第四节  氧化还原法

氧化还原法在大型废水处理中不多见。电镀废水处理中去除铬酸根和氰根可用氧化还原法。含汞废水亦可用氧化还原法回收汞。有机汞对人体危害严重，知名的水俣病就是甲基汞中毒。有色废水也可用氧化法脱色，如加氯。

常用的氧化还原法有加氯法、电解法和置换法。下面举例说明。

1.加氯氧化CN^－根

氯是水处理中常用的消毒剂和氧化剂。电镀废水往往含CN^—根，可加氯氧化为N₂和CO₂。

分批处理时，分两步进行。先加碱，调整pH值至10以上，同时按计算量(CN^—﹕Cl₂=1﹕2.7)加氯，搅拌混合数分钟。然后调整pH值到8.5，再按计算量(CN^—︰Cl₂=1︰4.1)的110％第二次加氯，搅拌1小时以上完成反应，其反应式如下：

第一步  CN^—十2^-+Cl₂一CNO^—+2Cl^—十H₂O

第二步  2CNO^—+4 OH^—+3C1₂——2CO₂ +N₂ +6C1^—+2H₂O

连续运行时，加氯加酸与废水同时混合，pH值在5左右；然后加碱提高pH值至11.5左右，接着第二次加氯。其反应式如下：

第一段  CN^—+H⁺一HCN

      HCN+Cl₂一CNCI+H⁺+Cl^—

第二段  CNCl十2OH^-—一CNO^—+C1^—+H₂O

         2CNO^—+4OH^—十3 Cl₂—2CO₂十N₂ +6C1^—+2H₂O

可以看出，酸、氯、碱可以接着加(氯和酸在一个点加，稍后加碱)，因为反应基本上是瞬时的，但最后一个主要反应却同分批处理一样，需要相当长的时间。由于氰酸根CNO^—基本上无毒，如果后续环境允许，第二次氧化可以免除。

   2．电解法

直流电流通过电解质溶液时，在两个电极上引起的化学变化称电解。阴离子在阳极失去电子而被氧化；阳离子在阴极得到电子而被还原。有时，阳极材料会被氧化成阳离子。

    AB——A^＋+B^—

    阴极反应  A^＋+e——A

    阳极反应  B^－—e——B

电解法可用于处理含CrO₄^2-根的废水，Cr⁶⁺被还原成Cr³⁺，与(OH)^—结合成Cr(OH)₃。如电极是钢板：

    阳极反应  Fe--2e——Fe^2＋，

    CrO₄^2-+3Fe²⁺+8H⁺—一Cr³⁺+3Fe³⁺十4H₂O

    阴极反应  2H⁺+2e——H₂

    CrO₄^2-+3e+8H⁺一—Cr³⁺+4H₂O

实际上，CrO₄^2-的还原主要发生在阳极。

电解法也可去除废水中的汞，用铜板做阳极，锌板做阴极。Hg⁺或Hg²⁺在阴极还原成单质Hg，与极板锌结合成汞齐。

3.置换法

又称取代法。电动序中电位较高的金属能取代水溶液中电位较低的金属的离子，前者析出而后者溶入水中。显然，金属与废水的接触表面愈大愈好，接触时间也是一个重要因素。金属常制成粒状滤料，反应器制成过滤柱。图16—14示以铜屑置换废酸中汞的流程。