Phương pháp Oxy hóa bằng Clo và các hợp chất chứa Clo để xử lý Xianua

Phương pháp oxy hóa bằng clo và các hợp chất chứa clo trong nước thải thường được ứng dụng để xử lý nước thải chứa xyanua của một số ngành công nghiệp. Nguồn gốc xyanua trong nước thải của một số ngành công nghiệp như nhà máy chế tạo máy móc xây dựng, nhà máy luyện thép, các nhà máy chế biến tinh bột mì (sắn) thường có nồng độ  xyanua trong khoảng từ 25 đến 125mg/l.

1. Mục đích của việc oxy hóa nước thải bằng clo và các hợp chất chứa clo

Trong nước thải công nghiệp thường chứa các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ. Các chất hữu cơ có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật như đạm, mỡ, đường, …có thể dùng phương pháp sinh học để xử lý.

Trong khi đó ở một số ngành công nghiệp đặc thù, việc xử lý nước thải theo phương pháp sinh học sẽ không xử lý triệt để những ion kim loại nặng (thậm chí còn ức chế những vi sinh vật có lợi) như đồng, chì, niken, crom, mangan, v.v… Các ion kim loại nặng này có thể chỉ  hấp thụ phụ một phần vào bùn hoạt tính nên không thể loại chúng khỏi nước thải ở dạng kết tủa mà. Vì vậy, người ta phải cần đến phương pháp hóa học - oxy hóa nước thải bằng clo để tách các chất độc hại ra khỏi nước thải.

2. Nguyên lý hoạt động của phương pháp oxy hóa bằng clo và các hợp chất chứa clo

Quá trình oxy hóa ion xyanua độc hại CN- thành sunfat không độc hại CNO- và xianat sau đó thủy phân thành ion amoni và cacbonat:

CN- + 2OH- - 2e --- > CNO- + H2O

CNO- + 2H2O --- > NH4+ + CO32-

Trong môi trường nước, clo sẽ thủy phân thành axit hypoclorit HOCL và axit clohidric:

Cl2 + H2O ⇔ HOCL + HCL

Trong môi trường axit mạnh, cân bằng của phản ứng trên chuyển sang trái và trong nước clo tồn tại dưới dạng phân tử. Khi pH>4, clo phân tử hầu như không tồn tại.

HOCL là axit yếu sẽ phân ly thành OCL- và H+

HOCL ⇔ H+ + OCL-

Quá trình oxy hóa xianua chỉ xảy ra trong môi trường kiềm (pH > 9 – 10)

CN- +2OH- + CL2 --- >CNO- + 2CL- + H2O

Xianat được tạo nên có thể được oxy hóa thành nitơ và dioxit cacbon:

2CNO- + 4OH- + 3Cl2 --- >2CO3↑  + 6Cl- +N2↑+H2O

Khi pH giảm, phản ứng oxy hóa xianua chuyển sang phải tại thành xianat clorua độc hại:

CN- + Cl2 ---- > CNCL + Cl-

Phương pháp xử lý nước thải xianua kinh tế và khả thi là sử dụng hypoclorit canxi hoặc  natri (OCL-), phản ứng xảy ra hoàn toàn trong thời gian 1 – 3 phút:

CN- + OCL- ---- > CNO- + CL-

Trong trường hợp nước thải công nghiệp có chứa ion xianua và đồng [Cu(CN)2]2- và:

[Cu(CN)4]3- quá trình oxy hóa chúng bằng hypoclorit xảy ra theo phản ứng sau:

[Cu(CN)2]2- + 7OCl- + H2O --- > 6CNO- + 7Cl- +2Cu(OH)2 ↓

[Cu(CN)2]2 + 13OCL- _4OH- + H2O --- >12CNO- + 13Cl- +2Cu(OH)2 ↓

Đối với nước thải công nghiệp có chứa ion xianua và kẽm độc hại, phản ứng xảy ra như sau:

[Cu(CN)4]3- + 13OCl- + 4OH- +2OH- --- >4CNO- + 4Cl- + Zn(OH)2↓

Nhìn chung, phương pháp oxy hóa nước thải giúp chuyển hóa các chất độc hại thành những chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước. Thông thường, quá trình này thường tiêu tốn một lượng lớn hóa chất. Vì vậy, quá trình oxy hóa hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các chất gây ô nhiễm trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác.

Công ty môi trường Hợp Nhất vừa chia sẻ thông tin về "Phương pháp Oxy hóa bằng Clo và các hợp chất chứa Clo", hy vọng với những thông tin này sẽ hữu ích cho các bạn. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết, nếu có bất kỳ thắc mắc hoặc cần hỗ trợ bạn có thể để lại bình luận bên dưới.