化學(xué)氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

1、1化學(xué)氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用化學(xué)氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用摘要摘要本文介紹了多種化學(xué)氧化劑的物化特性及相應(yīng)的氧化技術(shù)在水環(huán)境凈化及廢水處理中的原理及應(yīng)用。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞化學(xué)氧化氧化劑水處理化學(xué)氧化技術(shù)是各種高級(jí)氧化技術(shù)的基礎(chǔ)它是使用化學(xué)氧化劑將污染物氧化成微毒、無害的物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成易處理的形態(tài)。常用的化學(xué)氧化劑包括H2O2、O3、ClO2、K2MnO4、K2FeO4等.O3是一種強(qiáng)氧化劑幾乎可以與元素周期表中除鉑、金、銥、氟以外的所有元素反

2、應(yīng)特別是在酸性溶液中其標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位Eθ=2.07V僅次于氟具有極強(qiáng)氧化能力。ClO2是公認(rèn)的安全消毒劑其殺滅微生物的能力高于氯氣7倍同時(shí)二氧化氯遇水能迅速分解生成多種強(qiáng)氧化劑在水處理中有廣泛應(yīng)用。H2O2的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位僅次于臭氧高于ClO2能直接氧化水中有機(jī)污染物和構(gòu)成微生物的有機(jī)物質(zhì)。K2MnO4為無機(jī)強(qiáng)氧化劑主要用于去除微污染有機(jī)物、氧化助凝及控制氯化副產(chǎn)物等。K2FeO4是一種比K2MnO4、O3等氧化能力更強(qiáng)的氧化劑具有

3、優(yōu)異的混凝助凝作用、優(yōu)良的殺菌作用、高效的脫味除臭功能。由于K2FeO4具有較高的穩(wěn)定性和選擇性且副產(chǎn)物為無毒的Fe(Ⅲ)因而是一種綠色氧化劑。VirenderSharma[1]對(duì)K2FeO4的性能和應(yīng)用作了全面闡述指出K2FeO4是廢水處理領(lǐng)域最有前景的化學(xué)氧化劑.1、臭氧氧化1.1臭氧的理化性質(zhì)臭氧是氧氣的同素異構(gòu)體，它是一種具有特殊氣味的淡紫色氣體。它的密度是氧氣的1.5倍，在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，其氧化

4、能力比氧氣、氯氣等常用的氧化劑都高。1.2臭氧的制備方法產(chǎn)生臭氧的方法很多，工業(yè)上一般采用無聲放電法制取。其原理是，在高壓電場作用下，使干燥凈化空氣中的一部分氧氣，在電子轟擊下分解成氧原子，再與氧分子合成為O3，或直接合成為O3。這種方法生產(chǎn)的臭氧濃度約為1～3％(重量比)。使用氧氣為原料，生成的臭氧濃度會(huì)有所增高。1.3臭氧氧化的應(yīng)用3氧化還原反應(yīng)的程度取決于水中還原劑的強(qiáng)弱，水中少量S2、SO32、AsO32、SbO32、S2O32

5、、NO2、CN等還原性酸根物被氧化去除。水中一些還原態(tài)的金屬離子Fe2、Mn2、Ni2等也能被氧化，此外，ClO2還可將以有機(jī)鍵形式存在的Fe2、Mn2氧化，這一過程無疑強(qiáng)化了水中Fe2、Mn2的去除效果。ClO2不與水中的NH3和氯胺作用，為此經(jīng)氯胺消毒過的飲用水在貯存中的進(jìn)一步消毒可以采用ClO2。對(duì)水中殘存有機(jī)物的氧化，ClO2比C12要優(yōu)越。ClO2以氧化反應(yīng)為主，而Cl2以親電取代為主。經(jīng)氧化的有機(jī)物多降解為含氧基團(tuán)(羧酸)為

6、主的產(chǎn)物，無氯代產(chǎn)物出現(xiàn)。如對(duì)水中的酚，ClO2可將其氧化成醌式支鏈酸。而經(jīng)C12處理后，都產(chǎn)生臭味很大的氯酚。ClO2的強(qiáng)氧化性還表現(xiàn)在它對(duì)稠環(huán)化合物的氧化降解上，如ClO2可將致癌物3、4一苯并芘氯化成無癌性的醌式結(jié)構(gòu)。2.2二氧化氯的制備工業(yè)制備中常采用的方法有Mathieson法，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8法和甲醇法等[2]而在商業(yè)制備中通常采用商業(yè)發(fā)生器現(xiàn)場制備二氧化氯，最為常用的工藝是亞氯酸鹽法和氯酸鹽法

7、。亞氯酸鹽法采用NaClO2與一定濃度的酸溶液反應(yīng)生成ClO25NaClO24HCl4ClO25NaCl2H2O此方法制取的ClO2副反應(yīng)少、純度高，可達(dá)95%以上，但由于亞氯酸鈉價(jià)格昂貴，決定了此法生產(chǎn)的ClO2成本高，一般在0.04元gClO2以上()。氯酸鹽法制備成本較低，是目前較為常用的制備方法，其反應(yīng)方程式為：NaClO2，2HClClO212C12NaClH2O該工藝生產(chǎn)ClO2純度為60%~70%，市售發(fā)生器制取的ClO2