Bài giảng Phương pháp oxy hóa và phương pháp điện hóa

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 ho[r]

CHƯƠNG : PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA

PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA

Bản chất của quá trình oxy hóa

 Phương pháp oxy hóa hoạt động trên nguyên lý

sử dụng các chất có tính oxy hóa mạnh để khử các chất độc hại hoặc chuyển các chất độc hại thành chất ít độc hơn và được loại khỏi nước

 Phương pháp oxy hóa được sử dụng để loại bỏ

các chất ô nhiễm độc hại như: xianua và các liên kết của chúng, chì, đồng kẽm… chứa trong nước thải của một số loại công nghiệp như: xi mạ, tuyển quặng đồng, kẽm chì

Bản chất của quá trình(tt)

 Các chất oxy hoá thường được sử dụng để khử các chất độc hại chứa trong nước thải công

nghiệp:

Clo,

Clorat canxi(Ca(ClO2)2) clorat natri( NaClO2),

Hiponcloric canxi và natri (Ca(OCl)2’ NaOCl)

Ôzôn, oxy kỹ thuật và oxy không khí…

 Đây là quá trình xử lý yêu cầu chi phí hóa chất lớn.

 Oxy hoá bằng clo hoạt tính

 Oxy hoá bằng oxyt clo

 Oxy hóa bằng H2O2

 Oxy hóa bằng oxy của không khí

 Ozôn hóa

 Oxy hóa điện hóa

Oxy hoá bằng clo hoạt tính

 Sử dụng clo và các hợp chất chứa clo để xử lý chất độc hại chứa trong nước thải công nghiệp là

m o ä t t r o n g n h ư õ n g p h ư ơ n g p h a ù p o x y hóa phổ biến nhất

 Phương pháp này có thể ứng dụng để xử lý nước thải xianua, các liên kết hữu cơ, vô cơ như :

d i h i d r o s u n f u a , h i d r o s u n f u a , s u n f u a , metyl-mecaptal…

Nguyên lý hoạt động:

 Khi cho clo vào nước, clo sẽ phân hủy thành axit hipoclorơ và axit hipocloric :

CL 2 + H 2 O  HOC l+ HCl

Khi pH<4: phản ứng xảy ra theo mũi tên trái Khi pH4: phản ứng xảy ra theo mũi tên phải

 Axit hopoclorơ HOC l được tạo nên sẽ phân huỷ thành OCl- và H + Tỉ lệ giữa hipoclorơ phân ly

HOCl và ion hipoclorit OCl- trong nước giảm dần khi pH tăng

Oxy hoá bằng clo hoạt tính(tt)

Ví dụ: oxy hóa xianua trong nước thải:

 Việc oxy hoá các ion xianua độc hại CN- được thực hiện bằng cách chuyển chúng thành xianat không độc hại CNO- sau đó thuỷ phân thành tạo thành các ion amoniavà cacbonat:

 CN - + 2OH - -2e  CNO- +H2O

2- Oxy hoá xianua bằng clo được thực hiện chỉ

trong môi trường bazơ (pH 9-10)

 CN- +2OH - +Cl 2  CNO - +2Cl - +H 2 O



Oxy hoá bằng clo hoạt tính(tt)

Oxy hoá bằng clo hoạt tính(tt)

 Xianat được tạo nên để oxy hoá thành nitơ và oxyt cacbon :

2CNO - + 4OH - +3Cl 2  2 CO 2 +6Cl - +N2 +2H 2 O

 Nếu giảm pH, phản ứng clorua hoá xianua có thể xảy ra trực tiếp tạo thành xianogen clorua độc hại

 CN - +Cl 2  CNCl + Cl

- Trong thực tế, phương pháp xử lý nước thải chứa xianua có hiệu quả và kinh tế nhất là xử lý bằng hipoclorit trong môi trường bazơ (pH= 10-11) Phản ứng giữa hipoclorit và xianua đơn giản xảy ra như

[ Zn(CN) 4 ] 2 - +4OCl - +2OH -  4CNO - +4Cl

-+Zn(OH) 2

 Oxyt clo có khả năng oxyt hoá cao so với các chất oxy hoá khác (trừ ozon và flo)

 Dùng dịch oxyt clo bền trong thời gian dài Khi xử lý oxyt clo không tạo nên các sản phẩm độc hại đối với bất kì khoảng pH nào Qúa trình oxy hoá xianua bằng oxyt clo xảy rabằng phản ứng sau :

CN - +2ClO 2 +2OH -  CNO - +2ClO 2 +H 2 O

 Qúa trình oxy hoá nêu ở trên xảy ra hiệu quả nhất với pH 10

Oxy hoá bằng oxyt clo