III. Cấp độ xử lý
2. Phướng pháp hóa học và hóa lý
2.7. Phương pháp oxi hóa khử
Để làm sạch nước thải, người ta có thể sử dụng các chất oxy hóa như clo ở dạng khí hay lỏng, nước Giaven (dung dịch của hỗn hợp NaOCl và NaCl), clorua vôi (CaOCl2), thuốc tím (KMnO4), hydro peoxyt còn gọi là nước oxy (H2O2), ozon (O3), oxy nguyên chất hoặc oxy già của không khí,…
Nhờ các chất oxy hóa đưa vào nước thài, phản ứng oxy hóa – khử đã xảy ra chuyển các chất độc hại thành các chất ít độc hại hơn. Phản ứng phụ thuộc vào hoạt độ các chất oxy hóa. Hoạt độ các chất oxy hóa được xác định bởi thế oxy hóa. Trong các chất tự nhiên, Flo được xem là chất oxy hóa mạnh nhất nhưng là nguyên tố không phổ biến nên không được ứng dụng trong thực tế.
2.7.1. Oxy hóa bằng clo
Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thông dụng nhất. Người ta
dùng chúng để tách H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nước thải.
Khi sục clo vào nước, xảy ra các phản ứng sau:
Tổng clo, HOCl và OCl- được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính. Sục clo vào kiềm cho ta nước Giaven:
Sục clo vào vôi cho ta clorua vôi và hypoclorua canxi
Clo hoặc clorua vôi hay hypoclorua canxi sẽ làm mất màu một số chất hữu cơ, kể cả phẩm nhuộm.
2.7.2. Oxy hóa bằng hydro peoxyt (H2O2)
Hydro peoxyt là một chất lỏng không màu và có thể hòa tan vô hạn trong nước.H2O2 được dùng để oxy hóa các nitrit, các aldehyt, phenol, xyanua, các chất thải chứa lưu huỳnh, thuốc nhuộm.
Ưu việt của việc dùng H2O2 làm chất oxy hóa là sau khi thực hiện phản ứng, sản phẩm cuối cùng của nó là nước.
Trong môi trường axit, H2O2 thể hiện tính oxy hóa: Trong môi trường kiềm, H2O2 thể hiện tính khử:
Trong các dung dịch loãng, quá trình oxy hóa các chất hữu cơ xáy ra chậm, do vậy cần sử dụng thêm các chất xúc tác là các ion kim loại có hóa trị thay đổi như Fe2, Cu2, Mn2, Cr3, Ag
Đặc biệt phản ứng Felton sử dụng H2O2 với xúc tác Fe2+ trong môi trường axit có sự chiếu sángđã rất hiệu quả để xử lý màu của nước thải dệt nhuộm cũng như một số hợp chất hữu cơ khác.
Tính khử của H2O2 được sử dụng để loại một số chất oxy hóa khác trong quá trình xử lý nước thải. Ví dụ oại bỏ clo trong nước.
2.7.3. Oxy hóa bằng ozon
Oxy hóa bằng ozon cho phép đồng thời khử tạp chất nhiễm bẩn, khử màu, khử các mùi vị lạ đối với nước.
Sử dụng ozon có thể làm sạch nước thải khỏi phenol, sản phẩm dầu mỏ, hydrosunfua, các hợp chất asen, chất hoạt động bề mặt, xyanua, phẩm nhuộm, …
Độ hòa tan của ozon trong nước phụ thuộc vào pH và hàm lượng các chất hòa tan. Với môi trường axit và có muối trung tính sẽ làm tăng độ hòa tan của ozon, ngược lại, trong môi trường kiềm sẽ làm giảm độ hòa tan của ozon.
Ozon có thể oxy hóa các chất vô
Ozon có thể oxy hóa các chất hữu cơ đặc biệt các hợp chất có liên kết đôi, liên kết ba và tạo thành các ozonua và cuối cùng đi đến đứt liên kết tạo ra các hợp chất có mạch cacbon ngắn hơn.
Quá trinh làm sạch nước thải bằng ozon
Công nghệ ngày nay cho phép sản xuất máy sinh ozon không còn phức tạp như trước đây. Các máy ozon bán trên thị trường được hế tạo một cách gọn
nhẹ, nhiều chủng loại và giá cũng không cao. Mộ ưu điểm quan trọng của sử dụng ozon là không để lại ô nhiễm thứ cấp, nên chắc chắn phương pháp này sẽ được phát triển mạnh trong thời gian tới đây.