臭氧處理廢水的氧化方程式

1. 常用污水處理化學方法

廢水化學處理法 | [] 一、概念廢水化學處理法是通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法.以投加葯劑產生化學反應為基礎的處理單元有混凝、中和、氧化還原等；以傳質作用為基礎的處理單元有萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲吸和反滲透等.有廢水臭氧化處理法、廢水電解處理法、廢水化學沉澱處理法、廢水混凝處理法、廢水氧化處理法、廢水中和處理法等.與生物處理法相比,能較迅速、有效地去除更多的污染物,可作為生物處理後的三級處理措施.此法還具有設備容易操作、容易實現自動檢測和控制、便於回收利用等優點.化學處理法能有效地去除廢水中多種劇毒和高毒污染物.二、類型 1、廢水臭氧化處理法
廢水臭氧化處理法是用臭氧作氧化劑對廢水進行凈化和消毒處理的方法.用此法處理廢水所使用的是含低濃度臭氧的空氣或氧氣.臭氧是一種極不穩定、易分解的強氧化劑,需現場製造,工藝設施主要由臭氧發生器和氣水接觸設備組成.
這種方法主要用於：水的消毒,去除水中酚、氰等污染物質,水的脫色,水中鐵、錳等金屬離子的去除,異味和臭味的去除等.主要優點是反應迅速、流程簡單、無二次污染.在環境保護和化工等方面廣泛應用.2、廢水電解處理法
廢水電解處理法是應用電解的基本原理,使廢水中有害物質通過電解轉化成為無害物質以實現凈化的方法.廢水電解處理包括電極表面電化學作用、間接氧化和間接還原、電浮選和電絮凝等過程,分別以不同的作用去除廢水中的污染物.
以含氰廢水為例,在陽極表面的電化學氧化過程為：
CN-+2OH-梍2e→CNO-+H2O2CNO-+4OH梍→2CO2↑+N2↑+2H2O
其主要優點：①使用低壓直流電源,不必大量耗費化學葯劑；②在常溫常壓下操作,管理簡便；③如廢水中污染物濃度發生變化,可以通過調整電壓和電流的方法,保證出水水質穩定；④處理裝置佔地面積不大.但在處理大量廢水時電耗和電極金屬的消耗量較大,分離的沉澱物不易處理利用,主要用於含鉻廢水和含氰廢水的處理.3、廢水化學沉澱處理法
廢水化學沉澱處理法是通過向廢水中投加可溶性化學葯劑,使之與其中呈離子狀態的無機污染物起化學反應,生成不溶於或難溶於水的化合物沉澱析出,從而使廢水凈化的方法.投入廢水中的化學葯劑稱為沉澱劑,常用的有石灰、硫化物和鋇鹽等.
根據沉澱劑的不同,可分為：①氫氧化物沉澱法,即中和沉澱法,是從廢水中除去重金屬有效而經濟的方法；②硫化物沉澱法,能更有效地處理含金屬廢水,特別是經氫氧化物沉澱法處理仍不能達到排放標準的含汞、含鎘廢水；③鋇鹽沉澱法,常用於電鍍含鉻廢水的處理.化學沉澱法是一種傳統的水處理方法,廣泛用於水質處理中的軟化過程,也常用於工業廢水處理,以去除重金屬和氰化物.4、廢水混凝處理法
廢水混凝處理法是通過向廢水中投加混凝劑,使其中的膠粒物質發生凝聚和絮凝而分離出來,以凈化廢水的方法.混凝系凝聚作用與絮凝作用的合稱.前者系因投加電解質,使膠粒電動電勢降低或消除,以致膠體顆粒失去穩定性,脫穩膠粒相互聚結而產生；後者系由高分子物質吸附搭橋,使膠體顆粒相互聚結而產生.
混凝劑可歸納為兩類；①無機鹽類,有鋁鹽（硫酸鋁、硫酸鋁鉀、鋁酸鉀等）、鐵鹽（三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵等）和碳酸鎂等；②高分子物質,有聚合氯化鋁,聚丙烯醯胺等.處理時,向廢水中加入混凝劑,消除或降低水中膠體顆粒間的相互排斥力,使水中膠體顆粒易於相互碰撞和附聚搭接而形成較大顆粒或絮凝體,進而從水中分離出來.影響混凝效果的因素有：水溫、pH值、濁度、硬度及混凝劑的投放量等.5、廢水氧化處理法
廢水氧化處理法是利用強氧化劑氧化分解廢水中污染物,以凈化廢水的方法.強氧化劑能將廢水中的有機物逐步降解成為簡單的無機物,也能把溶解於水中的污染物氧化為不溶於水、而易於從水中分離出來的物質.
常用氧化劑：①氯類,有氣態氯、液態氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、二氧化氯等；②氧類,有空氣中的氧、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等.氧化劑的選擇應考慮：對廢水中特定的污染物有良好的氧化作用,反應後的生成物應是無害的或易於從廢水中分離,價格便宜,來源方便,常溫下反應速度較快,反應時不需要大幅度調節pH值等.氧化處理法幾乎可處理一切工業廢水,特別適用於處理廢水中難以被生物降解的有機物,如絕大部分農葯和殺蟲劑,酚、氰化物,以及引起色度、臭味的物質等.6、廢水中和處理法廢水中和處理法是利用中和作用處理廢水,使之凈化的方法.其基本原理是,使酸性廢水中的H+與外加OH-,或使鹼性廢水中的OH-與外加的H+相互作用,生成弱解離的水分子,同時生成可溶解或難溶解的其他鹽類,從而消除它們的有害作用.反應服從當量定律.採用此法可以處理並回收利用酸性廢水和鹼性廢水,可以調節酸性或鹼性廢水的pH值.

2. 廢水臭氧氧化處理法的工藝

用臭氧氧化法處理廢水所使用的是含低濃度臭氧的空氣或氧氣。臭氧是一種不穩定、易分解的強氧化劑，因此要現場製造。臭氧氧化法水處理的工藝設施主要由臭氧發生器和氣水接觸設備組成。大規模生產臭氧的唯一方法是無聲放電法。製造臭氧的原料氣是空氣或氧氣。原料氣必須經過除油、除濕、除塵等凈化處理，否則會影響臭氧產率和設備的正常使用。用空氣製成臭氧的濃度一般為10～20毫克/升；用氧氣製成臭氧的濃度為20～40毫克/升。這種含有1～4%(重量比)臭氧的空氣或氧氣就是水處理時所使用的臭氧化氣。
臭氧發生器所產生的臭氧，通過氣水接觸設備擴散於待處理水中，通常是採用微孔擴散器、鼓泡塔或噴射器、渦輪混合器等。臭氧的利用率要力求達到90%以上，剩餘臭氧隨尾氣外排，為避免污染空氣，尾氣可用活性炭或霍加拉特劑催化分解，也可用催化燃燒法使臭氧分解。

3. 工業廢水的氧化還原法

廢水氧化還原法：把溶解於廢水中的有毒有害物質，經過氧化還原反應，轉化為無毒無害的新物質，這種廢水的處理方法稱為廢水的氧化還原法。在氧化還原反應中，有毒有害物質有時是作為還原劑的，這是需要外加氧化劑如空氣、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉等。當有毒有害物質作為氧化劑時，需要外加還原劑如硫酸亞鐵、氯化亞鐵、鋅粉等。如如果通電電解，則電解時陽極是一種氧化劑，陰極是一種還原劑。
一、葯劑氧化
廢水中的有毒有害物質為還原性物質，向其中投加氧化助劑，將有毒有害物質氧化成無毒或毒性較小的新物質，此種方法稱為葯劑氧化法。在廢水處理中用的最多的葯劑氧化法是氯氧化法，即投加的葯劑為含氯氧化物如液氯、漂白粉等，其基本原理都是利用產生的次氯酸根的強氧化作用。
氯氧化法常用來處理含氰廢水，國內外比較成熟的工藝是鹼性氯氧化法。在鹼性氯氧化法處理反應中，pH值小於8.5則有放出劇毒物質氯化氰的危險，一般工藝條件為：廢水pH值大於11，當氰離子濃度高於100mg/L時，最好控制在pH=12～13。在此情況下，反應可在10～15min內完成，實際採用的20～30min。該處理方法的缺陷是雖然氫酸鹽毒性低，僅為氰的千分之一。但產生的氰酸鹽離子易水解生成氨氣。因此，需讓次氯酸將氰酸鹽離子進一步氧化成氮氣和二氧化碳，消除氰酸鹽對環境的污染同時進一步氧化殘余的氯化氰。在進一步氧化氰酸鹽的過程中，pH值值控制是至關重要的。pH值大於12，則反應停止，pH值7.5～8.0，用硫酸調節pH值，反應過程適當攪拌以加速反應的完全進行。
二、臭氧氧化
臭氧氧化法是利用臭氧的強氧化能力，使污水（或廢水）中的污染物氧化分解成低毒或無毒的化合物，使水質得到凈化。它不僅可降低水中的BOD、COD，而且還可起脫色、除臭、除味、殺菌、殺藻等功能，因而，該處理方法愈來愈受到人們重視。
三、葯劑還原與金屬還原
葯劑還原法是利用某些化學葯劑的還原性，將廢水中的有毒有害物質還原成低毒或無毒的化合物的一種水處理方法。常見的例子是用硫酸亞鐵處理含鉻廢水。亞鐵離子起還原作用，在酸性條件下（pH值=2～3），廢水中六價鉻主要以重鉻酸根離子形式存在。六價鉻被還原成三價鉻，亞鐵離子被氧化成鐵離子，需再用中和沉澱法將三價鉻沉澱。沉澱的污染物是鉻氫氧化物和鐵氫氧化物的混合物，需要妥善處理，以防二次污染。該工藝流程包括集水、還原、沉澱、固液分離和污泥脫水等工序，可連續操作，也可間歇操作。
金屬還原法是向廢水中投加還原性較強的金屬單質，將水中氧化性的金屬離子還原成單質金屬析出，投加的金屬則被氧化成離子進入水中。此種處理方法常用來處理含重金屬離子的廢水，典型例子是鐵屑還原處理含汞廢水。其中鐵屑還原效果與水中pH值有關，當水中pH值較低時，鐵屑還會將廢水中氫離子還原成氫氣逸出，因而，當廢水的pH值較低時，應調節後再處理。反應溫度一般控制在20℃～30℃。