《氧化还原法分类》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氧化还原法分类（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 1 节节 概述概述一、氧化还原的基础一、氧化还原的基础通过氧化或还原，将水中溶解性物质 无害物 无机物： 失去电子过程氧化过程，失去电子的物质还原剂得到电子过程还原过程，得到电子的物质氧化剂每个物质都有各自的氧化态和还原态。氧化还原能力（失去或得到电子的能力）：氧化还原电位作为指标。标准氧化还原电位 E0，以氢的电位值作为基准，氧化态和还原态的浓度为 1.0M 时所测 的值，由负值到正值依次排列。E0越大，氧化性越大，如：E0/(S/S2-)=-0.428 VE0/(Cr2O72-/2Cr3+)=1.33VE0/(Cl2/2Cl-)=1.36V E0/(MnO4-/Mn)=1.51V当物
2、质浓度不为 1.0M 时可用能斯特方程计算：EE0 RT/nF ln 氧化态/还原态R:气体常数； T：绝对温度F：法拉第常数；n：反应中转移的电子数位置在前者可以作位置在后者的还原剂，放出电子。有机物：难以用电子的转移来分析（因为涉及到共价健，电子的移动很复杂，只是发生 电子云密度变动） 氧化：加氧或去氢反应，或生成 CO2， H2O 还原：加氢或去氧反应二、氧化还原法分类二、氧化还原法分类分 类方 法常温常压空气氧化法 氯氧化法（液氯、NaClO、漂白粉等） Fenton 氧化法 臭氧氧化法 电解（阳极） 光氧化法 光催化氧化法氧 化 法高温高压湿式催化氧化 超临界氧化 燃烧法还原法药剂还
3、原法（亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁、二氧化硫） 金属还原法（金属铁、金属锌） 电解（阴极）第第 2 节节 氧化法氧化法一、氯氧化法一、氯氧化法 投加药剂：漂白粉、次氯酸钠、液氯等。 氯在水中瞬间水解： Cl2 H2O HOCl HClHOClH+ + OCl- pH9 时，OCl- 接近 100 OCl-的标准氧化还原电位 1.2V主要用途：氰化物、硫化物、酚、醛、油类的氧化去除以及脱色、脱臭、杀菌等 下面主要介绍处理含氰废水处理。 氰的毒性与其结合状态有关。一般游离 CN毒性大，络合离子形态毒性小。第一阶段（局部氧化法）：第一阶段（局部氧化法）：CN OCl H2O CNCl（有毒） 2O
4、H该式在任何 pH 下，反应都很快。但生成的 CNCl 挥发性物质，毒性和 HCN 差不多。 在酸性下稳定。需进一步分解它。CNCl 2OH CNO（氰酸根，毒性小） Cl H2O该反应需 pH 控制在 1213，时间：1015 分，pH9.5 时，反应不完全。第二阶段（完全氧化法）：第二阶段（完全氧化法）：虽然 CNO毒性小（仅为氰的千分之一） ，但易水解生成 NH3。因此从水体安全出发， 还应彻底处理。2NaCNO+3HOCl +H2O2CO2+N2+2NaCl+HCl+H2OpH 应在 67。考虑重金属氢氧化物的沉淀去除，可控制在 7.58，时间 30 分工艺流程：工艺流程：局部氧化和完
5、全氧化。二、二、臭氧氧化法臭氧氧化法 1臭氧的特点臭氧的特点 强氧化剂：氧化还原电位与 pH 有关，在酸性溶液中为 2.07V, 仅次于氟（3.06） ，在 碱性溶液中为 1.24V。 在水中的溶解度较低，只有 37mg/L（25 度时） 。臭氧化空气中臭氧只占 0.6-1.2% 会自行分解为氧气。水中的分解速度比在空气中的快。如水中的臭氧浓度为 3mg/L 时，在常温常压下，其半衰期仅 530 分。 有毒气体，对肺功能有影响，工作场所规定的最大允许浓度为 0.1mg/L。 具有腐蚀性。除金和铂以外，臭氧化空气对所有的金属材料都有腐蚀，一般采用不 锈钢材料 对非金属材料也有强烈的腐蚀作用，不能
6、用普通橡胶作密封材料。2臭氧的制备臭氧的制备1原理：原理：无声放电法（气相中放电和液相中放电两种） ，水处理中多采用气相中放电。石 墨和不锈钢作为电极。无声放电原理：无声放电原理：由于介电体的阻碍，只有极小的电流通过电场，即在介电体表面的凸 点上发生局部放电。在放电高速电子流的轰击下，O2 2O3O O3 或 OO2 O3 由于生成的臭氧的分解，生成的臭氧一般只占空气的 0.61.2（体积比） 。 氧气生产臭氧的总反应式：3O2 2O3- 288.9 kJ（或 144.4 kJ/mol-O3） 每生产 1kg O3 需要消耗 0.836kWh 由于 95%左右的电能变成光能和热能 实际电耗：1
7、520 kWh/kg-O32）无声放电臭氧发生器：）无声放电臭氧发生器：分为：板式电极和管式电极两种。如何排出放电时产生的热量，冷却是提高臭氧产量的关键。 臭氧产量与电压的二次方成正比。但电压过高，耗电量大，介电体容易被击穿，一般电压 为：1015kV。 提高交流电的频率，可增加放电次数，从而可提高臭氧的产量。 放电间隙越小，越容易放电，产生无声放电所需的电压越小，耗电量越小，但间歇过小， 介点体或电极表面要求越高，管式一般 23.5mm。3.臭氧接触反应设备臭氧接触反应设备 臭氧加入水中后，水为吸收剂，臭氧为吸收质，气液两相进行传质传质。 同时臭氧与水中的杂质进行化学反应化学反应，属于化学吸收。它不仅和相间的传质速率有关， 还和化学反应速率有关。 臭氧与水中杂质的化学反应有快有慢。当水中杂质，如酚、氰、亲水性染料等与臭氧的 化学反应很快时，吸收速率受传质速率的控制；化学反应速率很慢时，其吸收速率受化学 反应速率控制。 因此，应根据臭氧处理的对象，选用不同的接触反应设备。气泡式：是一种用于受化学反应控制的气液接触反应设备。应用最多。 根据产生气泡装置的不同，分为：多孔扩散、机械表面扩散、塔板式。 水膜式：内填有拉西环填料。主要用于受传质控制的反应。 水滴式：适用于受传质控制的反应。 纯化水设备、超纯水设备
