特种废水处理的化学处理--其他氧化还原法

• 空气氧化法
  空气氧化法是以空气中的氧作氧化剂来氧化分解废水中有毒有害物质的一种方法。目前在石油化工行业的废水处理中，常采用空气氧化法处理低含硫(硫化物<800-1000mg/L)废水。空气氧化法在含硫废水处理中的应用。
  1.氧化反应过程
  石油炼厂含硫废水中的硫化物一般以钠盐(NaHS或Na2S)或铵盐[NH4HS或(NH4)2S]的形式存在。废水中的硫化物与空气中的氧发生的氧化反应如下：
  2HS- + 2O2 → S2O3^2- + H2O
  2S^2- + 2O2 + H2o → S2O3^2- + 2OH-
  S2O3^2- + 2O2 + 20H- → 2SO4^2- + H2O
  从上述反应可知，在处理过程中，废水中有毒的硫化物和硫氢化物被氧化为无毒的硫代硫酸盐和硫酸盐。上述第三个反应进行得比较缓慢。当反应温度为80-90℃，接触时间为1.5h时，废水中的HS-和S2-约有90%被氧化为S2O3^2-，其中约有10%的S2O3^2-能进一步被氧化为SO4^2-，如果向废水中投加少量的氯化铜或氯化钴作催化剂，则几乎全部的S2O3^2-被氧化为SO4^2-。
  氧化1kg负二价硫理论上需1kg氧，约需4m3空气，实际上空气用量为理论值的2-3倍。
  2.工艺流程
  空气氧化法处理含硫废水工艺流程如图3-6所示。含硫废水与脱硫塔出水换热后，用蒸汽直接加热至80-90℃进入脱硫塔，从塔底通入空气，使废水中的硫化物与空气中的氧接触，进行氧化还原反应，从塔顶排出的水与塔进水换热后，进入气液分离器，废气排入大气，废水排入含油废水管网。
• 光氧化法
  1.光氧化法原理
  光氧化法是利用光和氧化剂产生很强的氧化作用来氧化分解废水中有机物或无机物的方法。氧化剂有臭氧、氯、次氯酸盐、过氧化氢及空气加催化剂等，其中常用的为氯气。在一般情况下，光源多为紫外光，但它对不同的污染物有一定的差异，有时某些特定波长的光对某些物质比较有效。光对污染物的氧化分解起催化剂的作用。以氯为氧化剂的光级化法处理有机废水为例。
  氯和水作用生成的次氯酸吸收紧外光后。被分解产生初生态氧[0]，这种初生态氧很不稳定且具有很强的氧化能力。初生态氧在光的照射下，能把含碳有机物氧化成二氧化碳和水，简化后其反应过程如下：
  Cl2 + H2O →← HOCl + HCl
  HOCl -光→ HCl + [O]
  [H·C] + [O] -光→ H2O + CO2
  式中[H·C]代表含碳有机物。
  2.处理工艺流程
  光氧化法工艺处理流程如图3-7所示。废水经过滤器去除悬浮物后进入光氧化池，废水在反应池内的停留时间与水质有关，一般为0.5-2.0h。
  光氧化的氧化能力比只用氯氧化高10倍以上，处理过程一般不产生沉淀物，不仅可处理有机废水，也可处理能被氧化的无机物。此法作为废水深度处理时，COD、BOD可接近于零。光氧化法除对分散染料的一小部分外，其脱色率可达90%以上。
  
• 金属还原法
  金属还原法处理含汞废水为例。
  含汞废水与还原剂金属相接触时，废水中的汞离子被还原为金属汞而析出，金属本身被氧化为离子而进入水中。可以用来还原汞的金属有铁、锌、铋、锡、锰、镁、铜、镝等。现以铁屑为例，发生的化学反应如下：
  Fe + Hg2+ → Fe2+ + Hg↓
  2Fe + 3Hg2+ → 2Fe3+ + 3Hg↓
  铁屑还原的效果与废水的pH有关，当pH低时，由于铁的电极电位比氢的电极电位低，则废水中的氢离子也将被还原为氢气而逸出，其反应如下：
  Fe + 2H+ → Fe2+ +H2↑
  反应过程中消耗铁屑，同时有氢气生成。
  铁屑还原除汞的处理装置如图3-8所示。池中填充铁屑，废水以一定的流速自下而上通过滤池，与铁属接触一定时间后从池顶排出。铁屑还原产生的铁汞沉渣可定期排放，可回收利用。

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