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工业废水的化学处理

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添加时间:2020/08/21

  废水的化学收拾法子_化学_自然科学_专业材料。废水的化学收拾法 ---- 氧化还原法 研习容 1 概述 2 药剂氧化法 3 药剂还原法 4 电化学法 1 概述 1.1 界说 通过药剂与污染物的氧化还原反映,把废水中有迫害的污染物转化为无

  废水的化学收拾法 ---- 氧化还原法 研习容 1 概述 2 药剂氧化法 3 药剂还原法 4 电化学法 1 概述 1.1 界说 通过药剂与污染物的氧化还原反映,把废水中有迫害的污染物转化为无毒或微 毒物质的收拾法称为氧化还原法。 1.2.去除对象 氧化法: 有机污染物(如色、嗅、味、COD); 还原性无机离子(如 CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等) 还原法: 重金属离子(如汞、镉、铜、银、金、六价铬、镍等) 有机物(氧化法难以氧化的) 1.3.常用药剂 最常采用的氧化剂: 气氛、臭氧、氯气、次氯酸钠及漂白粉; 常用的还原剂: 硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠、水合脏及铁屑等。 正在电解氧化还原法中,电解槽的阳极可行为氧化剂,阴极可行为还原剂。 1.4.常用修筑 投药氧化还原法--反映池,若有浸淀物天生,尚需实行因液别离及泥渣收拾。 电解氧化还原法—电解槽. 1.5 反映水平的担任 1.反映水平外述----用电极电势来量度其氧化性(或还原性)的强弱,估量反映实行的程 度。氧化剂和还原剂的电极电势差越大,反映实行得越齐备。 Word 材料 电极电势用奈斯特公式吐露: 式中:E-电极电势;E0—程序电极电势;R—摩尔气体常数;T—热力学温度;n—转 移的电子数;F—法拉第常数; 纯粹无机物的化学氧化还原经过 本色是电子转动。落空电子的元素被氧化,是还原剂;取得电子的元素被还原,是氧 化剂。正在一个化学反映中,氧化和还原是同时发作的,某一元素落空电子,必然有另 一元素取得电子。氧化剂的氧化才气和还原剂的还原才气是相对的,其强度能够用相 应的氧化还原电位的数值来对照。众种物质的程序电极电位值能够正在化学书中查到。 值愈大,物质的氧化性愈强,值愈小,其还原性愈强。 有机物的氧化还原经过 因为涉及共价键,电子的转移景况很庞杂。众反映并不发作电子的直接转动。只 是原子围的电子云密度发作变更。目前还没有修设电子云密度变更与氧化还原反映的 向和水平之间的定量联系。是以,正在实质上,通常加氧或脱氢的反映称为氧化,而加 氢或脱氧的反映则称为还原,通常与强氧化剂用意使有机物解析成纯粹的无机物的反 应,可判决为氧化反映。甲烷的降解过程过程如下: 百般有机物的可氧化性 体味证据: 酚类、醛类、芳胺类和某些有机硫化物(如硫醇、硫醚)等易于氧化; 醇类、酸类、酯类、烷基庖代的芳烃化合物(如“三苯”)、硝基庖代的芳烃化 合物(如硝基苯)、不饱和烃类、碳水化合物等正在必定前提(强酸、强碱或催化剂) 下能够氧化; 饱和烃类、卤代烃类、合成高分子鸠集物等难以氧化。 2. 影响收拾才气的动力学身分 (1)药剂天资; (2)反映物浓度; (3)温度; (4)催化剂和不纯物的存正在; (5)pH 值 ? H+与 OH-直接投入反映; ? 做催化剂; ? 影响其他物质的存正在形态和数目 2 药剂氧化法 Word 材料 去除对象:废水中的 CN-、S2-、Fe2+、Mn2+ 氧化剂席卷下列几类。 ①回收电子后还原成负离子的中性分子,如 Cl2、O2、O3。 ②带正电荷的离子,回收电子后还原成负离子,如漂白粉的次氯酸根中的 Cl+ 变为 Cl-。 ③带正电荷的离子,回收电子后还原成带较低正电荷的离子,如 MnO4+中的 Mn7+变为 Mn2+,Fe3+变为 Fe2+等。 2 药剂氧化法 2.1 气氛(纯氧)氧化法 2.2 臭氧氧化法 2.3 氯氧化法 2.4 高锰酸钾氧化法 2.5 光辐射或放射线、气氛(及纯氧)氧化法 2.1.1 概述 (1)气氛氧化法即是把气氛胀入废水中,欺骗气氛中的氧气氧化废水中的污 染物。 (2)特性: 所长--氧的化学氧化性是很强的,且 pH 值下降,氧化性加强。 弱点--速率很慢,年光长. 鼎新-- 假设想法断开氧分子中的氧一氧键(如高温、高压、催化剂、γ射线辐照 等),则氧化反映速率将大大加快。 湿式氧化法--高温(200~300℃)、高压(3~15MPa)深化气氛氧化经过. 2.1.2 常温常压和中性 pH 值前提下操纵 分子氧 O2 为弱氧化剂,反映性很低,故常用来收拾易氧化的污染物。 ? 气氛氧化除铁、锰(地下水) ? 气氛氧化脱硫(油炼厂废水) (1) 地下水除铁、锰 Word 材料 水的碱度是指水中所含能与强酸定量用意的物质总量。碱度根本上是碳酸盐、 重碳酸盐及氢氧化物含量的函数。 正在缺氧的地下水中常产生二价铁和锰。通过曝气,能够将它们永别氧化为 Fe(OH)3 和 MnO2 浸淀物。 除铁的反映式为: 切磋水中的碱度用意,总反映式可写为: 按此式算计,氧化 lmg/L Fe2+,仅需 O.143mg/L O2。 钻探指出,MnO2 对 Mn2+的氧化具有催化用意。大致过程为 氧化: 吸附: 氧化: 曝气过滤(或称曝气接触氧化)除锰工艺: 先将含锰地下水猛烈曝气充氧,尽量地散去 CO2,升高 pH 值;再流入自然锰砂或 英砂充填的过滤器,欺骗接触氧化道理将水中 Mn2+氧化成 MnO2,产品逐步附着正在滤 料外貌变成一层能起催化用意的活性滤膜,加快除锰经过。 地下水除铁锰工艺流程 曝气式可采用莲蓬头喷淋水、水射器曝气、跌水曝气、气氛压缩机充气、曝气塔等。 滤器可采用重力式或压力式。滤料粒径平常用 0.6~2mm,滤层厚度 0.7~1.0m,滤 速 10~20m/h。 为合用于 Fe2+<10mg/L,Mn2+<1.5mg/L,pH>6 的地下水。 当铁锰含量大时,可采用众级曝气和众级过滤组合流程收拾。 (2) 工业废水脱硫 硫(Ⅱ)正在废水中以 S 2-、HS-、H2S 的阵势存正在。 (3) 工业废水脱硫 欺骗分子氧氧化硫化物——碱性前提较好,向废水中注入气氛和蒸汽(加热),硫化 物按下式转化为无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐。 氧化经过: Word 材料 氧与硫化物的反映正在 80~90℃下按如下反映式实行: (2)气氛氧化法收拾含硫废水工艺流程 含硫废水经隔油浸渣后与压缩气氛及水蒸气同化,升温至 80~90℃,进入氧化塔, 塔径平常不大于 2.5m,分四段,每段高 3m。每段进口处设喷嘴,雾化进料,塔气水 体积比不小于 15。废水正在塔均匀阻滞年光 l.5~2.5h。 2.1.3 湿式氧化法的操纵 湿式氧化法:正在高温(150~350℃)和高压(0.5~20MPa)的操作前提下,以氧 气和气氛行为氧化剂,将废水中的有机物转化为二氧化碳和水的经过。 湿式氧化经过: (i)气氛中的氧从气相到液相的传质经过; (ii)溶化氧与基质之间的化学反映 湿式氧化法的操纵: 实行高浓度难降解有机废水生化收拾的预收拾,以升高可生化性;用于收拾有 毒无益的工业废水。 难以用生化法收拾的农药废水、染料废水、制药废水、煤气洗涤废水、制纸废 水、合成纤维废水及其他有机合成工业废水的收拾。 特性:与平常法比拟,湿式氧化法合用围广、收拾恶果高、二次污染低、氧化 速率速、安装小、可接受能量和有效物料。 生长----湿式催化氧化法(CWO)----废水的深度收拾本事。 该收拾工艺正在必定温度(200~300C)和压力(1.5~10MPa)前提下,正在填充专用例 定催化剂的反映器中,保留废水正在液体形态。正在氧气(气氛)用意下,欺骗催化氧化的 道理,一次性地对高浓度有机废水的 COD、TOC、氨、氰等污染物实行倦化氧化分 解的深度收拾(接触年光 10min~2.0h),使之改制为 CO2、N2、水等无害因素,并同 时脱臭、脱色及杀菌消毒,从而抵达净化收拾水的主意。 2.2、臭氧氧化 臭氧 O3 是氧的同素异构体,是一种具有鱼腥味的淡紫色气体。沸点-112.5℃; 密度 2.144kg/m3,其余,臭氧还具有以下少少首要性子。 (1)溶化性:溶化度低(3-7mg/L),但水中溶化度比纯氧高 10 倍,比气氛高 25 倍。 (2)毒性:高浓度臭氧是有毒气体,有猛烈的刺激用意。 (3)氧化性:一种强氧化剂,氧化还原电位与 pH 值相闭。其氧化才气仅次于 氟,比氧、氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。 Word 材料 (4)腐化性:臭氧具有强腐化性。 臭氧的物理化学性子 (5)不服静性:正在常温下易解析为氧气并放出热量,半衰期 5-30min。 正在秤谌分解速率速于气氛,随温度升高而加快,随 pH 值升高而加快,不易贮 存,现场制备操纵。 2.2 臭氧氧化法 2.2.1 概述 臭氧氧化性很强,氧化同时有消毒用意,但不服静。 正在理思的反映前提下,臭氧能够把水溶液众半单质和化合物氧化到它们的最高 氧化态,对水中有机物有猛烈的氧化降解用意,另有猛烈的消鸩杀菌用意。 2.2.2 臭氧的制备—现场制备 电解法,化学法,高能射线辐射法,无声放电法等. (1)道理:电子轰击氧分子形成臭氧. (2)臭氧产率影响身分:温度,气体流速,电压等. (3)分类:管式臭氧发作器 板式臭氧发作器 2.2.3 臭氧收拾编制----水的臭氧收拾正在接触反映器实行。 ? 气泡式臭氧接触反映器(曝气产起火泡) ? 水膜式臭氧接触反映器(填料变成水膜) ? 水滴式臭氧接触反映器(喷雾形成水珠) ? 为了使臭氧与水中充沛反映,应尽大概使臭氧化气氛正在水中变成轻微气泡,并 采用气液两相逆流操作,以深化传质经过。 ? 常用的臭氧化气氛投加修筑:众扩散器、乳化搅拌器、射流器等。 ? 臭氧收拾工艺流程 ? (1)以气氛或富氧气氛为原料气的开道编制—废气直接排掉. ? (2)以纯氧或富氧气氛为原料气的闭道编制—废气返回臭氧制取修筑,升高含氧 率下降本钱. ? 注:压力转换氮别离器的用意 ? 拣选种反映器取决于反映类型? ? 当经过受传质速率担任时,应拣选传质恶果高的螺旋反映器、喷射器等; Word 材料 ? 当经过受反映速率担任时,应选用胀泡塔,以保留较大的液相容积和反当令 间。 ? 2.2.4 臭氧正在废水收拾中的操纵 臭氧的制备、反映恶果低,本钱高束缚操纵。平常用于低浓度,难降解有机物处 理,或者消毒收拾。 首要是使污染物氧化解析,用于下降 BOD、COD,脱色,除臭、除味、杀菌、杀 藻、除铁、锰、氰、酚等。 ? 印染废水收拾(脱色) ? 含氰废水收拾(破氰) ? 含酚废水收拾(除酚) 拍浮池轮回水收拾(消毒) 臭氧正在水收拾中的操纵 水经臭氧收拾,可抵达下降 COD、杀菌、添补溶化氧、脱色除臭、下降浊度几个目 的。 臭氧的消毒才气比氯更强。对脊髓灰质炎病毒,用氯消毒,保留 O.5~1mg/L 余 氯量,需 1.5~2h,而抵达同样效益,用臭氧消毒,保留 O.~O.45mgO3,只需 2min。 将混凝或活性污泥法与臭氧化纠合,能够有用地去除色度和难阵解的有机物,紫 外线 分子和污染物分子,加快反映速率,加强氧化才气,下降具氧消 耗量。 2.2.5 臭氧氧化法的优弱点 ? 臭氧氧化法的所长: 氧化才气强,收拾效益好(除臭,脱色,杀菌,去除有机或无机污染 物) 收拾后废水中的臭氧易解析,不形成二次污染 现场制备操纵,操作管制较便 收拾经过中泥渣量少 ? 臭氧氧化法的弱点: 制价高(臭氧发作器) 收拾本钱高(臭氧制备,电耗) Word 材料 2.3 氯氧化法 2.3.1 氯系氧化剂 氯气; 氯的含氧酸及其钠盐钙盐; 二氧化氯—现场制备,有毒 2.3.2 氯氧化法的操纵 (1)对象: 氰化物,硫化物,酚,醇,醛,油类的氧化去除;消毒,脱色,除臭. (2)废水的氯氧化操纵 ①含氰废水收拾 氧化反映分为两个阶段实行。 第一阶段, ,正在 pH=10~11 时,此反映只需 5 分钟。固然 CNO-的毒性惟有 CN-的 1/1000 把握,但从确保水体安闲开拔,应实行第二阶段收拾 第二阶段将 CNO-→NH3(酸性前提)或 N2(pH8~8.5),反映可正在 1 小时之竣事。 ②含酚废水的收拾 实质投氯量务必过量数倍,平常要凌驾 10 倍把握。 当心:大概会临盆氯酚,避免:超量;更强氧化剂;出水活性炭吸附。高频彩官网 ③废水脱色 氯有较好的脱色效益,可用于印染废水,TNT 废水脱色。脱色效益与 pH 值以及投氯式相闭。 氯氧化编制工艺流程 跟着污水不息流入,投氯池水位不息升高。当水位上升到预订高度时,真空泵开端工 作,抽去虹吸管中的气氛,形成虹吸用意。污水由投氯池流入接触池,氧化必定年光 之后,抵达预订收拾效益,再排放。当投氯池水位下降到预订地位、气氛进入虹吸 管,真空泵停,虹吸用意捣乱,水电磁阀和氯电磁阀自愿开启,加氯机开端事业。当 加氯到预订年光时,年光继电器自愿指示,先后合上氯、水电磁阀。如许往还事业, 能够完成按污水流量成比例加氯。加氯量是否妥当,可由收拾效益和余氯量目标评 定。 2.4 高锰酸盐氧化法 2.4.1 药剂 KMnO4,强氧化剂,其氧化性随 pH 值下降而加强。可是,正在碱性溶液中,反映速 度往往更速。 2.4.2 对象 Word 材料 除酚、H2S、CN-等;而正在给水收拾中,可用于淹没藻类、除臭、除味、除铁(Ⅱ)、 除锰(Ⅱ)等。 2.4.3 特性 所长:出水没有异味;易于投配和监测,并易于欺骗原有水收拾修筑 (如凝固浸淀设 备,过滤修筑);反映所天生的水分二氧化锰将利于凝固浸淀的实行(希罕是对待低浊 度废水的收拾)。 弱点:本钱高,缺乏体味。 2.4.4 高锰酸钾操纵 高锰酸钾预收拾能有用地去除污染水中的众种有机污染物,下降水的致突变 性。其余,还能明显地担任氯化消毒副产品,使水中有机污染物的数目和浓度 均有明显地下降,水的致突变性由阳性改制为阴性或亲热阴性。 高锰酸钾预收拾还可有用地下降后续氯化消毒经过中氯仿和四氯化碳的天生 量,捣乱氯仿和四氯化碳的先驱物质。 2.5 光辐射或放射性辐射深化氧化 2.5.1 概述 紫外线、放射线可深化氧化经过,升高恶果。 2.5.2 操纵 (1)紫外线 特性 反映连忙、收拾恶果高、投药少、操作轻巧。 2.6、其他氧化剂氧化 1.过氧化氢氧化 过氧化氢与催化剂 Fe2+组成的氧化编制一样称为 Fenton 试剂。 正在 Fe2+催化下,H2O2 能形成两种活动的氢氧自正在基,从而激励和传布自正在基链反 应,加快有机物和还原性物质的氧化。 2. 催化氧化 催化氧化经过首要有常温常压下的催化氧化和高温高压下的湿式催化氧化、光催化 氧化等。通过催化途径形成氧化才气极强的 OH?羟基自正在基。 ? OH?氧化电位为 2.80V,仅次于氟的 2.87V,故它正在降解废水时具有以下特 点: Word 材料 ①OH?是高级氧化经过的中心产品,行为激励剂诱发后面的链反映发作,对难降解 的物质的开环、断键,将难降解的污染物形成低分子或易生物降解的物质希罕合用; ②OH?险些无拣选地与废水中的任污染物反映,直接将其氧化为 CO2、水或盐,不 会形成二次污染; ③它是一种物理-化学收拾经过,很容易担任,以知足种种收拾请求; ④反映前提温和,是一种高效节能型的废水收拾本事。 催化氧化经过首要有常温常压下的催化氧化和高温高压下的湿式催化氧化、光催化 氧化等。通过催化途径形成氧化才气极强的 OH?羟基自正在基。 ? OH?氧化电位为 2.80V,仅次于氟的 2.87V,故它正在降解废水时具有以下特 点: ①OH?是高级氧化经过的中心产品,行为激励剂诱发后面的链反映发作,对难降解 的物质的开环、断键,将难降解的污染物形成低分子或易生物降解的物质希罕合用; ②OH?险些无拣选地与废水中的任污染物反映,直接将其氧化为 CO2、水或盐,不 会形成二次污染; ③它是一种物理-化学收拾经过,很容易担任,以知足种种收拾请求; ④反映前提温和,是一种高效节能型的废水收拾本事。 首要的催化氧化水收拾工艺: 1. 催化湿式氧化 (Catalytic Wet Air Oxidation,CWAO) 2. 助加催化湿式氧化 (Promoted Catalytic Wet Air Oxidation,PCWAO) 3. 催化湿式双氧水氧化 (Catalytic Wet Proxide Oxidation,CWPO) 4. 催化超临界水氧化本事 (Supercritic Catalytic Wet Air Oxidation,SCWAO) 3. 电化学水收拾本事 使污染物正在电极上发作直接电化学反映或欺骗电极外貌形成的强氧化性活性物种使 污染物发作氧化还原改制,后者被称为间接电化学转化。 4.超声本事 Word 材料 超声辐射的降解途径首要是正在空化效操纵意下,有机物通过高温解析或自正在基反映 两种过程实行。 超声空化是指液体中的轻微气核正在超声波的用意下被激活,它再现正在泡核的振荡、 发展、缩短、破产等一系列动力学经过。 5. 高级氧化本事的生长及其特性 ? 高级氧化圭臬即利器具高氧化才气的氢氧自正在基(hydroxyl radicals)来氧化水 中物质或有机物。 ? 固然高级氧化圭臬供给废水中难解析污染物更急速的氧化式,但其所需修筑和 操作用度也是以添补,要评估效益之后正在裁夺是否采用。 ? (1) 高级氧化本事存正在的题目及钻探热门 ? 一门新型有用的污染管理本事,海外即使已作了洪量的钻探,开拓了分歧的 氧化收拾工艺,然而因为钻探摸索年光短,其本原外面事业还不异常完好,再 加上实质污染编制的庞杂众样性,使得高级氧化本事无论正在外面钻探上照旧实 践操纵上都存正在不少有待钻探办理的题目。 ? 这些热门题目首要有以下几类。 ? 1).低本钱高效氧化剂及其催化剂的研发 ? 2).高级氧化本事中催化剂的研发 ? 3).氧化动力学与反映机理的钻探 ? 4).深化传质的钻探 ? 5).声光电波等本事正在高级氧化工艺中的操纵钻探 ? 6).高级氧化工艺的开拓 ? (2)高级氧化本事生长向 ? 行为污染管理的一种有用本事,高级氧化本事生长向更值得人们闭心。联合 海外钻探近况,高级氧化本事生长向首要荟萃正在以下几个面。 ? 1).现有氧化本事与工艺的不息完整与鼎新 ? 2).种种本事的纠合使用 ? 3).使用新本事开拓新的氧化工艺 3 药剂还原法 3.1 去除对象: Cr(Ⅵ)、Hg(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)等重金属 Word 材料 废水中的某些金属离子正在高价态时毒性很大,可用化学还原法将其还原为低价态后分 离除去。 3.2 常用的还原剂: ①某些电极电位较低的金属,如铁屑、锌粉等。 反映后: ②某些带负电的离子,如 NaBH4 中的 B5+,反映后 ③某些带正电的离子,如 FeSO4 或 FeCl2 中的 Fe2+,反映后 3.3.1 还原法去除六价铬 (1)根本道理: 还原除铬一样席卷二步: ? 正在酸性前提下,废水中的 Cr2O72-被还原为 Cr3+ ; ? 再将废水 pH 值调至碱性,使 Cr3+天生 Cr(OH)3 浸淀而去除。正在 pH= 8-9 时,Cr(OH)3 的溶化度最小。 亚硫酸—灰法的反映式如下: 3.3.1 还原法去除六价铬 (2)反映前提: ? 还原剂:亚硫酸盐( Cr6+ =100-1000 mg/L),亚硫酸氢钠 硫酸亚铁( Cr6+ =50-100 mg/L) ? 还原反映 pH 值:1-3 ? 投药量:亚硫酸盐:Cr6+ =4:1, 硫酸亚铁:Cr6+ =25-30:1 ? 还原反当令间:30 min ? Cr(OH)3 浸淀 pH 值:7-9 铁屑过滤除铬 工业上也采用铁屑(或锌屑)过滤除铬。 含铬的酸性废水(担任进水 pH4-5)进入充填铁屑的滤柱,铁放出电子,形成 Fe2+,将 Cr6+还原为 Cr3+; Word 材料 跟着反映的不息实行,水中花消了洪量的 H+,使 OH-离子浓度增高,当其抵达 必定浓度时,与 Cr3+反映天生 Cr(OH)3,少量 Fe3+天生 Fe(OH)3,后者具有凝 聚用意。将 Cr(OH)3 吸附凝固正在一块,并拘押正在铁屑隙中。高频彩官网 一样滤柱装铁屑高 1.5m,采用滤速 3m/h。 3.3.2 还原法除汞 收拾法是将 Hg2+还原为 Hg,加以别离和接受。 (1)还原剂: 比汞活动的金属(铁屑、锌粉、铝粉、钢屑等)、硼氢化钠、醛类、联胺等。 废水中的有机汞一样先用氧化剂(如氯)将其捣乱,使之转化为无机汞后,再用 金属置换。 (2) 工艺经过 金属还原除汞(Ⅱ)时,将含汞废水通过金属屑滤床,或与金属粉同化反映,置换出金 属汞。 一样将金属粉碎成 2~4mm 的碎屑,并去掉外貌污物。担任反映温度 20~ 80℃。温度太高,虽反映速率速,但会有汞蒸气逸出。 硼氢化钠正在碱性前提下(pH=9~11)可将汞离子还原成汞。 平常配成 NaBH4 含量为 12%的碱性溶液,与废水一块列入同化反映器实行反 应。将形成的气体(氢气和汞蒸气)通入洗气器,用稀硝酸洗涤以除去汞蒸气, 硝酸洗液返回原废水池再实行除汞收拾。 4 电化学法 4.1 概述 电解—电解质溶液正在直流电流用意下,正在两电极上永别发作氧化还原反映的经过. 电解法即是欺骗电解的根本道理,使废水中无益物质通过电解经过,正在阴阳两 极永别发作氧化和还原反映,以转化成无害物,抵达净化水质的主意。 (1)道理: 废水中的无益物质正在电极上发作了氧化还原反映,天生了新的物质,新的物质则通过 浸积正在电极外貌或浸淀于水中或转化为气体而被去除。 ①连合安装和发作经过 ? 直流电场—电解质溶液—电化学反映—电解 ? 电源负极—阴极—放出电子—还原阳离子—还原剂(开释 H2) ? 电源正极—阳极—取得电子—氧化阴离子—氧化剂(开释 O2) Word 材料 ②电解经过中的能量转化(安装特性): 阴极:必定不插手反映 不必定惰性电极 阳极:不必定插手反映 也不必定是惰性电极 ③电解结果: 正在南北极上有新物质天生 ④电解池电极反映程式: 阳极:活动金属—电极失电子(Au,Pt 除外); 惰性电极—溶液中阴离子失电子 注:失电子才气:活动金属(除 Pt Au)S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根(NO3 -SO4 2)F- 阴极:溶液中阳离子得电子 注:得电子才气:Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H2O (水)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+(即活动型金属按序外的逆向) 顺序:铝前(含铝)离子不放电,氢(酸)后离子先放电,氢(酸)前铝后的离子看 前提。 (2)电解经过的耗电量:能够用法拉第电解定律算计 (法拉第常数 F=96487 C/mol) 电解时,正在电极上析出或溶化的物质质地(G)与通过的电量(Q)成 正比(即:与电流强度 I 和电解年光 t 成正比) 每通过 96487 库仑的电量,正在电极上发作任一电极反映而变更的物质 质地均为 1mol(E)。 3)电能效串及其影响身分 正在电解经过中,电能的实质耗量老是大于外面耗量。电能的欺骗率ηw 可用下式吐露: 电流恶果(外面耗电量与实质耗电量之比) ηI 总100%。 来历:副反映,使实质析出的物质地老是比外面量要少,即析出每单元重量物质的实 际耗电量老是比外面量要大。 电压恶果(外面解析电压与槽电压之比)亦总100%。 来历:实质电解=外面解析电压+阴、阳极的超电势+取胜电阻(溶液电阻、电极及导线 接点电阻等)的电压降。 Word 材料 电流恶果和电压恶果的下降,都将惹起电能恶果的下降。除了电解槽的构型、尺寸、 电极资料外,另有电解的工艺前提(电流密度、槽温、废水因素、搅拌强度等)。 (4)电解法特性 一次去除众种污染物,安装紧凑,占地面积小,减削一次投资,易于完成自愿 化。药剂用量少。 废液量少,能够合适较大幅度的水量与水质变更抨击。 4.2.1 电解氧化 (1)道理 直接氧化—污染物正在电解槽的阳极直接的电极反映经过,使氧化捣乱(如 CN- 的阳极氧化) 间接氧化--通过阳极反映产品(如 Cl2、ClO-、O2、 H2O2 等)间接地氧化捣乱污 染物(比方阳极产品 C12 除氰、除色)。 实质上,往往两种氧化并用----所谓的“电氯化”。 (2) 操纵 欺骗电解氧化可收拾阴离子污染物。氰、酚,以及 COD、S2-、有机农药(如马 拉硫磷)等,亦有欺骗阳极产品 Ag+离子实行消毒收拾的。 比方: 收拾含氰废水; 收拾含酚废水; 其它操纵 1、 电消释氰 正在阳极上发作 直接氧化反映: 间接氧化:Cl-正在阳极放电形成 Cl2,Cl2 水解成 HOCl, OCl-氧化 CN-为 CNO-,最终为 N2 和 CO2。若 溶液碱性不强,将会天生中心态 CNCl。 正在阴极上发作 Word 材料 析出 H2 和局部金属离 子的还原反映: 4.2.2 电解还原法 (1)收拾对象:电解还原首要用于收拾阳离子污染物,重金属离子 (2)操纵 目前正在临盆操纵中,都是以铁板为电极,因为铁板溶化,金属离子正在阴 极还原浸积而接受除去。 收拾含铬废水; 接受重金属离子,收拾珍贵金属废水,同时又能接受纯度较高的珍贵金 属。 2、 电消释铬 Cr6+(以 Cr2O72-或 CrO4-阵势存正在)正在电解槽中还原有两种式 正在阳极: 正在阴极少量 Cr6+直接还原: 上述两组反映都请求酸性前提。电解经过中 H+洪量花消,OH-逐步增加,电解液逐 渐变为碱性(pH7.5~9),并天生平静的氢氧化物浸淀: 4.2.3 电解浮上法 (1)界说:借助于电极上析出的轻微气泡而浮上别离疏水性杂质微粒的收拾本事,称为电 解浮上法。 (2)用意道理:电解时,不但有气泡浮上用意,况且还兼有凝固、共浸、电化学氧化及电 化学还原等用意能去除众种污染物。 (3)修筑:单室电浮槽,双室电浮槽 (4)特性: 所长:去除污染物围广、泥渣量少、修筑较纯粹、操作管制便、占地面积小 弱点:电耗及电极损耗较大。 4.2.4 电解凝固法 (1)界说:以铝、铁等金属为阳极,正在直流电的用意下,阳极被溶蚀,形成 A13+、Fe2+等 离子,再经一系列水解、鸠集及亚铁的氧化经过,生长成为种种羟基络合物、众核羟 Word 材料 基络合物乃至氢氧化物,使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝固浸淀而别离。同时,带 电的污染物颗粒正在电场中泳动,其局部电荷被电极中和而促使其脱稳聚浸。 (2)用意道理: 凝固,阳极氧化、阴极还原。 (3) 特性: 去除的污染物通俗;反映连忙;合用的 pH 值围宽;所变成的浸渣密实,澄清效益 好。 微电解 微电解(电解)与电解(外电解)的区别:微电解工艺经过中不必要外接电源。 微电解的道理:铁和碳正在废水中变成众数个微电池,铁是阳极,碳是阴极,正在酸性条 件下发作电化学反映,从而去除局部 COD。 4.3 电解法工艺流程 预收拾(如均和,调 pH,投药等 ); 电解----电解槽 固液别离 泥渣收拾 电解槽工艺参数简直定 (1)电解槽有用容积 V 式中 Q——废水计划流量,m3/h; T——操作年光,min。 (2)阳极面积 A 由选定的极水比和已求出的电解槽有用 容积 V 推得,也可由选定的电流密度和总电流推得。 (3)电流 I 电流 I 应按照废水景况和请求的收拾水平由试 验确定。对含 Cr6+废水,也可用下式算计: (4)电压 V 等于极间电压和导线上的电压降之和 计划时还应试虑的题目 ①电解槽长宽比取 5~6:1,深宽比取 1~1.5:1。进出水端要有配水和稳流手段,以均 匀布水并保卫优越流态。 Word 材料 ②冰冻地域的电解槽应设正在室,其他地域可设正在棚。 ③气氛搅拌可省略浓差极化,防卫槽积泥,但添补 Fe2+的氧化,下降电解恶果。是以 空胸怀要妥当。 ④阳极正在氧化剂和电流的用意下,会变成一层钝化膜,使电阻和电耗添补。能够通过 投加适量 NaCl,添补水流速率等法防卫钝化。 ⑤耗铁量首要与电解年光、pH 值、盐浓度、阳极电位相闭。 常用氧化还原法及其操纵 ? 氯氧化法:氰化物,硫化物,消毒 ? 臭氧氧化法:酚,氰化物,染料,有机物,消毒 ? Fenton 试剂法:过氧化氢+硫酸亚铁,难降解有机物 ? 光催化氧化法:UV+氧化剂,难降解有机物 ? 电解氧化还原法:电镀废水,含酚废水 Word 材料

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