Bài giảng Phương pháp oxy hóa và phương pháp điện hóa

Bài giảng Phương pháp oxy hóa và phương pháp điện hóa với các nội dung bản chất của quá trình oxy hóa; một số phương pháp oxy hóa; oxy hóa bằng hoạt tính; công nghệ xử lý nước thải chứa chất độc hại của phân xưởng mạ điện; phương pháp điện thẩm tích... để áp dụng vào xử lý nước bị ô nhiễm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Phương pháp oxy hóa và phương pháp điện hóa  CHƯƠNG :PHÖÔNG PHAÙP OXY HOÙA VAØ PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÄN HOÙAPHÖÔNG PHAÙP OXY HOÙA Baûn chaát cuûa quaù trình oxy hoùa Phöông phaùp oxy hoùa hoaït ñoäng treân nguyeân lyù söû duïng caùc chaát coù tính oxy hoùa maïnh ñeå khöû caùc chaát ñoäc haïi hoaëc chuyeån caùc chaát ñoäc haïi thaønh chaát ít ñoäc hôn vaø ñöôïc loaïi khoûi nöôùc. Phöông phaùp oxy hoùa ñöôïc söû duïng ñeå loaïi boû caùc chaát oâ nhieãm ñoäc haïi nhö: xianua vaø caùc lieân keát cuûa chuùng, chì, ñoàng keõm… chöùa trong nöôùc thaûi cuûa moät soá loaïi coâng nghieäp nhö: xi maï, tuyeån quaëng ñoàng, keõm chì Baûn chaát cuûa quaù trình(tt) Caùc chaát oxy hoaù thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå khöû caùc chaát ñoäc haïi chöùa trong nöôùc thaûi coâng nghieäp: Clo, Clorat canxi(Ca(ClO2)2) clorat natri( NaClO2), Hiponcloric canxi vaø natri (Ca(OCl)2’ NaOCl) OÂzoân, oxy kyõ thuaät vaø oxy khoâng khí… Ñaây laø quaù trình xöû lyù yeâu caàu chi phí hoùa chaát lôùn.MOÄT SOÁ PHÖÔNG PHAÙP OXY HOÙA Oxy hoaù baèng clo hoaït tính Oxy hoaù baèng oxyt clo Oxy hoùa baèng H2O2 Oxy hoùa baèng oxy cuûa khoâng khí Ozoân hoùa Oxy hoùa ñieän hoùa Oxy hoaù baèng clo hoaït tính Söû duïng clo vaø caùc hôïp chaát chöùa clo ñeå xöû lyù chaát ñoäc haïi chöùa trong nöôùc thaûi coâng nghieäp laø moät trong nhöõng phöông phaùp oxy hoùa phoå bieán nhaát Phöông phaùp naøy coù theå öùng duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi xianua, caùc lieân keát höõu cô, voâ cô nhö : dihidrosunfua, hidrosunfua, sunfua, metyl-mecaptal… Oxy hoaù baèng clo hoaït tính(tt)Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Khi cho clo vaøo nöôùc, clo seõ phaân huûy thaønh axit hipoclorô vaø axit hipocloric :CL2+ H2O  HOC l+ HCl Khi pH Oxy hoaù baèng clo hoaït tính(tt) Ví duï: oxy hoùa xianua trong nöôùc thaûi: Vieäc oxy hoaù caùc ion xianua ñoäc haïi CN- ñöôïc thöïc hieän baèng caùch chuyeån chuùng thaønh xianat khoâng ñoäc haïi CNO- sau ñoù  thuyû phaân thaønh taïo thaønh caùc ion amoniavaø cacbonat:  CN- + 2OH- -2e  CNO- +H2O  CNO- +2H2  NH4 +CO2- Oxy hoaù xianua baèng clo ñöôïc thöïc hieän chæ trong moâi tröôøng bazô (pH 9-10)  CN- +2OH- +Cl2  CNO- +2Cl- +H2O Oxy hoaù baèng clo hoaït tính(tt) Xianat ñöôïc taïo neân ñeå oxy hoaù thaønh nitô vaø oxyt cacbon : 2CNO- + 4OH- +3Cl2  2 CO2 +6Cl- +N2 +2H2O Neáu giaûm pH, phaûn öùng clorua hoaù xianua coù theå xaûy ra tröïc tieáp taïo thaønh xianogen clorua ñoäc haïi CN- +Cl2  CNCl + Cl- Trong thöïc teá, phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi chöùa xianua coù hieäu quaû vaø kinh teá nhaát laø xöû lyù baèng hipoclorit trong moâi tröôøng bazô (pH= 10-11). Phaûn öùng giöõa hipoclorit vaø xianua ñôn giaûn xaûy ra nhö s a u :[ Zn(CN)4]2- +4OCl- +2OH-  4CNO- +4Cl- +Zn(OH)2 Oxy hoaù baèng oxyt clo Oxyt clo coù khaû naêng oxyt hoaù cao so vôùi caùc chaát oxy hoaù khaùc (tröø ozon vaø flo) Duøng dòch oxyt clo beàn trong thôøi gian daøi. Khi xöû lyù oxyt clo khoâng taïo neân caùc saûn phaåm ñoäc haïi ñoái vôùi baát kì khoaûng pH naøo. Quùa trình oxy hoaù xianua baèng oxyt clo xaûy rabaèng phaûn öùng sau :CN- +2ClO2 +2OH-  CNO- +2ClO2 +H2O Quùa trình oxy hoaù neâu ôû treân xaûy ra hieäu quaû nhaát vôùi pH 10 Oxy hoaù baèng oxyt clo(tt)Sô ñoà coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi chöùa chaát ñoäc haïi cuûa phaân xöông maï ñieän . Oxy hoùa baèng H2O2 H2O2 laø chaát loûng khoâng maøu H2O2 ñoäc, noàng ñoä giôùi haïn cho pheùp trong nöôùc laø 0.1mg/l. Ñöôïc öùng duïng ñeå oxi hoaù caùc nitrit, andehyt, phenol, xianua, chaá thaûi chöùalöu huyønh, thuoác nhuoäm hoaït hoaù … Oxy hoùa baèng H2O2 (tt) Trong moâi tröôøng axit vaø kieàm, H2O2 bò phaân huyû . 2H+ + H2O2 +2e 2H2O 2OH- + H2O2 +2e  2H2O +2O2- Trong dung dòch loaõng, quaù trình oxi hoaù chaát höõu cô dieãn ra chaäm vì vaäy ngöôøi ta phaûi duøng xuùc taùc laø caùc ion kim loaïi coù hoaù trò thay ñoåi (Fe2+ ,Cu2+, Mn2+ ,Co2+ , Cr3+ , Ag2+ ) ñeå taêng toác ñ o ä p h a û n ö ù n g . Quùa trình oxi hoaù baèng H2O vôùi muoái saét dieãn ra raát nhanh khi pH = 3-4.5Oxy hoùa baèng H2O2 (tt) Oxy hoùa baèng oxy cuûa khoâng khí Ñeå oxy hoaù caùc sunfua trong nöôùc cuûa nhaø maùy xenluloâ, NM cheá bieán daàu moû ...thöôøng söû duïng oxy hôn laø caùc hôïp chaát chöùa clo. Phaûn öùng oxy h o a ù x a û y ra trong pha loaõng vôùi nhieät ñoä vaø aùp suaát cao. Quùa trình oxy hoaù sunfua vaø hidrosufua xaûy ra qua nhieøu giai ñoaïn : S2-  S  SnO6  S2 O3  SO3  SO4 Trong qua ...