溶解態(tài)污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法
抖化學(xué) / 2022-12-10
溶解態(tài)污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法：這是利用廢水中所含的溶解物質(zhì)與加入物質(zhì)間的各類(lèi)化學(xué)反應(yīng)，使廢水中的有害物質(zhì)得到處理或回收。常用的有中和、化學(xué)凝聚、氧化還原、絡(luò)合以及電化學(xué)法等。下面就常用的幾種方作一簡(jiǎn)介。
(一)中和法
中和法是調(diào)節(jié)廢水的pH值使它呈中性狀態(tài)。最簡(jiǎn)單的是把酸性工業(yè)廢水與堿性工業(yè)廢水相混成為中性廢水(pH值約5~8)。也可在酸性廢水中投入適量的堿性物質(zhì)如
石灰(CaO)、石灰石(CaCO3) 、電石渣(利用其中的Ca(OH)2)等。但要注意廢水的類(lèi)型，如對(duì)于
鹽酸或硝酸廢水用上述各種堿性物質(zhì)中和都不會(huì)出現(xiàn)沉淀問(wèn)題，因Ca(NO3)2、CaC12在水中的溶解度都很大。對(duì)于
硫酸廢水因生成的CaSO4的溶解度小(20℃時(shí)只有1.6g·L-1)，若使用石灰石作中和劑，為了避免石灰石表面被固體
硫酸鈣覆蓋而降低其利用率，應(yīng)將石灰石預(yù)先粉碎或改用碳酸鈉。通常處理方法是把廢水送入有足量的石灰石或石灰乳的濾池中，經(jīng)濾池后出水即為中性水。
堿性廢水的處理是向廢水中投入適量的酸性物質(zhì)或通入煙道廢氣(利用煙氣中的SO2及CO2)或通人CO2氣體來(lái)進(jìn)行。
(二)沉淀法
廢水中某些重金屬離子也常通過(guò)加入堿性沉淀劑來(lái)調(diào)節(jié)pH值使金屬離子生成難溶的氫氨化物沉淀而除去。這是根據(jù)化學(xué)中的溶度積原理。依據(jù)這個(gè)原理，我們可以計(jì)算出某種金屬氫氧化物沉淀生成時(shí)所需pH值和處理后殘留于溶液中金屬離子的濃度，其計(jì)算關(guān)系如下:
M(OH)n ≒Mn+＋nOH-
[Mn+][OH-]n=KSP
[OH-]=Kw/[H+]
1g[Mn+]=1gKsp-nIgKw-npH
式中:
[Mn+]---金屬離子濃度，
Ksp---金屬氫氧化物的溶度積。
Kw---水的離子積(室溫時(shí)Kw=10-14)。
利用不同氫氧化物沉淀析出時(shí)需不同的pH值的特點(diǎn)，可以用沉淀法分級(jí)分離和回收各種重金屬離子，由此處理的工藝可分為一次沉淀及多級(jí)沉淀等幾種，可根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定。
另外對(duì)于重金屬離子由于其碗化物的溶度積也很小，故常采用加入硫化劑(Na2S或H2S)使之生成難溶的金屬碗化物沉淀而予以除去。但由于過(guò)程中產(chǎn)生的硫化氫氣體易造成對(duì)環(huán)境的污染，以及處理后水中硫離子含量較高還需再作處理等原因，所以應(yīng)用上沒(méi)有金屬的氫氧化物沉淀法廣泛。
沉淀法處理后的水還得經(jīng)中和反應(yīng)調(diào)節(jié)pH值達(dá)到排放標(biāo)誰(shuí)后才能排放。
(三)氧化還原法
加入某種氧化劑或還原劑使它與廢水中的有害物肌進(jìn)行氧化還原反應(yīng)而使有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)成毒性較小的物質(zhì)。常用的氧化劑有氧氣、氯氣、臭氧、漂白粉夠。如看油化TI的含碗廢水，可用空氣氧化法脫硫。向廢水中通入空氣和端氣(加快反痖速度)，硫化物即可被氧化成無(wú)毒的硫代硫酸鹽成
硫酸鹽;
2HS- +2O2→S2O²?- +H2O
2S2- +2O2+H20→S2O²?- +2OH-
S2O²?- +2O2+2OH-→2SO²4- +H2O
又如電鍍廠的廢水中常含有一定濃應(yīng)的氰化物，目前比較成熟的處理法是加入漂白粉，通過(guò)氧化還原皮應(yīng)將有毒的CN-轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的CO2、N2;:
Ca(C1O)2 + 2H20→Ca(OH)2+2HC1O
2NaCN + Ca(OH)2 + 2HC10→2NaCNO+CaCl2 +2H20
2NaCNO + 2HC1O→2CO2↑+N2↑+N2↑+2NaCI
反應(yīng)在pH=7~8下進(jìn)行。
臭氧的氧化能力很強(qiáng)，能氧化大部分無(wú)機(jī)物和很多有機(jī)物。如對(duì)于煉焦及合成苯酚、合成橡膠等工廠的廢水中的有害物質(zhì)“酚”可用臭氧作氧化劑，把酚氧化成CO:及水。另外，臭氧對(duì)除臭、脫色、殺菌等都有顯著效果，且它易分解為氧，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。它可就地從空氣制取，不必運(yùn)輸儲(chǔ)藏，操作管理方便，因此，用臭氧作氧化劑來(lái)處理水是很有發(fā)展前途的。
在廢水處理中常用的還原劑有硫酸亞鐵、二氧化硫、鐵或鋅等金屬以及硼氫化鈉和甲醛等。如用金屬鋅作還原劑處理含汞廢水，使Hg2+還原成金屬汞而沉積分離出來(lái)。同樣也可在堿性介質(zhì)中用硼氫化鈉作還原劑來(lái)處理含汞廢水:
Hg2+＋BH4-＋20H- →Hg°+3H2↑+BO2-
電鍍車(chē)間的含鉻廢水可用硫酸亞鐵作還原劑將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，再進(jìn)一步加堿使之成為Cr(OH)3沉淀析出而回收。
K2Cr2O7+ 6FeSO4+ 11H2O→Cr2(SO4)3+6Fe(OH)3↓+K2SO4+2H2SO4
Cr2(SO4)3;+5Ca(OH)2+2H2SO4→2Cr(OH)3↓+ 5CaSO4+4H2O
(四)化學(xué)絮凝詳見(jiàn)82-1。
(五)電解
這是利用電解時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)處理廢水中的污染物?？煞殖呻娊庋趸€原法、電解氣浮法及電解凝聚法。在電解氧化還原法中，可利用電解時(shí)陽(yáng)極板吸收電子的能力使還原性污染物(負(fù)離子向陽(yáng)極移動(dòng)去極上放電)如CN-得到氧化。而利用陰極板放出電子的能力(正離子向陰極移動(dòng)于極上取得電子)使一些離子得到還原如Hg2+, Ag+等。
電解氣浮實(shí)質(zhì)是電解水，分別在陽(yáng)極得氧氣，在陰極得氫.氣，這些氣體上升具有優(yōu)異的氣浮作用。
電解凝聚法是將可溶性金屬作陽(yáng)極，如鐵，將產(chǎn)生Fe2+,它具有還原性，使廢水中的氧化性物質(zhì)如Cr2O²7-及CrO²4-中的Cr6+還原成Cr3+。Fe2+則被氧化成Fe3+并進(jìn)一步生成Fe(OH)3。沉淀，它能吸附、凝聚廢水中膠體及細(xì)小懸浮物，而達(dá)到凈化廢水的目的。
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