Xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử

Về vấn đề nước thải nói chung thì cũng đều là nước thải được hình thành từ nhiều nguồn là các chất ô nhiễm khác nhau và còn tùy thuộc vào nguồn ô nhiễm nào. Do vậy chúng ta cần phải xử lý nước thải qua phương pháp oxi hóa bằng Clo và các chất liên quan có chứa chất clo hoạt tính là chất oxy hóa thô cùng với các biện pháp xử lý và những phương pháp thích hợp khác nhau. Nếu nói đến nước thải thì phải nói đến nước thải sinh hoạt từ những khu đô thị, khu dân cư và đến nhà hàng khách sạn... chúng đều được thải ra môi trường qua các cống rãnh ở trong thành phố vì vậy gây ra các mùi hôi thối và làm ô nhiễm nghiêm trọng, đòi hỏi chúng ta cần phải có các biện pháp xử lý để giảm thiểu vấn đề gây ô nhiễm hiện nay. 
 

Nhà máy xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử
 

Nguyên lý hoạt động khi xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử

Trong phản ứng hóa học thì phản ứng oxi hóa khử là một phản ứng cho và nhận các electron. Sự khử là sự phản ngược lại với sự oxi hóa và oxi hóa khử chính là hai quá trình trong một phản ứng. Nếu như có một chất oxi hóa thì chất khác còn lại sẽ là chất khử. Một chất nếu như có khả năng làm mất các electron của chất khác càng mạnh thì khả năng oxi hóa của nó càng cao.
 
Một trong các tác nhân chính để được sử dụng oxy hóa là những chất sau : O3, Cl2, HCLO, CA(CLO)2, NaCLO, CaCL2.2H2O, v.v.
 
Ví dụ phản ứng hóa học về việc xử lý bằng oxi hóa là phản ứng oxi hóa xyanua
 
Để làm cho loại chất độc xyanua này thành không độc và để nó phân hủy thành khí CO2 với khí nitơ, người ta đã thực hiện việc oxi hóa với O3, CL2… Phản ứng oxi hóa của xyanua với Cl2 được biểu diễn như sau:
 
2NaOH + NaCN + Cl2           --->       2NaCl + NaOCN + H2o (phản ứng bậc một)
 
2NaOCN + 4 NaOH +  Cl2     --->      6NaCl + 2CO2 + 2H2O + N2
 
Phản ứng bậc một của phương trình khi chuyển NaCN vào NaOCN là nhờ Cl2, đây là một chất có lượng độc tính nhỏ ( chỉ 1/1000 của NaCN). Phản ứng này sẽ kết thúc trong vòng từ 5 – 10 phút và ở tại pH = 10,5. Phản ứng bậc hai sẽ phân hủy hợp chất NaOCN thành CO2 và N2. Độ pH phù hợp sẽ là 7 – 8 và thời gian phản ứng của nó sẽ là 30 phút.
 
Xử lý của oxi hóa trên được gọi là “phương pháp Cl2 kiềm” và sẽ thường được sử dụng trong khi xử lý chất xyanua.
 

Điện hóa là một cách trong xử lý nước thải
 

Các tác nhân khử được sau đây để sử dụng là ion sắt, H2SO4, FeSO4, SO2, NaHSO3, v..v.
 
Ví dụ về một việc khi xử lý nước thải bằng cách dùng phản ứng khử là ít với phản ứng khử crom có hóa trị VI là một phản ứng tiêu biểu.
 
Không giống với các kim loại khác thì crom (VI) sẽ không tạo ra các hidroxit để kết tủa như được thể hiện trong phương trình sau, thậm chí khi cả ở trong điều kiện kiềm:
 
H2Cr2O7- + 2OH-        --->         H2CrO4 + H2O
 
Axit dicromic             <---          Axit cromic
 
(có màu da cam đỏ)                (có màu vàng )
 
Ion dicromat nếu như ở trong điều kiện kiềm để trở thành ion cromat thì sẽ là một chất ổn định, sẽ không kết tủa và nếu trong điều kiện axit nó sẽ trở lại thành ion dicromat. Do vậy, ion crom (VI) sẽ được khử bằng ion sắt (II),…và trở thành ion crom (III), sau đó được thêm vào là chất bazơ để tạo thành hợp chất hidroxit kết tủa và sẽ được tách ra. Ví dụ của phản ứng này được trình diễn như sau:
 
2H2CrO4 + 6H2SO4 + 6FeSO4      =     3Cr2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 8H2O
 
6NaOH + Cr2(SO4)3                     =     3Na2SO4 +  2Cr(OH)3

Cách xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử
 

Xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử
 

Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử