水的物理化学处理法学习教案.pptx

《水的物理化学处理法学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水的物理化学处理法学习教案.pptx（196页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1水的物理化学水的物理化学(wlhuxu)处理法处理法第一页，共196页。预处理生物(shngw)处理备注：CASS是SBR工艺(gngy)的改进型，使间歇式进水实现连续进水 污泥(w n)处理污水处理流程第2页/共197页第二页，共196页。目录目录目录目录(ml)(ml)第一节 中和法第二节 化学(huxu)混凝法第三节 化学(huxu)沉淀法第四节 氧化还原法第五节 吸附法第六节 离子交换(l z jio hun)法第七节 萃取法第八节 膜析法第九节 超临界处理技术化学法化学法化学法化学法物理法物理法物理法物理法第3页/共197页第三页，共196页。第一节第一节 中和法中和法定义：

2、酸和碱反应定义：酸和碱反应(fnyng)生成盐和水称生成盐和水称为中和反应为中和反应(fnyng)。第4页/共197页第四页，共196页。天津王稳庄镇污水天津王稳庄镇污水(wshu)横流横流水塘蓄满水塘蓄满酸性黑水酸性黑水早在早在2005年，天津市就被评为年，天津市就被评为“国家环境保护模范城市国家环境保护模范城市”。而西青区王稳庄镇是天津市。而西青区王稳庄镇是天津市远近闻名的鱼米之乡，过去因盛产小站稻而驰名，还是天津市最大的鱼、肉、蛋无公害生远近闻名的鱼米之乡，过去因盛产小站稻而驰名，还是天津市最大的鱼、肉、蛋无公害生产基地，但这里的河流基本上都因为产基地，但这里的河流基本上都因为(ynwi

3、)众多小五金厂严重的污染变成了黄色或者黑众多小五金厂严重的污染变成了黄色或者黑色。色。独流减河王稳庄段堤北侧的巨大黄色独流减河王稳庄段堤北侧的巨大黄色(hungs)(hungs)污水河污水河 第5页/共197页第五页，共196页。唐津高速唐津高速(o s)(o s)下西兰坨村农田边上的污水沟下西兰坨村农田边上的污水沟 第6页/共197页第六页，共196页。王稳庄村里王稳庄村里(cn l)(cn l)上百亩污水塘，蓄满强酸性黑色污水上百亩污水塘，蓄满强酸性黑色污水 第7页/共197页第七页，共196页。小金庄村一家无名小五金厂正向八路河内排放强酸性小金庄村一家无名小五金厂正向八路河内排放强酸性(

4、sun xn)(sun xn)污水污水 第8页/共197页第八页，共196页。小泊扬水站长年向独流减河排放小泊扬水站长年向独流减河排放(pi fn)(pi fn)污水留下的黄色印迹污水留下的黄色印迹 第9页/共197页第九页，共196页。为什么要中和？定义：酸和碱反应生成(shn chn)盐和水称为中和反应。中和处理适用(shyng)于废水处理中的下列情况：（1）废水排入受纳水体前，pH超标，此时应该采取中和处理，减少水生生物的影响；（2）工业废水排入排水管网前，避免对管道造成(zo chn)腐蚀；（3）在生物处理法之前，调节废水pH在6.58.5范围，确保最佳的生物活性。第10页/共197页

5、第十页，共196页。为什么要中和？酸性废水利用碱性废水中和，向酸性废水利用碱性废水中和，向酸性废水中投酸性废水中投(zhn tu)(zhn tu)加碱加碱性废渣，以及通过碱性滤料层过性废渣，以及通过碱性滤料层过滤中和等。滤中和等。碱性废水可利用酸性废水中和，碱性废水可利用酸性废水中和，向碱性废水投加中和剂，以及利向碱性废水投加中和剂，以及利用烟道气中和等。用烟道气中和等。6060年代中国发展了高速率石灰石年代中国发展了高速率石灰石滤料中和滤塔，用来处理低浓度滤料中和滤塔，用来处理低浓度酸性废水，效果很好。酸性废水，效果很好。第11页/共197页第十一页，共196页。中和处理首先考虑以废治废的原

6、则。中和处理首先考虑以废治废的原则。其次考虑采用中和剂。其次考虑采用中和剂。常用常用(chn yn)(chn yn)的碱性中和剂有石的碱性中和剂有石灰灰(CaO)(CaO)、电石渣、电石渣Ca(OH)2Ca(OH)2和石灰石和石灰石CaCO3CaCO3、白云石、白云石 。常用常用(chn yn)(chn yn)的酸性中和剂有废的酸性中和剂有废酸、粗制酸和烟道气。酸、粗制酸和烟道气。概述(i sh)第12页/共197页第十二页，共196页。一、酸碱污水(w shu)的产生1酸性污水(w shu)化工厂、化纤厂、电镀厂，金属加工厂等酸性污水(w shu)pH14，腐蚀性强，改变水体的PH值，影响水

7、生植物。2碱性(jin xn)污水印染厂、造纸厂、炼油厂的碱性污水PH1014，腐蚀危害小于酸性水，影响水生植物。酸碱污水在浓度高时(3%5以上)，应考虑回收和综合利用，制造硫酸亚铁、硫酸铁、在浓度不高时方可采用处理的方法。第13页/共197页第十三页，共196页。二、中和剂1酸性(sun xn)污水的中和剂：苏打 NaCO3和苛性钠NaOH具有组成(z chn)均匀，易于贮存，反应迅速(xn s)，易溶于水，但价格较高。石灰 Ca(OH)2 来源广泛，价格便宜，但产生杂质多，浮渣多，难处理，一般用于水量较小的水厂。沉淀量大，运输不便，石灰的粉末极易飘散，劳动卫生条件差。石灰石 CaCO3，白

8、云石 CaCO3MgCO3是开发的石料，在产地价格便宜，可以作为一种中和材料，主要用于滤床使用。2碱性污水的中和剂：硫酸、盐酸、烟道气（含CO2，SO2)。第14页/共197页第十四页，共196页。二、中和剂3、选择(xunz)中和剂的标准：（1）反应速率；（2）污泥产量和污泥处理方法；（3）加药和储存安全方便；（4）化学进料和存放总设备的总费用；（5）副反应的发生：盐的溶解(rngji)、水沟产生和热；（6）加药过量；（7）中和剂选取的粒径大小是否会阻塞滤床等等；第15页/共197页第十五页，共196页。三、中和设备(shbi)中和设备有集水井(shujng)、混合槽、连续流中和池以及间歇式

9、中和池。（1）水质水量变化不大或者废水的缓冲能力(nngl)较好，后续构筑物对水质pH要求不是很严格情况下：（2）水质水量变化较大，但是水量较小，或废水中还含有其他杂志的金属离子，出水水质要求较高情况下：（3）水质水量变化不大，废水有一定的缓冲能力，但是出水pH要求很严格情况下：不单独设置中和池不单独设置中和池管道混合管道混合槽内连续式反应槽内连续式反应间歇式中和池，先后完成间歇式中和池，先后完成混合、反应、沉淀、排泥混合、反应、沉淀、排泥工序工序连续流中和池连续流中和池管道混合槽内连续式反应管道混合槽内连续式反应第16页/共197页第十六页，共196页。四、中和方法(fngf)分类1酸碱污水

10、(w shu)相互中和法2、药剂中和法3过滤(gul)中和法（多用于原料所在地）4、烟道气中和法第17页/共197页第十七页，共196页。1 1酸碱污水酸碱污水(w shu)(w shu)相互中和法相互中和法电镀厂的酸性污水电镀厂的酸性污水(wshu)和印染厂的碱性污水和印染厂的碱性污水(wshu)相相互混合互混合(hnh)，达到中和目的。，达到中和目的。根根 据据 化化 学学 反反 应应 等等 当当 量量 原原 理理 ，QQ1 1C C1 1=Q=Q2 2C C2 2计算污水中酸碱的含量及污水量，使酸碱污计算污水中酸碱的含量及污水量，使酸碱污水等当量混合，达到等当量中和并略偏于碱水等当量混合

11、，达到等当量中和并略偏于碱性。性。第18页/共197页第十八页，共196页。2 2药剂药剂(yoj)(yoj)中和法中和法用碱性用碱性(jinxn)、酸性物质为中和剂处理，常采用石灰处、酸性物质为中和剂处理，常采用石灰处理酸性污水，石灰还是理酸性污水，石灰还是(hishi)混凝剂，可凝聚水中的杂质，对混凝剂，可凝聚水中的杂质，对于含杂质多的酸性污水有利。于含杂质多的酸性污水有利。当污水中含有重金属离子时，加入石灰，碱性增大当污水中含有重金属离子时，加入石灰，碱性增大使水中重金属离子积大于溶度积产生沉淀。使水中重金属离子积大于溶度积产生沉淀。H 2 SO4 +Ca(OH)2 CaSO4 +2 H

12、 2O2 HNO4 +Ca(OH)2 Ca(NO3)2 +2 H 2OFe 2+Ca(OH)2 Fe(OH)2 +Ca 2+Pb 2+Ca(OH)2 Pb(OH)2 +Ca 2+第19页/共197页第十九页，共196页。投药中和法的工艺过程主要包括：投药中和法的工艺过程主要包括：废水的预处理；中和药剂的制合与投配、混合与反应；中和产物的分离；废水的预处理；中和药剂的制合与投配、混合与反应；中和产物的分离；泥渣的处理与利用。泥渣的处理与利用。废水的预处理包括悬浮杂质的澄清，水质及水量的均和。前者可以减少废水的预处理包括悬浮杂质的澄清，水质及水量的均和。前者可以减少(jinsho)投药量，后者可以

13、创造稳定的处理条件。投药量，后者可以创造稳定的处理条件。投药投药(tuyo)中和法的工艺流程中和法的工艺流程酸性废水酸性废水(fishu)投药中和流程图投药中和流程图第20页/共197页第二十页，共196页。投加装置投加装置(zhungzh)(zhungzh)：干投、湿投：干投、湿投药剂中和（混合池）：停留时间药剂中和（混合池）：停留时间5 5分钟（给分钟（给水反应池的停留时间是水反应池的停留时间是8-108-10分钟）分钟）沉淀池和污泥干化：停留时间沉淀池和污泥干化：停留时间1 12 2小时小时(xiosh)(xiosh)污泥是污水的体积污泥是污水的体积 2-5 2-5脱水干化。脱水干化。干

14、投法：机械将药剂粉碎，直径干投法：机械将药剂粉碎，直径0.5mm0.5mm，然后直接投入水中。，然后直接投入水中。用具有电磁振荡装置的石灰投配器将石灰用具有电磁振荡装置的石灰投配器将石灰扮直接投入废水中。扮直接投入废水中。干投法设备简单，药剂的制备与投配容易，干投法设备简单，药剂的制备与投配容易，但反应缓慢，中和药剂耗用量大但反应缓慢，中和药剂耗用量大(约为理论约为理论用量的用量的1.41.4.5.5倍倍)。第21页/共197页第二十一页，共196页。投加装置投加装置(zhungzh)(zhungzh)：干投、湿投：干投、湿投现在多采用湿投法。现在多采用湿投法。现在多采用湿投法。现在多采用湿投

15、法。生石灰在消解槽内消解为浓度生石灰在消解槽内消解为浓度生石灰在消解槽内消解为浓度生石灰在消解槽内消解为浓度4040404050%50%50%50%的乳液，排人石灰乳贮槽，并的乳液，排人石灰乳贮槽，并的乳液，排人石灰乳贮槽，并的乳液，排人石灰乳贮槽，并配成浓度为配成浓度为配成浓度为配成浓度为5 5 5 510%10%10%10%的工作液，然后的工作液，然后的工作液，然后的工作液，然后投加。投加。投加。投加。投加量可用投配器的孔口投加量可用投配器的孔口投加量可用投配器的孔口投加量可用投配器的孔口(kn(kn(kn(kn ku)ku)ku)ku)开度来控制，亦可通过投加阀开度来控制，亦可通过投加阀

16、开度来控制，亦可通过投加阀开度来控制，亦可通过投加阀的开度来控制的开度来控制的开度来控制的开度来控制(pH(pH(pH(pH计自动控制或手动计自动控制或手动计自动控制或手动计自动控制或手动控制控制控制控制)。石灰乳贮槽及消解槽可用机械搅拌石灰乳贮槽及消解槽可用机械搅拌石灰乳贮槽及消解槽可用机械搅拌石灰乳贮槽及消解槽可用机械搅拌或水泵循环搅拌，以防止沉淀。搅或水泵循环搅拌，以防止沉淀。搅或水泵循环搅拌，以防止沉淀。搅或水泵循环搅拌，以防止沉淀。搅拌不宜采用压缩空气，因其中的拌不宜采用压缩空气，因其中的拌不宜采用压缩空气，因其中的拌不宜采用压缩空气，因其中的CO2CO2CO2CO2易与易与易与易与

17、CaOCaOCaOCaO反应生成反应生成反应生成反应生成CaCO3CaCO3CaCO3CaCO3沉淀，沉淀，沉淀，沉淀，既浪费中和药剂，又易引起堵塞。既浪费中和药剂，又易引起堵塞。既浪费中和药剂，又易引起堵塞。既浪费中和药剂，又易引起堵塞。加药间加药间第22页/共197页第二十二页，共196页。工作液用泵送到投配槽，经过投配器投入工作液用泵送到投配槽，经过投配器投入(tur)到混合设备。到混合设备。投配系统采用溢流循环方式，即石灰乳输运到投投配系统采用溢流循环方式，即石灰乳输运到投配槽中的量大于投加量，剩余量沿溢流管流回石配槽中的量大于投加量，剩余量沿溢流管流回石灰乳贮槽，这样可维持投配槽内液

18、面稳定不变，灰乳贮槽，这样可维持投配槽内液面稳定不变，投加量只由孔口或阀门开度大小控制，还可以防投加量只由孔口或阀门开度大小控制，还可以防止沉淀止沉淀(chndin)(chndin)和堵塞。和堵塞。投配器投配器湿投法湿投法第23页/共197页第二十三页，共196页。采用石灰中和酸性废水时，采用石灰中和酸性废水时，混合反应时间一般混合反应时间一般(ybn)为为2-5min，但是废水如果含有金属，但是废水如果含有金属盐类或者其他的毒物时，还应该盐类或者其他的毒物时，还应该考虑去除金属及其毒物的要求。考虑去除金属及其毒物的要求。第24页/共197页第二十四页，共196页。混合混合(hnh)反应装置反

19、应装置中和槽有两种类型，应用广泛的是机械搅拌混合中和槽有两种类型，应用广泛的是机械搅拌混合(hnh)反反应池。池中常设置隔板将其分成多室，以利混合应池。池中常设置隔板将其分成多室，以利混合(hnh)反应。反应。反应池的容积通常按反应池的容积通常按520min的停留时间设计。的停留时间设计。另一种是带折流板的管式反应器，器中混和搅拌的时间很短，另一种是带折流板的管式反应器，器中混和搅拌的时间很短，仅适用仅适用(shyng)于中和产物溶解度大、反应速度快的中和过程。于中和产物溶解度大、反应速度快的中和过程。第25页/共197页第二十五页，共196页。中和过程中形成的各种泥渣中和过程中形成的各种泥渣

20、(如石膏、铁矾等如石膏、铁矾等)应及时分离，以防止堵应及时分离，以防止堵塞管道。分离设备可采用沉淀塞管道。分离设备可采用沉淀(chndin)池或浮上池。分离出来的沉池或浮上池。分离出来的沉淀淀(chndin)(或浮渣或浮渣)尚需进一步浓缩、脱水。尚需进一步浓缩、脱水。混合反应混合反应(fnyng)装置装置投药中和法：间歇处理方式投药中和法：间歇处理方式(fngsh)和连续处理方和连续处理方式式(fngsh)通常，水量少时通常，水量少时(例如每小时几立例如每小时几立方米到十几立方米方米到十几立方米)采用间歇式处理。采用间歇式处理。水量再大时，就采用连续式处理。此水量再大时，就采用连续式处理。此时

21、，欲获得稳出可靠的中和效果，应时，欲获得稳出可靠的中和效果，应采用多级式采用多级式pH自动控制系统。自动控制系统。第26页/共197页第二十六页，共196页。投药中和法：投药中和法：优点：优点：1、可处理任何浓度、可处理任何浓度(nngd)、任何性质的酸性废水；、任何性质的酸性废水；2、废水中容许有较多的悬浮杂质，对水质、水量的波动适、废水中容许有较多的悬浮杂质，对水质、水量的波动适应性强；应性强；3、并且中和剂利用率高；、并且中和剂利用率高；4、中和过程容易调节。、中和过程容易调节。缺点：缺点：劳动条件差，药剂配制及投加设备较多，基建投资大，泥劳动条件差，药剂配制及投加设备较多，基建投资大，

22、泥渣多且脱水难。渣多且脱水难。投药投药(tuyo)中和法特点中和法特点第27页/共197页第二十七页，共196页。3 3过滤过滤(gul)(gul)中和法（多用于原料所在地）中和法（多用于原料所在地）过滤中和法：酸性废水流过碱性过滤中和法：酸性废水流过碱性过滤中和法：酸性废水流过碱性过滤中和法：酸性废水流过碱性(jin xn)(jin xn)(jin xn)(jin xn)滤料时使废水中和滤料时使废水中和滤料时使废水中和滤料时使废水中和 过滤中和法仅用于中和酸性废水。过滤中和法仅用于中和酸性废水。过滤中和法仅用于中和酸性废水。过滤中和法仅用于中和酸性废水。主要的碱性主要的碱性主要的碱性主要的碱

23、性(jin xn)(jin xn)(jin xn)(jin xn)滤料有三种：石灰石、大理石、白云石。滤料有三种：石灰石、大理石、白云石。滤料有三种：石灰石、大理石、白云石。滤料有三种：石灰石、大理石、白云石。前两种的主要成分是前两种的主要成分是前两种的主要成分是前两种的主要成分是CaCO3CaCO3CaCO3CaCO3，后一种的主要成分是，后一种的主要成分是，后一种的主要成分是，后一种的主要成分是CaCO3MgCO3CaCO3MgCO3CaCO3MgCO3CaCO3MgCO3。三、中和方法三、中和方法(fngf)分类分类第28页/共197页第二十八页，共196页。白云石与硫酸白云石与硫酸(l

24、isun)反应反应H 2 SO4 +CaCO3 CaSO4 +H 2O+CO2 3 3 4 4 22H2SO4+CaCO+MgCOCaSO+MgSO+H2O+CO白云石中含有白云石中含有MgCO3，可生成溶解度较大的，可生成溶解度较大的MgSO4不会不会(bhu)造成反应中滤池的堵塞，产生的造成反应中滤池的堵塞，产生的CaSO4是石灰石中和产生的是石灰石中和产生的50，影响，影响小一些，可以适当提高进水硫酸浓度。小一些，可以适当提高进水硫酸浓度。3过滤过滤(gul)中和法（多用于原料所在地）中和法（多用于原料所在地）使污水流经具有中和能力的滤池，例如石灰石、白云石、大理石使污水流经具有中和能力

25、的滤池，例如石灰石、白云石、大理石等，产生中和作用。等，产生中和作用。石灰石与硫酸反应石灰石与硫酸反应2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2第29页/共197页第二十九页，共196页。一、滤料的选择(xunz)滤料的选择和中和产物的溶解度有密切的关系。滤料的中和反应发生在颗粒表面上，如果中和产物的溶解度很小，就在滤料颗粒表面形成不溶性的硬壳，阻止中和反应的继续(jx)进行，使中和处理失败。中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序(shnx)(shnx)(shnx)(shnx)

26、大致大致大致大致为：为：为：为：中和处理硝酸、盐酸时，滤料选用石灰石，大理石或白云石都行；中和处理碳酸时，含钙或镁的中和剂都不行，不宜采用过滤中和法；中和硫酸时，最好选用含镁的中和滤料(白云石)。第30页/共197页第三十页，共196页。中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序(shnx)(shnx)(shnx)(shnx)大致为：大致为：大致为：大致为：但是，白云石的来源少、成本高，反应速度慢，所以，如能正确控制但是，白云石的来源少、成本高，反应速度慢，所以，如能正确控制硫酸浓度，

27、使中和产物硫酸浓度，使中和产物(CaSO4)(CaSO4)的生成量不超过的生成量不超过(chogu)(chogu)其溶解度，其溶解度，则也可以采句石灰石或大理石。则也可以采句石灰石或大理石。根据硫酸钙的溶解度数据根据硫酸钙的溶解度数据(shj)(shj)可可以算出，以石灰石为滤料时，硫酸允以算出，以石灰石为滤料时，硫酸允许浓度在许浓度在1 11.2g1.2gL L。如硫酸浓度超过上述允许值，可使处如硫酸浓度超过上述允许值，可使处理后的出水回流，用以稀释原水；或理后的出水回流，用以稀释原水；或改用白云石滤料。改用白云石滤料。第31页/共197页第三十一页，共196页。采用升流过滤方式和较大采用升

28、流过滤方式和较大采用升流过滤方式和较大采用升流过滤方式和较大(jio d)(jio d)(jio d)(jio d)的过滤速度，有利于消的过滤速度，有利于消的过滤速度，有利于消的过滤速度，有利于消除气体的阻碍作用。除气体的阻碍作用。除气体的阻碍作用。除气体的阻碍作用。另外，过滤中和产物另外，过滤中和产物另外，过滤中和产物另外，过滤中和产物CO2CO2CO2CO2溶于水使出水溶于水使出水溶于水使出水溶于水使出水pHpHpHpH值约为值约为值约为值约为5 5 5 5，经曝气，经曝气，经曝气，经曝气吹脱吹脱吹脱吹脱CO2CO2CO2CO2，则，则，则，则pHpHpHpH值可上升到值可上升到值可上升到

29、值可上升到6 6 6 6左右。左右。左右。左右。脱气方式可用穿孔管曝气吹脱、多级跌落自然脱气，板条填脱气方式可用穿孔管曝气吹脱、多级跌落自然脱气，板条填脱气方式可用穿孔管曝气吹脱、多级跌落自然脱气，板条填脱气方式可用穿孔管曝气吹脱、多级跌落自然脱气，板条填料淋水脱气等。料淋水脱气等。料淋水脱气等。料淋水脱气等。必须限制进水中悬浮杂质的浓度，以防堵塞滤料。滤料的粒必须限制进水中悬浮杂质的浓度，以防堵塞滤料。滤料的粒必须限制进水中悬浮杂质的浓度，以防堵塞滤料。滤料的粒必须限制进水中悬浮杂质的浓度，以防堵塞滤料。滤料的粒径也不宜过大。另外，失效的滤渣应及时清除，并随时补加径也不宜过大。另外，失效的滤

30、渣应及时清除，并随时补加径也不宜过大。另外，失效的滤渣应及时清除，并随时补加径也不宜过大。另外，失效的滤渣应及时清除，并随时补加滤料，直至例床换料。滤料，直至例床换料。滤料，直至例床换料。滤料，直至例床换料。采用碳酸盐做中和滤料，均有采用碳酸盐做中和滤料，均有CO2CO2气体产生，气体产生，它能附着在滤料表面，形成气体薄膜，阻碍反它能附着在滤料表面，形成气体薄膜，阻碍反应的进行应的进行(jnxng)(jnxng)。酸的浓度愈大，产生的。酸的浓度愈大，产生的气体就愈多，阻碍作用也就越严重。气体就愈多，阻碍作用也就越严重。第32页/共197页第三十二页，共196页。二、中和滤池二、中和滤池普通普通

31、(ptng)中和滤池中和滤池 普通普通(ptng)中和滤池一般是为固定床重力式，水的流向分平流式和竖流式中和滤池一般是为固定床重力式，水的流向分平流式和竖流式（又分升流式和降流式），滤料粒径一般为（又分升流式和降流式），滤料粒径一般为30-50mm，不得混有粉料杂质，当，不得混有粉料杂质，当废水中含有可能堵塞滤料的物质时，应进行预处理，过滤速度一般不大于废水中含有可能堵塞滤料的物质时，应进行预处理，过滤速度一般不大于5 m/h，接触时间不小于，接触时间不小于10min，滤床厚度一般为，滤床厚度一般为1-1.5m。但是，当进水的硫酸浓度较大时，这种滤池极易在滤料表面结垢，并且不易冲但是，当进水的

32、硫酸浓度较大时，这种滤池极易在滤料表面结垢，并且不易冲掉，从而中断中和反应进程。实践掉，从而中断中和反应进程。实践(shjin)表明，这种滤池的中和效果很差。表明，这种滤池的中和效果很差。第33页/共197页第三十三页，共196页。98 10098 100136 18136 18生成硫酸钙微溶于水，生成硫酸钙微溶于水，18时溶解度为时溶解度为1.6g/L，采用石灰石能中，采用石灰石能中和硫酸浓度为：和硫酸浓度为：1.6:136 x:98x=1.15g/L分析：分析：1）当进水硫酸浓度大于）当进水硫酸浓度大于1.15g/L，中和反应生成的，中和反应生成的CaSO4浓度大浓度大于于1.6g/L，超

33、过浓度积，会析出，超过浓度积，会析出CaSO4沉淀。沉淀。2）由于存在）由于存在(cnzi)盐效应的过饱和现象，一般进水的硫酸浓度可提盐效应的过饱和现象，一般进水的硫酸浓度可提高到高到2.0-2.4g/L。3）应用中要注意进水的硫酸浓度，不使滤池堵塞。）应用中要注意进水的硫酸浓度，不使滤池堵塞。4）采用升流式膨胀床可以减少硫酸钙结壳）采用升流式膨胀床可以减少硫酸钙结壳计算：石灰石与硫酸反应计算：石灰石与硫酸反应(fnyng)生成硫酸钙。生成硫酸钙。H2SO4+CaCO3CaSO4+H2O第34页/共197页第三十四页，共196页。升流式膨胀升流式膨胀(png zhng)(png zhng)中和

34、滤池中和滤池（恒速）（恒速）由于粒径小，就增大了反应面积，缩短中和时间；由于粒径小，就增大了反应面积，缩短中和时间；由于流速大，滤科可以悬浮起来由于流速大，滤科可以悬浮起来(q li)，通过互相碰撞，使表面形成的硬壳容易剥离下来，通过互相碰撞，使表面形成的硬壳容易剥离下来，从而可以适当增大进水中硫酸的允许含量；从而可以适当增大进水中硫酸的允许含量；由于是升流运动，剥离的硬壳容易随水流走，由于是升流运动，剥离的硬壳容易随水流走，CO2气体易排出，不致造成滤床堵塞。气体易排出，不致造成滤床堵塞。滤料层厚度在运行初期为滤料层厚度在运行初期为11.2m，最终换料时为，最终换料时为2m，滤料膨胀率保持，

35、滤料膨胀率保持50。池底设。池底设0.150.2m的卵石垫层，池项保持的卵石垫层，池项保持0.5m的清水区。采用升流式膨胀中和滤池处理合硫酸废水，硫的清水区。采用升流式膨胀中和滤池处理合硫酸废水，硫酸允许浓度可提高到酸允许浓度可提高到2.22.3gL。升流式膨胀中和滤的特点升流式膨胀中和滤的特点(tdin)是滤料粒径小是滤料粒径小(0.53mm)、滤速高、滤速高(6670mk)、废水由下向上流动。、废水由下向上流动。第35页/共197页第三十五页，共196页。变速变速(bin s)(bin s)升流式膨胀中和滤池升流式膨胀中和滤池如果改变升流式滤池的结构，采用变截面如果改变升流式滤池的结构，采

36、用变截面(jimin)中和滤池，中和滤池，使下部滤速仍保持使下部滤速仍保持6070mh，而上部滤速减为，而上部滤速减为1520mh，则可获双重好处：，则可获双重好处：既保持较高的过滤速度，又不致于使细小滤料既保持较高的过滤速度，又不致于使细小滤料随水流失随水流失(lish)，使滤抖尺寸的适用范围增，使滤抖尺寸的适用范围增大。大。这种改良式的升流滤池叫变速升流式膨胀中和滤池。采用此种滤池这种改良式的升流滤池叫变速升流式膨胀中和滤池。采用此种滤池这种改良式的升流滤池叫变速升流式膨胀中和滤池。采用此种滤池这种改良式的升流滤池叫变速升流式膨胀中和滤池。采用此种滤池处理合硫酸废水，可使硫酸允许浓度提高至

37、处理合硫酸废水，可使硫酸允许浓度提高至处理合硫酸废水，可使硫酸允许浓度提高至处理合硫酸废水，可使硫酸允许浓度提高至2.58 g/L2.58 g/L。升流式滤池要升流式滤池要求布水均匀，因此常采用大阻力配水系统和比较均匀的集水系统。此外，要求池子直径求布水均匀，因此常采用大阻力配水系统和比较均匀的集水系统。此外，要求池子直径不能太大，一般不大于不能太大，一般不大于1.52.0m。第36页/共197页第三十六页，共196页。滚筒可用钢板制成，内衬防腐层，直径滚筒可用钢板制成，内衬防腐层，直径lm或更大，长度约为直径的或更大，长度约为直径的67倍。筒倍。筒内壁有不高的纵向隔条，推动滤料旋转。滚筒转速

38、约每分钟内壁有不高的纵向隔条，推动滤料旋转。滚筒转速约每分钟10转，转轴倾斜转，转轴倾斜0.5010。滤料的粒径较大。滤料的粒径较大(达十几毫米达十几毫米)，装科体积约占转简体积的一半；，装科体积约占转简体积的一半；最大优点是进水的硫酸浓度可以超过允许浓度数倍，而滤料粒径却不必破碎得最大优点是进水的硫酸浓度可以超过允许浓度数倍，而滤料粒径却不必破碎得很小，硫酸质量浓度可以达到很小，硫酸质量浓度可以达到3.03.5g/L。缺点是负荷率低、缺点是负荷率低、(约为约为36m3m2h)、构造复杂、动力、构造复杂、动力(dngl)费用较高、费用较高、运转时噪音较大，同时对设备材料的耐蚀性能要求高。运转时

39、噪音较大，同时对设备材料的耐蚀性能要求高。滚筒式中和滤池滚筒式中和滤池 装于滚筒中的滤料随滚筒一起转动，使滤科互装于滚筒中的滤料随滚筒一起转动，使滤科互相相(h xing)碰撞，及时剥离由中和产物形成的覆碰撞，及时剥离由中和产物形成的覆盖层，可以加快中和反应速度。废水由滚筒的一盖层，可以加快中和反应速度。废水由滚筒的一端流入，由另一端流出。端流入，由另一端流出。第37页/共197页第三十七页，共196页。喷淋塔喷淋塔 利用烟道气中和碱性印染利用烟道气中和碱性印染(ynrn)废水是一种经济有效废水是一种经济有效的中和方法。烟道气中含有高达的中和方法。烟道气中含有高达24的的CO2，有时还含有少量

40、，有时还含有少量SO2及及H2S等酸性气体。等酸性气体。将烟道气通入碱性废水，或利用将烟道气通入碱性废水，或利用碱性废水作为除尘的喷淋水碱性废水作为除尘的喷淋水但处理后废水中的悬浮物含量大但处理后废水中的悬浮物含量大为增加，硫化物、耗氧量和色度为增加，硫化物、耗氧量和色度也都有所增加，还需对废水进行也都有所增加，还需对废水进行补充处理。补充处理。第38页/共197页第三十八页，共196页。第三节 化学(huxu)沉淀法用易溶的化学药用易溶的化学药(沉淀剂）使溶液中某种粒子沉淀剂）使溶液中某种粒子(lz)(lz)以它的一种难溶的盐或氢氧化物从溶液中析出，在化以它的一种难溶的盐或氢氧化物从溶液中析

41、出，在化学上称沉淀法（学上称沉淀法（chemical precipitation)chemical precipitation)。废水处理中，常用化学废水处理中，常用化学(huxu)(huxu)沉淀法去除废水沉淀法去除废水中有害离子中有害离子阳离子阳离子Hg2+Hg2+、Cd2+Cd2+、Pb2+Pb2+、Cu2+Cu2+、Zn2+Zn2+、Cr2+Cr2+阴离子阴离子SO42-SO42-、PO43-PO43-、CrO42-CrO42-。第39页/共197页第三十九页，共196页。匈牙利毒水泄露(xilu)引发严重生态灾难匈牙利西南部一座铝工厂的有毒废水从贮存水塘决堤外泄，至少匈牙利西南部一座

42、铝工厂的有毒废水从贮存水塘决堤外泄，至少(zhsho)流入七座村庄，造成四人死亡六人失踪。流入七座村庄，造成四人死亡六人失踪。匈牙利连续几个星期豪雨不停，造成西南部一座铝工厂贮存匈牙利连续几个星期豪雨不停，造成西南部一座铝工厂贮存(zhcn)有毒废水的水塘决堤，这些含有碱性重金属的红色有毒洪流大量倾泄，当局紧急撤离居民，政府也宣布受灾的三个郡县进入紧急状态。由于这些有毒废水可能流入有毒废水的水塘决堤，这些含有碱性重金属的红色有毒洪流大量倾泄，当局紧急撤离居民，政府也宣布受灾的三个郡县进入紧急状态。由于这些有毒废水可能流入“多瑙河多瑙河”，当局出动五百名军警救难人员，全力防止这场生态灾难进一步扩

43、散。，当局出动五百名军警救难人员，全力防止这场生态灾难进一步扩散。第40页/共197页第四十页，共196页。救援人员身穿防护服清理救援人员身穿防护服清理(qngl)有毒泥浆有毒泥浆环保官员表示，这是有史以来，匈牙利发生的最严重化工业意外。灾后清理可能需要十八个环保官员表示，这是有史以来，匈牙利发生的最严重化工业意外。灾后清理可能需要十八个月的时间，同时必须月的时间，同时必须(bx)耗费大量金钱，匈牙利正考虑向欧盟请求技术及财政上的援助。耗费大量金钱，匈牙利正考虑向欧盟请求技术及财政上的援助。钼（钼）钼（钼）m一种金属元素。可用来生产一种金属元素。可用来生产(shngchn)特种钢，是电子工业的

44、重要特种钢，是电子工业的重要材料材料第41页/共197页第四十一页，共196页。约约100万立方米含有万立方米含有(hnyu)钼、铅等重金属的有毒废水涌向附近村镇和河流，钼、铅等重金属的有毒废水涌向附近村镇和河流，已造成已造成4死死3失踪、至少失踪、至少120伤伤第42页/共197页第四十二页，共196页。一家水质监测机构的官员称，匈牙利一家铝厂泄漏一家水质监测机构的官员称，匈牙利一家铝厂泄漏(xilu)出的有毒废水已经流入多瑙河，这条著名河流的生态系统将面临重大考验。出的有毒废水已经流入多瑙河，这条著名河流的生态系统将面临重大考验。第43页/共197页第四十三页，共196页。云南曲靖村民云南

45、曲靖村民(cnmn)拿出被拿出被铬铬污染的桔子污染的桔子第44页/共197页第四十四页，共196页。被重金属污染被重金属污染(wrn)的农田的农田第45页/共197页第四十五页，共196页。原理：根据化学原理：根据化学(huxu)沉淀的必要条件，一定温度下，难溶沉淀的必要条件，一定温度下，难溶盐盐MmNnMmNn在饱和溶液在饱和溶液(bo h rn y)(bo h rn y)下，沉淀和溶解反应如下。下，沉淀和溶解反应如下。mm、n n分别表示分别表示(biosh)(biosh)离子离子Mn+Mn+、Nm-Nm-的系数。的系数。根据质量作用原理，溶度积常数可表示为根据质量作用原理，溶度积常数可表

46、示为K KMmNnMmNnmM n+nN m-MmNn第46页/共197页第四十六页，共196页。溶度积常数(chngsh)当能结合成为难溶盐的两种离子的浓度之积时，该盐将会析当能结合成为难溶盐的两种离子的浓度之积时，该盐将会析出，而这两种离子的浓度将下降，需要出，而这两种离子的浓度将下降，需要(xyo)(xyo)去除的离子就去除的离子就与水分离。与水分离。第47页/共197页第四十七页，共196页。溶度积常数溶度积常数(chngsh)(chngsh)第48页/共197页第四十八页，共196页。溶度积常数溶度积常数KMmNnKMmNn的影响的影响(yngxing)(yngxing)因素：因素：

47、1 1）同名离子效应：当沉淀）同名离子效应：当沉淀(chndin)(chndin)溶解平衡后，如果向溶液中加溶解平衡后，如果向溶液中加入含有某一离子的试剂，则沉淀入含有某一离子的试剂，则沉淀(chndin)(chndin)溶解度减少向沉淀溶解度减少向沉淀(chndin)(chndin)方向移动方向移动2 2）盐效应：在有强电解质存在状况下，溶解度随强电解）盐效应：在有强电解质存在状况下，溶解度随强电解质浓度的增大而增加，反应质浓度的增大而增加，反应(fnyng)向溶解方向转移。向溶解方向转移。3 3）酸效应酸效应：溶液的：溶液的PHPH值可影响沉淀物的溶解度，称为酸效应。值可影响沉淀物的溶解度

48、，称为酸效应。4 4）络合效应：络合效应：若溶液中存在可能与离子生成可溶性络合若溶液中存在可能与离子生成可溶性络合物的络合剂，则反应向相反方向进行，沉淀溶解，甚至不发生物的络合剂，则反应向相反方向进行，沉淀溶解，甚至不发生沉淀。沉淀。应用：如果污水中含有大量的应用：如果污水中含有大量的MMn+n+离子，要降低浓度，可离子，要降低浓度，可向污水中投入化学物质，提高污水中向污水中投入化学物质，提高污水中NNm-m-浓度，使离子积大于溶浓度，使离子积大于溶度积度积 K K，结果，结果MMmmNNn n从污水中沉淀折出，降低从污水中沉淀折出，降低 MMn+n+浓度。浓度。第49页/共197页第四十九页

49、，共196页。一、氢氧化物沉淀法一、氢氧化物沉淀法金属氢氧化物的溶解度与污水的金属氢氧化物的溶解度与污水的PH值关系很大。值关系很大。M(OH)n表示金属的氢氧化物，表示金属的氢氧化物，Mm+表示金属离子表示金属离子(lz)。则电离方程式则电离方程式其溶度积为其溶度积为M n+n(OH-)M(OH)nKM(OH)n=Mn+OH-n同时同时(tngsh)水发生电离水发生电离H2OH+OH-水的离子积为水的离子积为KH2OH+OH-=110-14第50页/共197页第五十页，共196页。K H 2O代入上式代入上式将上式取对数将上式取对数(dush)(K M(OH)n+)n H M n+=重金属离

50、子的溶解度与重金属离子的溶解度与pHpH值关系绘成曲线，从曲线中可以值关系绘成曲线，从曲线中可以(ky)(ky)得到，重金属离子的浓度值。得到，重金属离子的浓度值。处理污水中的处理污水中的Fe2+Fe2+离子时，离子时，pHpH值大于值大于9 9则可完全沉淀则可完全沉淀处理污水中处理污水中Al3Al3离子时，离子时，pHpH值严格为值严格为 5.5 5.5，否则，否则AL(OH)3AL(OH)3沉淀物又会溶解。沉淀物又会溶解。一、氢氧化物一、氢氧化物(qnynhuw)沉淀法沉淀法第51页/共197页第五十一页，共196页。一、氢氧化物一、氢氧化物(qnynhuw)沉淀法沉淀法化学式Ksp化学式