化學(xué)反應(yīng)在廢水處理中的應(yīng)用

翟桂敏

(安徽省阜陽(yáng)市臨泉第二中學(xué) 236400)

廢水處理的目的是將廢水中含有的對(duì)環(huán)境和人身體有害的物質(zhì)通過(guò)各種方式進(jìn)行去除，恢復(fù)水資源的使用功能.隨著化學(xué)在人們生活中使用的程度加深，廢水中含有的有害化學(xué)物質(zhì)增多，處理起來(lái)也變得非常困難，所以根據(jù)廢水中有害的物質(zhì)的特性，可以利用化學(xué)反應(yīng)將水中呈現(xiàn)溶解狀態(tài)的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為固態(tài)或者氣態(tài)的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)水資源和有害物質(zhì)的分離，達(dá)到凈化廢水的目的.

一、化學(xué)反應(yīng)的類型

所謂的化學(xué)反應(yīng)就是指分子變成原子、然后原子經(jīng)過(guò)排列組合形成新的分子的過(guò)程.按照反應(yīng)物和生成物的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分類，可以將化學(xué)反應(yīng)分成四類，分別是置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)和化和反應(yīng).

在廢水的處理過(guò)程中，分解和化合反應(yīng)是應(yīng)用比較少的兩種，其他兩種應(yīng)用較多.因?yàn)檠趸€原反應(yīng)具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)化能力，廢水中的有害物質(zhì)能夠通過(guò)氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為輕微有害或者無(wú)害的無(wú)機(jī)物，所以氧化還原反應(yīng)被廣泛的應(yīng)用.另一種復(fù)分解反應(yīng)雖然不是氧化還原反應(yīng)，但是通過(guò)這種化學(xué)反應(yīng)可生成容易和水分離的物質(zhì)，進(jìn)而將廢水中的有害物質(zhì)去除，因此也得到了廣泛的應(yīng)用.

二、化學(xué)反應(yīng)在廢水處理中的應(yīng)用措施

1.氧化還原反應(yīng)在廢水處理中的應(yīng)用措施

通過(guò)氧化還原反應(yīng)對(duì)廢水進(jìn)行處理主要是通過(guò)電子的轉(zhuǎn)移來(lái)實(shí)現(xiàn)，失去電子的過(guò)程就是氧化，得到電子的過(guò)程被稱為還原.在這個(gè)過(guò)程中，失去電子的元素所組成的物質(zhì)被稱為還原劑，而得到電子的元素所組成的物質(zhì)被稱氧化劑.

(1)氧化法

利用氧化法進(jìn)行污水處理主要是利用空氣中的氧氣、臭氧、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀等強(qiáng)氧化的物質(zhì)對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行氧化，從而將有害物質(zhì)分解成無(wú)害或者輕微有害的無(wú)機(jī)物.這種方式是最為純粹的氧化反應(yīng)之一.

比如說(shuō)空氣氧化，就是通過(guò)將空氣中的氧氣注入廢水中，利用空氣中的氧氣來(lái)氧化廢水中的有害物質(zhì)，雖然通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)廢水中一些有害物質(zhì)的去除，但是這種方式氧化反應(yīng)的速度比較慢，整個(gè)過(guò)程所需要的時(shí)間太長(zhǎng)，其應(yīng)用就被很大程度上的限制了，所以在利用這種方式的時(shí)候可以在高溫的條件下進(jìn)行，提高反應(yīng)的速度和程度.

另外，空氣氧化反應(yīng)在強(qiáng)堿性、強(qiáng)酸性和中性的廢水之中反應(yīng)速度和程度也是不同的.在強(qiáng)堿性(pH=14)的廢水中，空氣氧化反應(yīng)的反應(yīng)式為：

而在中性(pH=7)和強(qiáng)酸性(pH=1)溶的廢水中，空氣氧化的反應(yīng)式為：

由這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)式可以看出，空氣氧化反應(yīng)在pH不同的時(shí)候反應(yīng)程度不同，降低pH有利于空氣氧化反應(yīng)的進(jìn)行.

再比如臭氧氧化，臭氧是由3個(gè)氧原子組成的一種氧的同素異形體.在常溫低濃度的條件之下，臭氧是無(wú)色無(wú)味的，而在濃度達(dá)到15%以上的情況之下，臭氧就變成了一種具有魚(yú)腥味的淡紫色氣體.臭氧中的氧原子親電子性非常強(qiáng)，其再分解之后的氧原子也是具有非常高的氧化性，所以利用臭氧進(jìn)行氧化反應(yīng)是非常常見(jiàn)的.

化合氯氧化法也是廢水處理中很常用的一個(gè)氧化法，這種氧化法具有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、使用方便的特點(diǎn)，而且化合氯氧化法的氯源也是非常多的，比如可以采用漂白粉、漂白精以及次氯酸鈉溶液等.因?yàn)槠追酆推讋┲芯哂新人岣x子，所以是具有氧化能力的，利用漂白粉和漂白劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為：

可見(jiàn)利用漂白粉和漂白劑進(jìn)行化合氯氧化法是有效果的，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，取材方便.

除此之外，次氯酸鈉溶液也是化合氯氧化法中非常重要的一個(gè)氯源，次氯酸鈉溶液具有價(jià)格低廉、方便安全的特點(diǎn)，起反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

可以看出，利用次氯酸鈉溶液進(jìn)行化合氯氧化也是非常有效的.

(2)還原法

化學(xué)還原法主要是通過(guò)添加藥劑，利用藥劑中的還原性將廢水中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害或者輕微傷害的無(wú)機(jī)物.在化學(xué)還原法中，比較常見(jiàn)的化學(xué)還原劑主要有金屬還原劑、鹽類還原劑、氣體還原劑等等.

比如利用金屬還原劑的方式就被稱為金屬還原法，主要是以固體金屬作為還原劑的一種方式.這種還原法可以用來(lái)處理廢水中含有的汞、鎘等重金屬元素比較多的情況.最常用的金屬還原劑主要有鐵、銅、鋅、鎂等.采用金屬還原法主要是利用金屬的還原性將廢水中的重金屬離子置換出來(lái)，達(dá)到處理廢水的目的.

再比如利用鹽類還原劑的方式就被稱為鹽類還原法，主要是利用石灰或者氫氧化鈉以及亞硫酸氫鈉等物質(zhì)進(jìn)行廢水處理的一種方式.因?yàn)檫@些還原劑的特性不同，石灰價(jià)格便宜，但是產(chǎn)生的雜質(zhì)比較多，所以在廢水多的時(shí)候利用石灰作為還原劑；而氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉的價(jià)格昂貴、產(chǎn)生的雜質(zhì)比較少，所以在水量少的時(shí)候利用這兩種物質(zhì)作為還原劑.

2.復(fù)分解反應(yīng)在廢水處理中的應(yīng)用措施

復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)是將廢水中溶解的離子結(jié)合成難以溶解的物質(zhì)、易揮發(fā)的物質(zhì)或者是難以電解的物質(zhì)，從而將這些物質(zhì)分離出來(lái)，達(dá)到廢水處理的目的.復(fù)分解反應(yīng)主要是用來(lái)對(duì)酸性廢水和堿性廢水進(jìn)行處理的一種化學(xué)反應(yīng).

(1)中和反應(yīng)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)是飛速的發(fā)展，而在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，因?yàn)榇罅康氖褂盟嵝晕镔|(zhì)或者堿性物質(zhì)，就導(dǎo)致了酸性或者堿性污水的排放十分的普遍.當(dāng)廢水中存在著酸性物質(zhì)或者堿性物質(zhì)的時(shí)候，可以通過(guò)添加堿或者酸進(jìn)行中和反映，生成鹽和水，進(jìn)而達(dá)到處理廢水的目的.

(2)沉淀反應(yīng)

化學(xué)沉淀法主要是通過(guò)向水中添加易溶解的化學(xué)藥劑，以便于其溶解于水中和廢水中的一些溶解的物質(zhì)進(jìn)行了化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而形成難以溶解的固體物質(zhì)，最后在進(jìn)行固液分離從而達(dá)到處理廢水的一種方式.最常見(jiàn)的沉淀法主要有：氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鹵化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法等等.

總而言之，隨著目前水污染的加劇，對(duì)廢水的處理已經(jīng)是迫在眉睫.尤其是現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，廢水中含有的有害化學(xué)物質(zhì)非常的多，這給廢水的處理再利用造成了很大的困擾.因此，利用化學(xué)反應(yīng)對(duì)廢水進(jìn)行處理是非常重要的，唯有如此，才能凈化廢水中的有害化學(xué)物質(zhì)，恢復(fù)水資源的使用功能，提高水資源的利用效率.