化學反應在廢水處理中的應用

翟桂敏

(安徽省阜陽市臨泉第二中學 236400)

廢水處理的目的是將廢水中含有的對環境和人身體有害的物質通過各種方式進行去除，恢復水資源的使用功能.隨著化學在人們生活中使用的程度加深，廢水中含有的有害化學物質增多，處理起來也變得非常困難，所以根據廢水中有害的物質的特性，可以利用化學反應將水中呈現溶解狀態的有害物質轉化為固態或者氣態的狀態，從而實現水資源和有害物質的分離，達到凈化廢水的目的.

一、化學反應的類型

所謂的化學反應就是指分子變成原子、然后原子經過排列組合形成新的分子的過程.按照反應物和生成物的標準對化學反應進行分類，可以將化學反應分成四類，分別是置換反應、復分解反應、分解反應和化和反應.

在廢水的處理過程中，分解和化合反應是應用比較少的兩種，其他兩種應用較多.因為氧化還原反應具有較強的轉化能力，廢水中的有害物質能夠通過氧化還原反應轉化為輕微有害或者無害的無機物，所以氧化還原反應被廣泛的應用.另一種復分解反應雖然不是氧化還原反應，但是通過這種化學反應可生成容易和水分離的物質，進而將廢水中的有害物質去除，因此也得到了廣泛的應用.

二、化學反應在廢水處理中的應用措施

1.氧化還原反應在廢水處理中的應用措施

通過氧化還原反應對廢水進行處理主要是通過電子的轉移來實現，失去電子的過程就是氧化，得到電子的過程被稱為還原.在這個過程中，失去電子的元素所組成的物質被稱為還原劑，而得到電子的元素所組成的物質被稱氧化劑.

(1)氧化法

利用氧化法進行污水處理主要是利用空氣中的氧氣、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等強氧化的物質對有害物質進行氧化，從而將有害物質分解成無害或者輕微有害的無機物.這種方式是最為純粹的氧化反應之一.

比如說空氣氧化，就是通過將空氣中的氧氣注入廢水中，利用空氣中的氧氣來氧化廢水中的有害物質，雖然通過這種方式可以實現廢水中一些有害物質的去除，但是這種方式氧化反應的速度比較慢，整個過程所需要的時間太長，其應用就被很大程度上的限制了，所以在利用這種方式的時候可以在高溫的條件下進行，提高反應的速度和程度.

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

而在中性(pH=7)和強酸性(pH=1)溶的廢水中，空氣氧化的反應式為：

由這兩個化學反應式可以看出，空氣氧化反應在pH不同的時候反應程度不同，降低pH有利于空氣氧化反應的進行.

再比如臭氧氧化，臭氧是由3個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，臭氧是無色無味的，而在濃度達到15%以上的情況之下，臭氧就變成了一種具有魚腥味的淡紫色氣體.臭氧中的氧原子親電子性非常強，其再分解之后的氧原子也是具有非常高的氧化性，所以利用臭氧進行氧化反應是非常常見的.

化合氯氧化法也是廢水處理中很常用的一個氧化法，這種氧化法具有經濟實惠、使用方便的特點，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.因為漂白粉和漂白劑之中具有氯酸根離子，所以是具有氧化能力的，利用漂白粉和漂白劑進行化學反應的離子方程式為：

可見利用漂白粉和漂白劑進行化合氯氧化法是有效果的，而且經濟實惠，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氯源，次氯酸鈉溶液具有價格低廉、方便安全的特點，起反應的化學方程式為：

可以看出，利用次氯酸鈉溶液進行化合氯氧化也是非常有效的.

(2)還原法

化學還原法主要是通過添加藥劑，利用藥劑中的還原性將廢水中的有害物質轉化為無害或者輕微傷害的無機物.在化學還原法中，比較常見的化學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，達到處理廢水的目的.

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進行廢水處理的一種方式.因為這些還原劑的特性不同，石灰價格便宜，但是產生的雜質比較多，所以在廢水多的時候利用石灰作為還原劑；而氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉的價格昂貴、產生的雜質比較少，所以在水量少的時候利用這兩種物質作為還原劑.

2.復分解反應在廢水處理中的應用措施

復分解反應的本質是將廢水中溶解的離子結合成難以溶解的物質、易揮發的物質或者是難以電解的物質，從而將這些物質分離出來，達到廢水處理的目的.復分解反應主要是用來對酸性廢水和堿性廢水進行處理的一種化學反應.

(1)中和反應

隨著社會經濟的快速發展，我國的工業是飛速的發展，而在工業生產的過程中，因為大量的使用酸性物質或者堿性物質，就導致了酸性或者堿性污水的排放十分的普遍.當廢水中存在著酸性物質或者堿性物質的時候，可以通過添加堿或者酸進行中和反映，生成鹽和水，進而達到處理廢水的目的.

(2)沉淀反應

化學沉淀法主要是通過向水中添加易溶解的化學藥劑，以便于其溶解于水中和廢水中的一些溶解的物質進行了化學反應，進而形成難以溶解的固體物質，最后在進行固液分離從而達到處理廢水的一種方式.最常見的沉淀法主要有：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，對廢水的處理已經是迫在眉睫.尤其是現在工業發展的突飛猛進，廢水中含有的有害化學物質非常的多，這給廢水的處理再利用造成了很大的困擾.因此，利用化學反應對廢水進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物質，恢復水資源的使用功能，提高水資源的利用效率.