面得到广泛的应用。 2). 过氧化氢单独氧化①产品稳定，储存时每年活性氧的损失低于 1% ；②安全，没有腐蚀性，能较容易地处理液体 ;③与水完全混溶，避免了溶解度的限制或排出泵产生气栓；④无二次污染，能满足环保排放要求；⑤氧化选择性高，特别是在适当条件下选择性更高。 第十三章 氧化还原 4. 过氧化氢氧化工艺的工业应用1). 淀粉厂废水处理 2). 含氰废水的处理 空气氧化处理含硫废水氧化装...