第12章 工業(yè)廢水的化學處理

1、南華大學環(huán)境科學與工程系南華大學環(huán)境科學與工程系工業(yè)廢水處理之： 污水的化學處理是利用化學反應的作用以去除污水的化學處理是利用化學反應的作用以去除水中的雜質(zhì)。水中的雜質(zhì)。 處理對象主要是污水中無機的或有機的處理對象主要是污水中無機的或有機的(難于生難于生物降解的物降解的)溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。 常用的化學處理方法有中和法、化學沉淀法和常用的化學處理方法有中和法、化學沉淀法和氧化還原法。氧化還原法。n中和處理針對酸堿性廢水n酸性廢水：如采礦、電鍍n堿性廢水：如印染、化工、洗滌劑、化肥農(nóng)藥n廢水中酸堿濃度3%應首先考慮回收、綜合利用n如硫酸制硫酸亞鐵n含氨的堿性廢水生產(chǎn)肥料n其他

2、需酸堿的工業(yè)用水n低濃度酸堿廢水考慮中和n兩者相互中和n藥劑中和n過濾中和n中和處理除用于排放廢水處理外，還用于對pH有特殊要求的一些化學或生物處理前。n中和方法選擇需考慮的因素：n酸堿廢水的種類、性質(zhì)、量及變化規(guī)律n中和藥劑和濾料的供應情況n受納水體的性質(zhì)n可否利用酸堿廢料作為原料n酸性廢水相對堿性廢水來說危害更大，且更常見，作主要介紹。q酸性或堿性廢水需要量v Q1C1=Q2C2等當量反應v注意：只有強酸強堿等當量混合才會達到pH=7q中和設備v在集水井（或管道、混合槽）內(nèi)連續(xù)混合:適于后續(xù)pH要求不太高的情況。v連續(xù)流中和池：V池（Q1+Q2）t；t=12hv間歇中和池：適于水量小、水質(zhì)

3、變化大；水中含較多雜質(zhì)或重金屬而混合后易沉淀，需排泥/渣。q設計實例：P4733.1.1 酸性廢水與堿性廢水中和處理酸性廢水與堿性廢水中和處理q中和藥劑要求：q價廉易得、來源廣泛；q組成均勻、易于貯存和投加；q易溶于水、反應迅速。q中和反應：除考察對pH的影響外，更應注意中和反應快慢和反應前后的生成物及溶解度。qCaCO3與弱酸作用慢，一般不使用；qCaCO3與強酸作用產(chǎn)生CO2，進一步反應生成CaHCO3而影響pH值；q含Ca試劑與H2SO4廢水生成難溶物，阻礙中和。3.1.2 投加法/藥劑中和法酸性廢水的藥劑中和處理酸性廢水的藥劑中和處理q常用：石灰、石灰石v石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳

4、液，濃度在10左右，反應在池中進行。石灰需量多時，可用生石灰。v石灰石做中和劑時，顆粒粒徑應小于0.5mm。v為了防止產(chǎn)生沉淀，石灰乳槽均裝有攪拌設備。v優(yōu)點：價廉易得v缺點：雜質(zhì)多、裝卸量大、沉渣難脫水、環(huán)境及勞動衛(wèi)生條件差、配制和投加所需設備較多。q有時也采用苛性鈉、碳酸鈉。v優(yōu)點：性能好v缺點：價格貴計算：略（詳見教材）如：中和反應產(chǎn)生的沉渣量如：中和反應產(chǎn)生的沉渣量G（Kg/d）)()(DCSQeBGG中和后懸浮物的沉渣量消耗藥劑產(chǎn)生的沉渣量:)(:)(DCSQeBGn干投n反應混合不均勻，不均勻系數(shù)k1.40，浪費原料，增大了污泥量及后續(xù)處理成本。很少采用。n濕投n石灰乳在消解槽/機

5、內(nèi)制成(4050)%的乳濁液，然后在溶液槽中進一步稀釋到(510)%后再投入廢水中反應。石灰乳投配系統(tǒng)與投配器石灰乳投配系統(tǒng)與投配器q 石灰用量1t/d：采用機械方法（消解機）消解。消解機有立式(48t/d)和臥式(8t/d)二種。q 消解后石灰乳排至溶液槽，其有效容積V2（m3）q式中：Ga石灰消耗量，t/d；qr石灰的容重，0.91.1t/m3；qc石灰乳濃度，（510）%；qn每天攪拌次數(shù)。)m(rcn100GV32溶液槽：q中和混合反應裝置中和混合反應裝置q廢水量少時，水泵管道廢水量少時，水泵管道/ /混合槽混合混合槽混合q隔板混合反應池如圖隔板混合反應池如圖q沉淀池沉淀池q渣量大時用

6、平流池，渣少時可用豎流池渣量大時用平流池，渣少時可用豎流池q沉渣脫水裝置沉渣脫水裝置q機械脫水機械脫水q干化場干化場平面II投藥管進水管壓縮空氣管出水管I-I出水管進水管壓縮空氣管圖16-5 四室隔板混合反應隔板混合反應隔板混合反應q常見的是NaOH和氨廢水q中和劑qH2SO4、HCl、HNO3、工業(yè)廢酸q煙道氣（主要是CO2，其次有SO2、H2S）q煙道氣處理廢水q工業(yè)企業(yè)中煙道氣普遍存在，用它處理廢水時投資少、運行費用低；q綜合了治水和治氣；q煙道氣中存在的H2S、煙塵等使廢水含硫化物、色度和水溫升高。q生成Na2CO3，pH值也達不到要求，需進一步處理。堿性廢水的藥劑中和處理堿性廢水的藥

7、劑中和處理q石灰石或白云石作中和劑時常呈粗粒狀，可作濾料，故用過濾法。3.1.3 過濾中和法過濾中和法q不適于中、高濃度的酸性廢水，對H2SO4廢水，用石灰石作中和劑時，其SO4濃度應2g/L；如用白云石（CaCO3MgCO3）則其H2SO4濃度只能為5g/L；對HNO3、HCl廢水，極限濃度20g/L。當H2SO4濃度為25g/L時，可用白云石作濾料，但反應速度慢。q過濾中和法的優(yōu)缺點過濾中和法的優(yōu)缺點q優(yōu)點：優(yōu)點：出水出水PHPH值較穩(wěn)定，操作簡單，沉渣量少。值較穩(wěn)定，操作簡單，沉渣量少。q缺點：缺點：酸濃度不能太高，定期倒床，勞動強度大。酸濃度不能太高，定期倒床，勞動強度大。（1 1）普

8、通中和濾池的形式）普通中和濾池的形式1 1、普通中和濾池、普通中和濾池（2）中和濾池的計算1) 平流式中和濾池 濾池長度L=Ut 式中：U濾速：0.010.03m/s t廢水同濾料接觸時間，S 式中：K濾料系數(shù)，試驗求得。 d濾料的平均粒徑，cm； U濾速，m/s C酸的濃度，geq/L)Clg3(ukd6t5 .1濾池橫斷面積f（m2） 濾池的水頭損失h=iL（m）式中：i濾池的坡降 式中：Po濾料的孔隙率：0.350.45 S系數(shù)，與濾料d有關： UQf 2022PdSUi 2) 豎流式中和濾池 濾床最小厚度H（cm）中和H2SO4時使用下式 式中：d濾料粒徑，mm K濾料特征系數(shù)，試驗得

9、出 n經(jīng)驗系數(shù)，試驗得出，一般1.47 C酸的濃度，geq/L U濾速：48m/h 濾料的消耗及濾池的工作周期T 濾料的消耗量 G=KQCa（kg/d） 式中：K系數(shù)，1.5 a藥劑比耗量 Q、C同上 濾池的理論工作周期 式中：P濾料裝載量，Kg G濾料消耗量，Kg/d.)cm(U)Clg3(KdHn2、升流式膨脹中和濾池q 豎流池：結構簡單、設備要求不高，但隨著過濾時間增長，反應生成的鹽顆粒在濾料表面沉淀，影響處理效率。q 升流式膨脹中和濾池：廢水從底部以較大流速流入，使濾料處于膨脹狀態(tài)，反應生成鹽很快被水帶走。（1）恒濾速升流膨脹中和濾池 濾池上、下池徑相同。 承托層厚度0.150.2m，

10、2040mm 濾料粒徑0.53mm，濾層高度11.2m（新濾料） 最終換料時的濾層高度2m；U=6080m/h 膨脹率50%，上部清水區(qū)高度為0.5m 廢水H2SO4濃度2200mg/L時，中和后PH=4.25.0，脫氣后 PH=66.5 出水PH6。3 3、過濾中和滾筒、過濾中和滾筒n使濾料與廢水在滾筒機械作用下充分攪拌接觸。翻滾作用同時會使濾料間不停地磨擦，沉積生成的鹽類隨時被水帶出。n濾料：不必太細，濾料體積為筒體體積的1/2。滾筒線速度0.30.5m/s。n優(yōu)點：過濾效率高、可承受較高的酸濃度（進水H2SO4濃度可達78g/L ）。n缺點：設備構造復雜，運行費用高、噪聲大。 150 -

11、 剖 面滾 筒擋 板電 動 減 速 機濾 板 有 小 孔 38出 水擋 板滾 筒進 水進 料圖 16-6 臥 式 過 濾 中 和 濾 池 示 意 用易溶的化學藥劑(可稱沉淀劑)使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽和氫氧化物形式從溶液中析出，在化學上稱沉淀法，在化工和環(huán)境工程上稱化學沉淀法。 廢水處理中，常用化學沉淀法去除廢水中的有害離子，陽離子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，陰離子如SO42-、PO43-。 難溶鹽和難溶氫氧化物在溶液中的離子的濃度之積(稱溶度積Ks)是常數(shù)，當能結合成難溶鹽的兩種離子的濃度之積超過這鹽的溶度積時，該鹽將析出，而這兩種離子的濃度將下降

12、，需要去除的離子就與水分離。1 1） 難溶鹽的溶度積常數(shù)難溶鹽的溶度積常數(shù)3.2.1 3.2.1 概述概述2 2） 沉淀劑沉淀劑1 1）原理）原理3.2.2 3.2.2 氫氧化物沉淀法氫氧化物沉淀法v理論計算表明，廢水的理論計算表明，廢水的PHPH值是氫氧化物沉淀法去除金值是氫氧化物沉淀法去除金屬離子屬離子MMn n+ +的一個重要條件。如含鋅廢水，投加石灰控制的一個重要條件。如含鋅廢水，投加石灰控制pHpH為為9-119-11，出水，出水ZnZn濃度為濃度為2-2.5mg/L2-2.5mg/L。v實際操作中會因廢水成份復雜而變得復雜，操作條件一實際操作中會因廢水成份復雜而變得復雜，操作條件一

13、般需通過試驗得到般需通過試驗得到 石灰乳作為沉淀劑去除礦山廢水的石灰乳作為沉淀劑去除礦山廢水的CuCu和和FeFe金屬離子。見圖金屬離子。見圖16-816-8用石灰乳和漂白粉去除鉛鋅冶煉廠廢水中金屬離子。見圖用石灰乳和漂白粉去除鉛鋅冶煉廠廢水中金屬離子。見圖16-916-92)2)、應用、應用3.2.3 硫化物沉淀法n許多金屬能以硫化物形式沉淀。n硫化物的溶解度要比氫氧化物小，相差幾個數(shù)量級。n廢水處理中并不廣泛應用，而僅作為氫氧化物沉淀法的補充，因為：n處理費用高，原料來源不廣；n沉淀顆粒小，常需加入凝聚劑來加強去除效果。 應用：用應用：用NaNa2 2S S處理含處理含HgHg廢水：廢水：

14、含含HgHg廢水廢水 其他方法：其他方法：3.2.4 3.2.4 鋇鹽沉淀法鋇鹽沉淀法n碳酸鋇沉淀六價鉻廢水，實現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)換。n鉻酸鋇的溶解度要比碳酸鋇小。n碳酸鋇要過量，反應25-30min，水中的殘留鋇用石膏法去除。3.3 氧化還原法常用氧化劑:OO2 2、OO3 3、ClCl2 2、 H H2 2OO2 2、 FeCl3、 KMnO4等；常用還原劑:硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、綠化亞鐵、 鐵屑、鋅粉、3.3.1 藥劑氧化還原法藥劑氧化還原法氯氧化CN-根q電鍍廢水往往含有CN-（游離和絡合態(tài)兩種形式存在），可加氯氧化為N2和CO2。q酸性氧化法v主要利用Cl2的氧化作用；v氧化劑通常只能是Cl2。

15、q堿性氧化法（次氯酸鈉、漂白，液氯等）堿性氧化法（次氯酸鈉、漂白，液氯等）v主要利用次氯酸根的氧化作用（pH高有利）；v局部氧化法：將氰氧化為毒性較小的氰酸鹽(CNO-)；v完全氧化法：將氰進一步氧化為N2和CO2。q 高錳酸鉀為紅紫色斜方晶系，粒狀或針狀結晶，有金屬光澤，相對密度2.703，溶于水成深紫紅色溶液，微溶于甲醇、丙酮和硫酸。遇乙醇、過氧化氫則分解。加熱至240以上放出氧氣。q 高錳酸鉀是常用的強氧化劑。高錳酸鉀作為氧化劑時出現(xiàn)各種不同的情況，它在不同的介質(zhì)中出現(xiàn)不同的產(chǎn)物：v在酸性介質(zhì)中還原產(chǎn)物為Mn2+，呈淡粉色；v在中性介質(zhì)中還原產(chǎn)物為MnO2，呈棕黑色沉淀；v在堿性介質(zhì)中還

16、原產(chǎn)物為MnO42-，呈綠色。高錳酸鉀及其復合鹽的氧化(1)高錳酸鉀的主要物理化學性質(zhì)1. 焙燒法 高錳酸鉀干燥離心分離重結晶去回收錳酸鉀、氫氧化鉀離心分離電解錳渣壓濾稀液浸取空氣氧化焙燒粉碎軟錳礦混合脫水氫氧化鉀圖13-13 焙燒法制高錳酸鉀工藝流程圖(2)高錳酸鉀的制備2. 液相氧化法 去 回 收 錳 酸 鉀 、氫 氧 化 鉀錳 渣干 燥離 心 分 離重 結 晶離 心 分 離電 解壓 濾溶 解 苛 化壓 濾氫 氧 化 鈣析 晶沉 降 分 離氧 化 反 應預 熱空 氣軟 錳 礦氫 氧 化 鉀高 錳 酸 鉀圖 13-14 液 相 法 制 高 錳 酸 鉀 流 程 圖 高錳酸鉀預處理能有效地去除污

17、染水中的多種有機污染物，降低水的致突變性。此外，還能顯著地控制氯化消毒副產(chǎn)物，使水中有機污染物的數(shù)量和濃度均有顯著地降低。 高錳酸鉀預處理還可有效地降低后續(xù)氯化消毒過程中氯仿和四氯化碳的生成量，破壞氯仿和四氯化碳的前驅(qū)物質(zhì)。1. 高錳酸鉀混凝處理工藝2. 高錳酸鉀復合藥劑處理工藝(3)高錳酸鉀在水處理中的應用出水消毒濾池澄清池高錳酸鉀復合藥劑混凝劑原水泵房黃河水庫水圖13-15 水處理工藝流程圖1.臭氧的主要物理化學特性臭氧的相對密度為氧的1.5倍，在水中的溶解度比氧氣大10倍，比空氣大25倍。臭氧在空氣中會慢慢地連續(xù)自行分解成氧氣，其反應式為 （5-1）由于分解時放出大量熱量，故當其濃度在2

18、5%以上時，很容易爆炸。但一般臭氧化空氣中臭氧濃度不超過10%，因此不會發(fā)生爆炸。臭氧在水中的分解速度比在空氣中快得多,所以臭氧不易儲存，需邊產(chǎn)邊用。kJ45.144O23O233.3.2臭氧氧化法 圖1 3-2 臭 氧在蒸餾水中的分解速率00.40.81.21.622.42.8020406080100時間/ m in臭氧濃度/ （m g /L ）2). 消毒v臭氧是非常有效的消毒劑。各種常用消毒劑的效果按以下順序排列：O3ClO2HOClOCl-v臭氧殺菌效果好、速度快，而且對消滅病毒也很有效。臭氧消毒的效果主要決定于接觸設備出口處的剩余量和接觸時間，其受pH值、水溫及水中氨量的影響較小。v

19、但也有一定的選擇性，如綠霉菌、青霉菌之類對臭氧具有抗藥性，需較長時間才能殺死它們。 3).臭氧氧化工藝的應用v臭氧可以用來對汽車制造廠綜合廢水（一級處理后的出水）進行深度處理，且處理效果明顯；v臭氧對印染廢水的CODCr值去除率不高，而對色度的去除效果顯著，與傳統(tǒng)的氯氣氧化、吸附、混凝等脫色方法相比，用臭氧脫色有著脫色程度高、無二次污染等優(yōu)點。 1. 過氧化氫的主要物理化學特性 純過氧化氫是淡藍色粘稠液體，熔點-0.43，沸點150.2。在0時液體的密度是1.4649g/min，它的物理性質(zhì)和水相似，它有較高的介電常數(shù)。所以，不論純過氧化氫或是它的水溶液都是一些鹽的離子化溶劑。過氧化氫可以任何

20、比例與水混溶，過氧化氫也溶解在包括醇、醚、酯等有機溶劑中。 2.過氧化氫的制備 從1945年起，利用有機物的自動氧化過程，使氧氣還原成過氧化氫。在工業(yè)生產(chǎn)上有兩種方法：異丙醇法和蒽醌法。 2233223OHCOCHCHOOHCHCH3.3.3 過氧化氫氧化法3.過氧化氫在水處理中的應用1).Fenton試劑 Fenton試劑是亞鐵離子和過氧化氫的組合，該試劑作為強氧化劑的應用已具有一百多年的歷史，在精細化工、醫(yī)藥化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境污染治理等方面得到廣泛的應用。 2).過氧化氫單獨氧化產(chǎn)品穩(wěn)定，儲存時每年活性氧的損失低于1%；安全，沒有腐蝕性，能較容易地處理液體;與水完全混溶，避免了溶解度的限

21、制或排出泵產(chǎn)生氣栓；無二次污染，能滿足環(huán)保排放要求；氧化選擇性高，特別是在適當條件下選擇性更高。 OHOHFeOHFe3222OHFeOHFe32HHOFeOHFe22223)()OH(FeOHFe33膠體Fenton法的類型及特點 n1894年,法國人HJHFenton發(fā)現(xiàn)采用Fe2+/H2O2體系能氧化多種有機物。它能有效氧化去除傳統(tǒng)廢水處理技術無法去除的難降解有機物,其實質(zhì)是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反應活性的羥基自由基(OH),OH可與大多數(shù)有機物作用使其降解。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O2-4)等引入Fenton試劑中,使其氧化能力大大增強。從廣義

22、上說,Fenton法是利用催化劑、或光輻射、或電化學作用,通過H2O2產(chǎn)生羥基自由基(OH)處理有機物的技術。普通Fenton法 nH2O2在Fe2+的催化作用下分解產(chǎn)生OH,其氧化電位達到2.8V,是除元素氟外最強的無機氧化劑,它通過電子轉(zhuǎn)移等途徑將有機物氧化分解成小分子。同時,Fe2+被氧化成Fe3+產(chǎn)生混凝沉淀,去除大量有機物。可見,Fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。 4.過氧化氫氧化工藝的工業(yè)應用1).淀粉廠廢水處理 圖1 3 - 3 工業(yè)化流程圖石灰氧化池Fe n t o n試劑達標排放砂濾池絮凝池廢水2).含氰廢水的處理 1 - - - - 硫 酸 銅 加 液 槽

23、； 2 - - - - 石 灰 乳 加 液 槽 ； 3 - - - - 過 氧 化 氫 加 液 槽 ； 4 - - - - 中 和 槽 ； 5 - - - - 反 應 槽 ； 6 - - - - 排 液 槽 ； 7 - - - - 泵圖 1 3 - 4 工 藝 流 程 圖7563241 1.二氧化氯的主要物理化學性質(zhì) 二氧化氯是一種黃綠色氣體，具有與氯相似的刺激性氣味，沸點11，凝固點-59，極不穩(wěn)定，在空氣中濃度為10%時就有可能爆炸。二氧化氯易溶于水，溶解度約為氯的5倍，在室溫4kPa分壓下溶解度為2.9g/L。HClHClOOHClO3222222OCl2ClOHClOHClOHCl22

24、3.3.4 二氧化氯氧化法2.二氧化氯氧化芳香族化合物1）反應階段初期，首先出現(xiàn)苯環(huán)的羥基化合物，如鄰苯二酚、對苯二酚、對苯醌；2）第二階段出現(xiàn)的產(chǎn)物是苯環(huán)結構破壞后的二元酸，開始以順丁烯二酸為主，濃度較高，隨著氧化進程逐漸深入，碳鏈繼續(xù)斷開，生成小分子的羧酸，如草酸和甲酸，并以草酸為主；3）第三階段為深度氧化階段。 n對苯酚、鄰氯苯酚、苯胺的二氧化氯催化反應出水進行液相色譜分析來定性地確定芳烴類有機物的中間產(chǎn)物。3.二氧化氯的制備二氧化氯的制備方法主要分為兩大類：化學法和隔膜電解法 1). 化學法434232NaHSO2HClOSO2H2NaClO42223SOHClO2SOHClO2OH2

25、NaSO2ClClO2SOHHCl2NaClO22422423OH3NaSO4HCOOHClO4OHCHSOH4NaClO22423423NaCl2ClO2ClNaClO22232). 隔膜電解法該工藝以食鹽溶液為電解液，在電場作用下，陽極室內(nèi)氯離子在陽極失去電子不僅生成氯氣，而且在中性電極的作用下，生成二氧化氯和過氧化氫等。 4.穩(wěn)定化二氧化氯的制備 穩(wěn)定化二氧化氯主要是將二氧化氯氣體穩(wěn)定于惰性溶液中，形成含二氧化氯有效成分濃度在2%以上的產(chǎn)品。穩(wěn)定化二氧化氯的生產(chǎn)關鍵是穩(wěn)定劑的選擇，穩(wěn)定劑主要由碳酸鹽、過碳酸鹽、硼酸鹽、過硼酸鹽等，其中由于碳碳酸鹽酸鹽價格便宜、來源方便，是最常用的穩(wěn)定劑。

26、 5.二氧化氯在水處理中的應用1). 水的消毒劑 2). 對水中酚類化合物的破壞3). 氧化飲用水中的鐵離子和錳離子 4). 在水處理其他領域內(nèi)的應用 Cl2H12MnO5OH6Mn5ClO22222ClHCOOHFeOHHCOFeClO2110)(513)(5232232圖 13-5 混 凝 沉 淀 -二 氧 化 氯 氧 化 法 處 理 印 染 廢 水 工 藝 流 程上 清 液干 污 泥 （ 排 放 ）板 框 壓 濾 機污 泥 干 化 池污 泥 濃 縮 罐污 泥 池上 清 液 （ 排 放 ）三角堰二 沉 池 B二 沉 池 A1/3水ClO2反 應 器混 凝 沉 淀 池調(diào) 節(jié) 池混 凝 劑隔

27、柵廢 水1.濕式氧化基本原理 濕式氧化法（Wet Air Oxidation，簡稱WAO）是在高溫、高壓下，利用氧化劑將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水，從而達到去除污染物的目的。是一項很有發(fā)展前途的水處理方法。 HOORORH2222OH2RO2RHROOOR2RROOHRHROOHOROROOHOHRORROOH23.3.5 高級氧化法3.3.5.1濕式氧化法2.濕式氧化法的應用 1). 處理農(nóng)藥廢水2). 處理含酚廢水3). 處理染料廢水4). 處理污泥 1、光化學理論 所謂光化學反應，就是在光的作用下進行的化學反應。光化學反應需要分子吸收特定波長的電磁輻射，受激產(chǎn)生分子激發(fā)態(tài)，之后才會

28、發(fā)生化學變化到一個穩(wěn)定的狀態(tài)，或者變成引發(fā)熱反應的中間化學產(chǎn)物。 利用光化學反應治理污染，包括無催化劑和有催化劑參與的光化學氧化。 3.3.5.2 光化學氧化法2.光化學氧化的應用1).光催化氧化降解水中污染物 2).光催化氧化法處理氣相污染物 1. 超臨界流體3.3.5.3超臨界水氧化技術q 任何物質(zhì)，隨著溫度、壓力的變化，都會相應地呈現(xiàn)為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)這三種物相狀態(tài)，即所謂的物質(zhì)三態(tài)。三態(tài)之間互相轉(zhuǎn)化的溫度和壓力值叫作三相點。 q 如果將水的溫度和壓力升高到臨界點（Tc=374.3，pc=22.05MPa）以上，水就會處于一種既不同于氣態(tài)也不同于液態(tài)和固態(tài)的新的流體態(tài)超臨界態(tài)，該狀態(tài)的水

29、即稱之為超臨界水。 q 超臨界水氧化的主要原理是利用超臨界水作為介質(zhì)來氧化分解有機物。在超臨界水氧化過程中，由于超臨界水對有機物和氧氣都是極好的溶劑，因此有機物的氧化可以在富氧的均一相中進行，反應不會因相間轉(zhuǎn)移而受限制。2.超臨界水氧化技術的應用 酚的氧化 處理含硫廢水 多氯聯(lián)苯等有機物超臨界水氧化 降解聚苯乙烯泡沫 污泥的超臨界水氧化超臨界水氧化技術的評價 超臨界水氧化技術的優(yōu)越性：v（1）效率高，處理徹底，有機物能完全被氧化成二氧化碳、水、氮氣以及鹽類等無毒的小分子化合物，有毒物質(zhì)的清除率達99.99%以上，符合全封閉處理要求；v（2）反應快，停留時間短（可小于1min），反應器體積小；v

30、（3）適用范圍廣，適用于各種有機廢水廢物的處理；v（4）不形成二次污染；v（5）當有機物含量超過2%時，就可以依靠反應過程中自身氧化放熱來維持反應所需的溫度。3.3.5.4 催化氧化法v分常溫常壓下的催化氧化和高溫高壓下的濕式催化氧化、光催化氧化等。通過催化產(chǎn)生OH。特點： OH是高級氧化過程的中間產(chǎn)物，作為引發(fā)劑誘發(fā)后面的鏈反應發(fā)生，對難降解的物質(zhì)的開環(huán)、斷鍵，將難降解的污染物變成低分子或易生物降解的物質(zhì)特別適用； OH幾乎無選擇地直接將有機物氧化為CO2、水或鹽，不會產(chǎn)生二次污染； 它是一種物理-化學處理過程，容易控制； 反應條件溫和，是高效節(jié)能型的廢水處理技術。 高級氧化技術由于研究時間

31、短，在理論上和實踐上都存在不少有待解決的問題： 1).低成本高效氧化劑及其催化劑的研發(fā) 2).高級氧化技術中催化劑的研發(fā) 3).氧化動力學與反應機理的探討 4).強化傳質(zhì)的研究 5).聲光電波等技術在高級氧化工藝中的應用研究 6).高級氧化工藝的開發(fā)3.3.5.5高級氧化技術的發(fā)展方向3.4.1 3.4.1 電解槽的結構形式電解槽的結構形式結構形式：回流式、翻騰式如圖結構形式：回流式、翻騰式如圖16-216-2。采用直流電源。采用直流電源 ( a )( b )( a ) 回 流 式 （ 平 面 圖 ） ； （ b ） 翻 騰 式 （ 縱 剖 面 圖 ）圖 1 6 - 2 電 解 槽3.4 電解

32、法電解法v 直流電通過電解質(zhì)溶液時，在兩個電極上引起的化學變化稱電解，陰極放出電子，起還原劑作用，陽極得到電子。可用于處理含CrO42-、Hg的廢水。v 屬于氧化還原方法。1）、法拉第電解定律耗電量的計算 式中：G析出或溶解的物質(zhì)質(zhì)量，g; E物質(zhì)的化學當量，g/mol Q通過的電量,庫倫（C）; I電流強度，安培（A）； T電解時間（S）; F法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96487c/mol2）、分解電壓定義：能使電解正常進行時所需的最小外加電壓叫分解電壓EE=原電池的電動勢+濃差電池電位+化學極化電位+IR(電解液電阻產(chǎn)生壓降)。 槽電壓一般為45VEITF1GEQF1G或3.4.2 3.4.2 電解法的原理電解法的原理1)1)、電解法處理含鉻廢水、電解法處理含鉻廢水(1)(1)基本原理：基本原理：在陽極：在陽極：Fe-2eFe2+Fe-2eFe2+（鐵板陽極溶解，把電子轉(zhuǎn)給電源）（鐵板陽極溶解，把電子轉(zhuǎn)給電源） （主要的）（主要的） CrCr2 2O O7 72-2-+6Fe+6Fe2+2+14H+ 2Cr+14H+ 2Cr3+3+6Fe+6Fe3+3+7H+7H2 2O O CrOCrO4 42-2-+3Fe+3Fe2+2+8H+8H+ + Cr Cr3+