臭氧处理废水的氧化方程式

1. 常用污水处理化学方法

废水化学处理法 | [] 一、概念废水化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法.以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等；以传质作用为基础的处理单元有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗吸和反渗透等.有废水臭氧化处理法、废水电解处理法、废水化学沉淀处理法、废水混凝处理法、废水氧化处理法、废水中和处理法等.与生物处理法相比,能较迅速、有效地去除更多的污染物,可作为生物处理后的三级处理措施.此法还具有设备容易操作、容易实现自动检测和控制、便于回收利用等优点.化学处理法能有效地去除废水中多种剧毒和高毒污染物.二、类型 1、废水臭氧化处理法
废水臭氧化处理法是用臭氧作氧化剂对废水进行净化和消毒处理的方法.用此法处理废水所使用的是含低浓度臭氧的空气或氧气.臭氧是一种极不稳定、易分解的强氧化剂,需现场制造,工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成.
这种方法主要用于：水的消毒,去除水中酚、氰等污染物质,水的脱色,水中铁、锰等金属离子的去除,异味和臭味的去除等.主要优点是反应迅速、流程简单、无二次污染.在环境保护和化工等方面广泛应用.2、废水电解处理法
废水电解处理法是应用电解的基本原理,使废水中有害物质通过电解转化成为无害物质以实现净化的方法.废水电解处理包括电极表面电化学作用、间接氧化和间接还原、电浮选和电絮凝等过程,分别以不同的作用去除废水中的污染物.
以含氰废水为例,在阳极表面的电化学氧化过程为：
CN-+2OH-梍2e→CNO-+H2O2CNO-+4OH梍→2CO2↑+N2↑+2H2O
其主要优点：①使用低压直流电源,不必大量耗费化学药剂；②在常温常压下操作,管理简便；③如废水中污染物浓度发生变化,可以通过调整电压和电流的方法,保证出水水质稳定；④处理装置占地面积不大.但在处理大量废水时电耗和电极金属的消耗量较大,分离的沉淀物不易处理利用,主要用于含铬废水和含氰废水的处理.3、废水化学沉淀处理法
废水化学沉淀处理法是通过向废水中投加可溶性化学药剂,使之与其中呈离子状态的无机污染物起化学反应,生成不溶于或难溶于水的化合物沉淀析出,从而使废水净化的方法.投入废水中的化学药剂称为沉淀剂,常用的有石灰、硫化物和钡盐等.
根据沉淀剂的不同,可分为：①氢氧化物沉淀法,即中和沉淀法,是从废水中除去重金属有效而经济的方法；②硫化物沉淀法,能更有效地处理含金属废水,特别是经氢氧化物沉淀法处理仍不能达到排放标准的含汞、含镉废水；③钡盐沉淀法,常用于电镀含铬废水的处理.化学沉淀法是一种传统的水处理方法,广泛用于水质处理中的软化过程,也常用于工业废水处理,以去除重金属和氰化物.4、废水混凝处理法
废水混凝处理法是通过向废水中投加混凝剂,使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来,以净化废水的方法.混凝系凝聚作用与絮凝作用的合称.前者系因投加电解质,使胶粒电动电势降低或消除,以致胶体颗粒失去稳定性,脱稳胶粒相互聚结而产生；后者系由高分子物质吸附搭桥,使胶体颗粒相互聚结而产生.
混凝剂可归纳为两类；①无机盐类,有铝盐（硫酸铝、硫酸铝钾、铝酸钾等）、铁盐（三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁等）和碳酸镁等；②高分子物质,有聚合氯化铝,聚丙烯酰胺等.处理时,向废水中加入混凝剂,消除或降低水中胶体颗粒间的相互排斥力,使水中胶体颗粒易于相互碰撞和附聚搭接而形成较大颗粒或絮凝体,进而从水中分离出来.影响混凝效果的因素有：水温、pH值、浊度、硬度及混凝剂的投放量等.5、废水氧化处理法
废水氧化处理法是利用强氧化剂氧化分解废水中污染物,以净化废水的方法.强氧化剂能将废水中的有机物逐步降解成为简单的无机物,也能把溶解于水中的污染物氧化为不溶于水、而易于从水中分离出来的物质.
常用氧化剂：①氯类,有气态氯、液态氯、次氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯等；②氧类,有空气中的氧、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等.氧化剂的选择应考虑：对废水中特定的污染物有良好的氧化作用,反应后的生成物应是无害的或易于从废水中分离,价格便宜,来源方便,常温下反应速度较快,反应时不需要大幅度调节pH值等.氧化处理法几乎可处理一切工业废水,特别适用于处理废水中难以被生物降解的有机物,如绝大部分农药和杀虫剂,酚、氰化物,以及引起色度、臭味的物质等.6、废水中和处理法废水中和处理法是利用中和作用处理废水,使之净化的方法.其基本原理是,使酸性废水中的H+与外加OH-,或使碱性废水中的OH-与外加的H+相互作用,生成弱解离的水分子,同时生成可溶解或难溶解的其他盐类,从而消除它们的有害作用.反应服从当量定律.采用此法可以处理并回收利用酸性废水和碱性废水,可以调节酸性或碱性废水的pH值.

2. 废水臭氧氧化处理法的工艺

用臭氧氧化法处理废水所使用的是含低浓度臭氧的空气或氧气。臭氧是一种不稳定、易分解的强氧化剂，因此要现场制造。臭氧氧化法水处理的工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成。大规模生产臭氧的唯一方法是无声放电法。制造臭氧的原料气是空气或氧气。原料气必须经过除油、除湿、除尘等净化处理，否则会影响臭氧产率和设备的正常使用。用空气制成臭氧的浓度一般为10～20毫克/升；用氧气制成臭氧的浓度为20～40毫克/升。这种含有1～4%(重量比)臭氧的空气或氧气就是水处理时所使用的臭氧化气。
臭氧发生器所产生的臭氧，通过气水接触设备扩散于待处理水中，通常是采用微孔扩散器、鼓泡塔或喷射器、涡轮混合器等。臭氧的利用率要力求达到90%以上，剩余臭氧随尾气外排，为避免污染空气，尾气可用活性炭或霍加拉特剂催化分解，也可用催化燃烧法使臭氧分解。

3. 工业废水的氧化还原法

废水氧化还原法：把溶解于废水中的有毒有害物质，经过氧化还原反应，转化为无毒无害的新物质，这种废水的处理方法称为废水的氧化还原法。在氧化还原反应中，有毒有害物质有时是作为还原剂的，这是需要外加氧化剂如空气、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠等。当有毒有害物质作为氧化剂时，需要外加还原剂如硫酸亚铁、氯化亚铁、锌粉等。如如果通电电解，则电解时阳极是一种氧化剂，阴极是一种还原剂。
一、药剂氧化
废水中的有毒有害物质为还原性物质，向其中投加氧化助剂，将有毒有害物质氧化成无毒或毒性较小的新物质，此种方法称为药剂氧化法。在废水处理中用的最多的药剂氧化法是氯氧化法，即投加的药剂为含氯氧化物如液氯、漂白粉等，其基本原理都是利用产生的次氯酸根的强氧化作用。
氯氧化法常用来处理含氰废水，国内外比较成熟的工艺是碱性氯氧化法。在碱性氯氧化法处理反应中，pH值小于8.5则有放出剧毒物质氯化氰的危险，一般工艺条件为：废水pH值大于11，当氰离子浓度高于100mg/L时，最好控制在pH=12～13。在此情况下，反应可在10～15min内完成，实际采用的20～30min。该处理方法的缺陷是虽然氢酸盐毒性低，仅为氰的千分之一。但产生的氰酸盐离子易水解生成氨气。因此，需让次氯酸将氰酸盐离子进一步氧化成氮气和二氧化碳，消除氰酸盐对环境的污染同时进一步氧化残余的氯化氰。在进一步氧化氰酸盐的过程中，pH值值控制是至关重要的。pH值大于12，则反应停止，pH值7.5～8.0，用硫酸调节pH值，反应过程适当搅拌以加速反应的完全进行。
二、臭氧氧化
臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化能力，使污水（或废水）中的污染物氧化分解成低毒或无毒的化合物，使水质得到净化。它不仅可降低水中的BOD、COD，而且还可起脱色、除臭、除味、杀菌、杀藻等功能，因而，该处理方法愈来愈受到人们重视。
三、药剂还原与金属还原
药剂还原法是利用某些化学药剂的还原性，将废水中的有毒有害物质还原成低毒或无毒的化合物的一种水处理方法。常见的例子是用硫酸亚铁处理含铬废水。亚铁离子起还原作用，在酸性条件下（pH值=2～3），废水中六价铬主要以重铬酸根离子形式存在。六价铬被还原成三价铬，亚铁离子被氧化成铁离子，需再用中和沉淀法将三价铬沉淀。沉淀的污染物是铬氢氧化物和铁氢氧化物的混合物，需要妥善处理，以防二次污染。该工艺流程包括集水、还原、沉淀、固液分离和污泥脱水等工序，可连续操作，也可间歇操作。
金属还原法是向废水中投加还原性较强的金属单质，将水中氧化性的金属离子还原成单质金属析出，投加的金属则被氧化成离子进入水中。此种处理方法常用来处理含重金属离子的废水，典型例子是铁屑还原处理含汞废水。其中铁屑还原效果与水中pH值有关，当水中pH值较低时，铁屑还会将废水中氢离子还原成氢气逸出，因而，当废水的pH值较低时，应调节后再处理。反应温度一般控制在20℃～30℃。