1. Nguyên lý hoạt động
Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng cho nhận các electron giữa chất oxi hóa và chất khử, chất khử là chất cho electron, chất oxi hóa là chất nhận electron Phản ứng oxy hóa.
Một trong những tác nhân chính có thể sử dụng trong quá trình oxi hóa khử là: O3, Cl2, HCLO, CA(CLO)2, NaCLO, CaCL2.2H2O,...
Ví dụ phản ứng oxi hóa Xyanua:
Để biến một chất độc như Xyanua trở nên không còn độc hại và phân hủy nó thành khí CO2 với khí N, người ta thực hiện oxi hóa với chất này bằng O3, CL2…Quá trình phản ứng diễn ra như sau:
2NaOH + Cl2 + NaCN ---> NaOCN + 2NaCl + H2O (phản ứng bậc một)
2NaOCN + Cl2 + 4NaOH ---> 6NaCl + N2 + 2CO2 + 2H2O
Trong phương tình này, phản ứng bậc một diễn ra khi chuyển hóa NaCN thành NaOCN nhờ vào Cl2, đây chỉ là một lượng độc tính rất nhỏ, chỉ bằng 1/1000 của hợp chất NaCN. Và quá trình này diễn ra khoảng 5 - 10 phút, độ pH sau phản ứng sẽ tầm khoảng 10,5.
Phản ứng bậc hai trong phương trình sẽ tiếp tục phân hủy NaOCN thành các chất khí CO2 và N2. Thời gian kéo dài khoảng 30 phút và độ pH phù hợp sau phản ứng là 7 - 8.
Phương pháp oxy hóa khử trên được gọi tắt là “phương pháp Cl2 kiềm”, và chỉ dùng khi xử lý hợp chất độc hại Xyanua.
Phản ứng khử
Các tác nhân dùng làm chất khử thường là những ion sắt, hợp chất axit H2SO4, muối FeSO4, SO2, NaHSO3,...
Ví dụ phản ứng khử Crom hóa trị VI:
Khác với những kim loại khác, Crom (VI) không tạo thành Hidroxit sau phản ứng để kết tủa như phương trình, kể cả khi quá trình khử diễn ra ở điều kiện kiềm:
H2Cr2O7- + 2OH ---> H2CrO4 + H2O
Axit Dicromic <--- Axit Cromic
(có màu da cam đỏ) (có màu vàng )
Ở trong điều kiện kiềm, để trở thành ion Cromat thì ion dicromat (H2Cr2O7) sẽ là một chất ổn định và không kết tủa. Nhưng nếu trong điều kiện axit thì nó sẽ trở lại thành ion dicromat. Do thế, ion Crom (VI) sẽ được khử bởi ion sắt (II) và trở thành ion Crom (III). Sau đó, chất Bazơ được thêm vào để tạo thành hợp chất Hidroxit tạo kết tủa và tách biệt ra.
2H2CrO4 + 6H2SO4 + 6FeSO4 = 3Cr2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 8H2O
6NaOH + Cr2(SO4)3 = 3Na2SO4 + 2Cr(OH)3
2. Cách xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử
Tùy vào thành phần có trong nguồn nước thải mà lựa chọn phương pháp xử lý đúng cách. Loại bỏ những tạp chất tan và không tan, làm sạch nước và đưa vào nguồn nhận hoặc tái sử dụng.
Việc lựa chọn xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử hay bất kỳ phương pháp nào khác còn tùy thuộc vào đặc điểm của từng loại tạp chất: thành phần tính chất, nguồn gây ô nhiễm, tính độc hại,...
Phương pháp hóa học thường dùng gồm có: trung hòa, kết tủa, oxi hóa khử, phân hủy,...Nhưng phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử sẽ tối ưu trong việc giảm sự ô nhiễm nguồn nước. Và những chất hay hợp chất oxi hóa hay dùng làm sạch nước thải là Clo thể khí hoặc lỏng, clorat canxi, dioxit clo, pemanganat kali, ozon, oxi không khí,...
Quá trình oxi hóa khử diễn ra nhằm biến đổi những chất ô nhiễm độc hại, chuyển chúng thành dạng ít độc và tách biệt ra khỏi nguồn nước. Quá trình này được đánh giá cao về tốc độ xử lý, tuy nhiên lại tiêu tốn khá nhiều chi phí hóa chất.
Như vậy, định nghĩa đơn giản cho việc xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử là sử dụng những loại hóa chất phù hợp để phản ứng lại những chất bẩn trong nước thải. Để tạo thành những chất hòa tan ít độc, không độc hoặc chất lắng đọng để dễ dàng xử lý hơn.
Qua những chia sẻ trên, Toàn Á mong rằng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử. Và để được hỗ trợ tư vấn thêm nhiều cách xử lý nước thải, vui lòng liên hệ theo Hotline: 0913 543 469.
