Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải chương 8 GV trần thị ngọc diệu

Saturday, 19 June,
2010

Saturday, 19 June,
2010

GIỚI THIỆU
Là phản ứng dịch chuyển điện tử, hệ phải
chứa đồng thời chất cho điện tử (chất khử) và
chất nhận điện tử (chất oxy hoá).
Chất oxy hoá thường sử dụng để xử lý nước
thải: O3, H2O2, Cl2, KMNO4,…

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

1

OXY HÓA KHỬ

2

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

OXY HÓA KHỬ

Saturday, 19 June,
2010

MỤC ĐÍCH

Saturday, 19 June,

2010

CƠ CHẾ OXY HOÁ – KHỬ

Xử lý chất vô cơ, các chất độc hại,…
Chuyển chúng thành những chất ít độc hại
hơn và tách ra khỏi nước.
Tăng khả năng dễ phân hủy sinh học của các
chất ban đầu.
Thường áp dụng cho xử lý bậc cao và khá tốn
kém.

Phản ứng quan trọng là sự tạo thành oxy
nguyên tử từ:
Chất oxy hoá
O2 → 2O*
MnO4- + H2O → 2MnO2 + 3O* + 2OHTừ tác nhân oxy hoá của chất khử
CaHbOc + dO*

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

3

OXY HÓA KHỬ

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

aCO2 + (b/2)H2O

4

OXY HÓA KHỬ


Saturday, 19 June,
2010

Saturday, 19 June,
2010

HOẠT ĐỘ ELECTRON

Hoạt độ electron

Hoạt độ electron p đặc trưng cho khả năng dịch
chuyển điện tử của hệ. Hệ có pε càng cao thì có
tính khử lớn, khả năng nhường điện tử tốt.

Hoạt độ electron p đặc trưng cho khả năng
dịch chuyển điện tử của hệ. Hệ có pε càng
cao thì có tính khử lớn, khả năng nhường
điện tử tốt.
5

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

OXY HÓA KHỬ

Hoạt độ electron pε đặc trưng cho khả năng dịch chuyển điện
tử của hệ. Hệ có pε càng cao thì dd có tính khử lớn, khả năng

nhường điện tử tốt.

n
1 ∏i[ox] i
pε = pε0 + lg
pε0 = log K/n
n ∏i[kh]ni

K – hằng số cân bằng của phản ứng khử

n – số lượng electron tham gia phản ứng.

6

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Saturday, 19 June,
2010

Saturday, 19 June,
2010

OXY HÓA BẰNG CLO

Thế năng phản ứng E
Thế năng phản ứng E được xác định qua phương trình Nernst
– Peters:

2,3Rt ∏i[ox]
lg

E = E0 +
nF ∏i[kh]ni
ni

Cl2 + H2O = HCl + HOCl
HOCl

OCl- + H+

CN- + 2OH- + Cl2 → CNO- + 2Cl- + H2O
2CNO- + 4OH- + 3Cl2 → CO2 + 6Cl- + N2 + 2H2O

E0 là thế năng chuẩn.

Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O
2NaOH + Cl2

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

OXY HÓA KHỬ

7

OXY HÓA KHỬ

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

NaOCl + NaCl + H2O

8

OXY HÓA KHỬ


Saturday, 19 June,
2010

Saturday, 19 June,
2010

OXY HÓA BẰNG H2O2

CÁC CHẤT KHÁC

Trong môi trường axit: (chức năng oxy hóa)

Oxy không khí

H+ + H2O2 + 2e → 2H2O

Pyroluzit – MnO2

Trong môi trường kiềm: (chức năng khử)

Ozon hóa

2OH- + H2O2 – 2e → 2H2O + 2O2-

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

9

OXY HÓA KHỬ

10

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Saturday, 19 June,
2010

OXY HÓA KHỬ

Saturday, 19 June,
2010

GIỚI THIỆU
Nguồn gốc
– Các nhà máy hóa chất
– Mạ crom
– Làm giàu quặng

Nồng độ cho phép
– Crôm 6: 0,1 mg/l
– Crôm 3: 0,5 mg/l

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

11

OXY HÓA KHỬ

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

12

OXY HÓA KHỬ


Saturday, 19 June,
2010

Saturday, 19 June,
2010

MỘT SỐ PHẢN ỨNG

XỬ LÝ CRÔM

Natri sunfua
Nguyên tắc

Cr2O72- + 3S2- + 14H+ → 2Cr3+ + 3S0 + 7H2O

– Chuyển Cr6+ thành Cr3+

Natri sunfua trong nước bị thủy phân rất mạnh
và tạo thành Crom hydroxyt kết tủa, do đó
không cần thêm vôi.

– Tách Cr3+ dưới dạng hydroxyt kết tủa

Hóa chất
– Na2S

S2- + 2H2O ⇌ H2S + 2OH-

– Na2SO3
– NaHSO3
– Polisunfit
– FeSO4
– SO2
13

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

OXY HÓA KHỬ

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

14

Saturday, 19 June,
2010

MỘT SỐ PHẢN ỨNG

Saturday, 19 June,
2010

ĐIỀU KIỆN PHẢN ỨNG
Để khử Cr6+ thành Cr3+ phải trong môi trường
axit. pH = 2 – 4

Natri bisunfit
Cr2O72- + 3HSO3- + 15H+ → 2Cr3+ + 3SO42- + 4H2O

pH tạo tủa = 9

Sắt sunfat

Lượng hóa chất sử dụng

Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
Nếu dùng natri bisunfit hoặc sắt sunfat phải cho thêm
vôi sữa hoặc dung dịch kiềm để Cr3+ có thể lắng được.
Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3 ↓

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

OXY HÓA KHỬ

– Na2S: 3(23 ×2 + 32)/52×2 = 2,24
– NaHSO3: 3(23+1+32+16×3)/52×2 = 3,0
– FeSO4.7H2O : 6(56+32+16×4+14+16×7)/52×2 = 16

Thực tế nếu dùng Na2S và FeSO4.7H2O dùng gấp 1,25
lần và nếu dùng NaHSO3 thì dùng gấp 1,75 lần

15

OXY HÓA KHỬ

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

16

OXY HÓA KHỬ


Saturday, 19 June,
2010

Saturday, 19 June,
2010

LƯU Ý

LƯU Ý

Khi dùng vôi, ngòai Cr(OH)3 còn có CaSO4,
Ca(OH)2, CaO, CaCO3,…
Muốn dùng Cr(OH)3 làm chất màu xanh nên
dùng kiềm Natri hoặc Kali, tuy nhiên khả năng
lắng của cặn sẽ kém.
Dung tích và tính chất cặn lắng tùy thuộc vào
thành phần, tính chất nước thải, nồng độc
crôm, liều lượng và lọai kiềm sử dụng.

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

17

OXY HÓA KHỬ

Chất khử được pha ở nồng độ khỏang 10%,
thời gian khuấy trộn để phản ứng xảy ra 30
phút.
Sau khi phản ứng kết thúc cho vôi sữa vào,
nồng độ vôi sữa 2,5% theo hoạt tính CaO, thời
gian khuấy trộn khỏang 3 – 5 phút.
Nước thải đưa sang bể lắng, thời gian lắng
không quá 2h.

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

18

OXY HÓA KHỬ