食品廢水氧化還原法

化學氧化還原是處理食品廢水中污染物的有效方法。食品廢水中呈溶解狀態(tài)的無機物和有機物，通過化學反應被氧化或還原為微毒、無毒的物質，或者轉變成容易與水分離的形態(tài)，從而達到處理的目的。
由標準氧化還原電位可以判斷氧化劑和還原劑的氧化還原能力，￡值越小（負值越?。妼χ羞€原型作還原劑時還原能力就越強。電極電位E值越大（正值越大），電對中氧化型為氧化劑時氧化能力越強。理論上，氧化能力最強的是氟，但是用氟來處理廢水目前尚存在一定的困難，一般用得比較多的氧化劑主要是Cl2、03等。
氧化法
投加化學氧化劑可以處理廢水中的CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等離子。廢水處理中常用的氧化劑包括下列幾類。
①接受電子后還原成負離子的分子，如Cl2、〇2、〇3等。
②電荷的離子，接受電子后還原成帶較低正電荷的離子，如Fe3十變?yōu)镕e2+;Mn04中的Mn7+變?yōu)镸n2+。
③帶正電荷的離子，接受電子后還原成負離子，如漂白粉的次氯酸根中的C1+變?yōu)镃l-等。
常用的氧化法如下。
(1)空氣氧化法空氣氧化法是利用空氣中的氧氣氧化食品廢水中的有機物和還原性物質的一種處理方法，因為空氣氧化能力比較弱，所以主要用于處理含有還原性較強物質的廢水。如煉油廠的含硫廢水，就可以用空氣氧化法來處理。
(2)氯氧化法氯氣是普遍使用的氧化劑，既用于給水消毒，又用于廢水氧化，主要是起到消毒殺菌的作用。通常的含氯藥劑有漂白粉、二氧化氯、液氯、次氯酸鈉等。各藥劑的氧化能力用有效氯含量表示。氧化價大于一1的那部分氯具有氧化能力，稱為有效氯。作為比較基準，取液氯的有效氯含量為100%。氯氧化法目前主要是用在含酚、含氰、含硫化物的廢水治理方面。
(3)臭氧氧化法臭氧（03)是氧的同素異構體。在常溫常壓下是一種具有魚腥味的淡紫色氣體。臭氧還具有一些不同于氧氣的重要性質。臭氧不穩(wěn)定，在常溫下容易自行分解成為氧氣并釋放出熱量。而且溫度越高，分解越快；濃度越高，分解也越快。臭氧在水中的分解很快，能與廢水中大多數(shù)有機物及微生物迅速作用，因此在廢水處理中對除臭、脫色、殺菌及除酚、氰、鐵、錳等具有顯著的效果，剩余的臭氧很容易分解為氧，一般來說不產(chǎn)生二次污染。臭氧氧化適用于廢水的三級處理。臭氧氧化處理廢水的裝置是一些氣液接觸裝置，有氣泡塔，篩板塔、填料塔、湍流塔等。臭氧的投配裝置一般采用多孔擴散器、乳化攪拌器、文丘里水射器等。臭氧與廢水的接觸時間一般大于30min。臭氧具有強腐蝕性，因此，與之接觸的設備、管路均采用耐腐蝕材料或防腐處理。臭氧是有毒氣體，生產(chǎn)和使用場合中的空氣最高容許濃度為0.1mg/L。
臭氧氧化處理廢水具有很多優(yōu)點：①反應速度快，因此反應時間短，設備尺寸小，設備費用低；②臭氧的氧化能力強，約為氯的氧化能力的2倍；③臭氧制取方便，只需空氣或氧和電力，不需要原料的儲存和運輸；④臭氧的氧化或部分氧化產(chǎn)物的毒性較低，與用氯氧化含酚廢水相比，它不會產(chǎn)生氯酚的氣味；⑤臭氧在水中很快分解為氧，不會造成二次污染，只會增加水中溶解氧；⑥操作管理簡便，只需調節(jié)電源的周波數(shù)和電壓以及氣體流量。
如果臭氧氧化法和其他處理方法聯(lián)合使用，對廢水處理會發(fā)揮更好的經(jīng)濟效果，例如將混凝或活性污泥法與臭氧氧化法聯(lián)合使用，可以有效地去除色度和難降解的有機物。
(4)濕式氧化法濕式氧化法是在較高溫度和壓力下，用空氣中的氧來氧化廢水中溶解和懸浮的有機物和還原性無機物的一種方法。因為氧化過程在液相中進行，故稱為濕式氧化。濕式氧化法的優(yōu)點是適用范圍廣、處理效率高、二次污染低、氧化速度快、裝置小、可回收能源和有用物料，而缺點是需要高壓設備，基建投資比較大。
濕式氧化法常規(guī)流程。儲槽經(jīng)高壓泵加壓后，與來自空壓機的空氣混合，經(jīng)換熱器加熱升溫后進入反應塔進行氧化燃燒，反應后汽液混合液進人氣液分離器,分離出來的蒸汽和其他廢氣在洗滌器內洗滌后，可用于渦輪機發(fā)電或其他動力，而分離出來的廢水則進入固液分離器，進行固液分離后排放或作進一步處理。
電解法
(1)原理電解是利用直流電進行溶液氧化還原反應的過程。食品廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應產(chǎn)物作用，轉化為無害成分被分離除去。目前對電解還沒有統(tǒng)一的分類方法，一般按照陽極材料的溶解特性可分為不溶性陽極電解法和可溶性陽極電解法。按照污染物的凈化機理可分為電解氧化法、電解還原法、電解凝聚法和電解浮上法；也可以分為直接電解法和間接電解法。
利用電解可以處理各種離子狀態(tài)的污染物及各種無機物和有機物中的耗氧物質，如硫化物、治病微生物等。
(2)電解常用設備電解的設備是電解槽，按食品廢水的流動方式分為回流式和翻騰式，一般多為矩形。
回流式電解槽電極板與進水方向垂直，水流沿著極板往返流動，因此水流路線長，接觸時間長，死角少，離子擴散與對流能力好，電解槽的利用率高，陽極鈍化現(xiàn)象也較為緩慢，但更換極板較為困難。
翻騰式電解槽，槽內水流方向與極板面平行，水流沿著隔板作上下翻騰流動。這種形式電極板利用率高排空清洗，更換極板都很方便。

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