污水处理工业废水的化学处理方法.pptx
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1、一、概述二、酸碱废水互相中和法三、药剂中和法四、过滤中和法第三章 工业废水的化学处理 1第一节第一节 中和中和第1页/共53页第一节第一节 中和中和一、概述1、酸碱废水的来源与处置酸性废水:化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂几金属酸洗车间等;碱性废水:印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂等;当酸或碱废水的浓度很高时,如在3%-5%以上时,应考虑回用和综合利用的可能性;当浓度不高,如小于3%时,才考虑中和处理。第2页/共53页第一节第一节 中和中和一、概述2、中和法的适用情况在废水排入水体之前,因为水生生物对pH值的变化极其敏感,当大量废水排入后使水体的pH值变得偏酸或偏碱时,会产生不良影响;在废水
2、排入城市排水管道之前,由于酸、碱对排水管道产生腐蚀作用,一般城市排水管道对排入工业废水的pH值都有明确的规定;在废水需要进行化学或生物处理之前,对于化学处理(如混凝、除磷等),要求废水pH值升高或降低到某一需要的最佳值。对于生物处理,废水的pH值通常应维持在6.58.5范围内,以保证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。第3页/共53页第一节第一节 中和中和一、概述3、中和药剂酸性废水中和处理采用的中和药剂:石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等;碱性废水中和处理采用的中和药剂:盐酸和硫酸等;中和剂的单位消耗量见表1及表2.第4页/共53页表1 碱性中和剂的单位消耗量酸类名称酸类名称酸类名称酸类名称
3、中和中和中和中和1g1g1g1g所需碱性物质的量所需碱性物质的量所需碱性物质的量所需碱性物质的量/g/g/g/gCaOCaOCaOCaOCa(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2CaCOCaCOCaCOCaCO3 3 3 3MgCOMgCOMgCOMgCO3 3 3 3CaCOCaCOCaCOCaCO3 3 3 3-MgCO-MgCO-MgCO-MgCO3 3 3 3硫酸硫酸硫酸硫酸H H H H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 40.5710.5710.5710.5710.7550.7550.7550.7551.021.021.021.020.860.860.86
4、0.860.940.940.940.94盐酸盐酸盐酸盐酸HClHClHClHCl0.770.770.770.771.011.011.011.011.371.371.371.371.151.151.151.151.291.291.291.29硝酸硝酸硝酸硝酸HNOHNOHNOHNO3 3 3 30.4450.4450.4450.4450.590.590.590.590.7950.7950.7950.7950.6680.6680.6680.6680.7320.7320.7320.732醋酸醋酸醋酸醋酸HCHHCHHCHHCH3 3 3 3COOHCOOHCOOHCOOH0.4660.4660.46
5、60.4660.6160.6160.6160.6160.830.830.830.830.6950.6950.6950.695-碱类名称碱类名称碱类名称碱类名称中和中和中和中和1g1g1g1g碱所需酸性物质的量碱所需酸性物质的量碱所需酸性物质的量碱所需酸性物质的量/g/g/g/gH H H H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4HClHClHClHClHNOHNOHNOHNO3 3 3 3100%100%100%100%98%98%98%98%100%100%100%100%98%98%98%98%100%100%100%100%98%98%98%98%NaOHNaOHNaOHNaOH1
6、.221.221.221.221.241.241.241.240.910.910.910.912.532.532.532.531.371.371.371.372.422.422.422.42KOHKOHKOHKOH0.880.880.880.880.900.900.900.900.650.650.650.651.801.801.801.801.131.131.131.131.741.741.741.74CaCaCaCa(OHOHOHOH)2 2 2 20.320.320.320.321.341.341.341.340.990.990.990.992.742.742.742.741.701.70
7、1.701.702.622.622.622.62NHNHNHNH3 3 3 32.882.882.882.882.932.932.932.932.122.122.122.125.905.905.905.903.713.713.713.715.705.705.705.70表2 酸性中和剂的单位消耗量第5页/共53页第一节第一节 中中 和和一、概述4、中和方法废水的中和方法有酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和和过滤中和3种方法;中和方法的选择应考虑:含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规律;首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料,并尽可能加以利用;本地区中和药剂和滤料(如石灰石、
8、白云石等)的供应情况;接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件,后续处理(如生物处理)对pH值的要求等。第6页/共53页第一节第一节 中中 和和二、酸碱废水互相中和法1、要求:是将酸性废水和碱性废水共同引入中和池中,并在池内进行混合搅拌。中和结果,应该使废水呈中性或弱碱性。根据质量守恒原理计算酸、碱废水的混合比例或流量,并且使实际需要量略大于计算量。当酸、碱废水的流量和浓度经常变化,而且波动很大时,应该设调节池加以调节,中和反应则在中和池 进行,其容积应按1.52.0h的废水量考虑。第7页/共53页第一节第一节 中中 和和二、酸碱废水互相中和法2、废水需要量计算:中和时酸性废水和碱性废水的
9、酸和碱的当量数应相等,即按当量定律来计算:Q1C1=Q2C2式中 Q1,Q2-酸性、碱性废水流量,L/h;C1,C2-酸性、碱性废水的当量浓度,克当量/h。在中和过程中,酸碱双方的当量恰好相等时称为中和反应的等当点;强酸强碱互相中和时,由于生成的强酸强碱盐不发生水解,因此等当点即中性点,溶液的PH值等于7.0;若中和一方为弱酸或弱碱时,由于中和过程所生成的盐的水解,尽管达到等当点,但溶液并非中性,PH值大小取决于所生成盐的水解度。第8页/共53页第一节第一节 中中 和和例12-1(1)百分比浓度当量浓度百分比浓度为重量之比,故的1.4%aOH中占1.4%*1000=14g的NaOH,当量浓度为
10、14/40.01=0.3499geq/L(2)克当量流量8m3/h=8000L/h=8000*0.3499=2799.20geq/hHCl-NaOH=2808.49-2799.20=9.29geq/h(3)混合后废水的当量浓度9.29/(8+16.3)=0.38 geq/m3=0.38*10-3 geq/L(4)混合后废水的pH值l全部电离,且当量浓度摩尔浓度,故H+=0.38*10-3 mol/L,pH=-lgH+=3.42(5)中和池有效容积 反应时间取2hW=(8+16.3)*2=48.6m3第9页/共53页第一节第一节 中中 和和二、酸碱废水互相中和法3、中和设备:当水质水量变化较小或
11、后续处理对PH要求较宽时,可在集水井(或管道、混合槽)内进行连续混合反应;当水质水量变化不大或后续对PH要求较高时,可设连续流中和池。中和时间视水质水量变化情况确定,一般采用1-2h;当水质水量变化较大,且水量较小时,连续流无法保证出水PH要求,或出水中还含有其他杂质或重金属离子时,多采用间歇式中和池。池有效容积可按污水排放周期(如一班或一昼夜)中的废水量来计算。第10页/共53页第一节第一节 中中 和和三、药剂中和法1、酸性废水的药剂中和处理中和剂及其用量 中和剂:常用石灰.石灰乳有凝聚作用,适用处理杂质多高浓度的酸性废水.可选用工业废渣.用量:书中表12-2:中和酸所需碱、盐量,同时要考虑
12、纯度和不均匀性问题第11页/共53页第一节第一节 中中 和和三、药剂中和法中和反应 石灰可以中和不同浓度的酸性废水,在用石灰乳时,中和反应方程式如下:废水中含有其他金属盐类,如铁、铅、锌、铜等也消耗石灰乳的用量,反应如下:第12页/共53页第一节第一节 中中 和和三、药剂中和法药剂中和处理工艺流程主要装置投药装置混合反应装置沉淀池沉渣脱水装置出水第13页/共53页第一节第一节 中中 和和三、药剂中和法投药装置 采用石灰做中和剂时,一般采用干投或湿投,一般采用湿投,见右图。石灰经消解后,形成石灰乳排至溶液槽。消解采用人工和机械法。采用机械搅拌、空气搅拌、水泵搅拌。石灰乳投配装置第14页/共53页
13、第一节第一节 中中 和和三、药剂中和法混合反应装置 混合时间:用石灰和酸性废水时,采用2-5min。其它采用5-10min,如下图,四室隔板反应池,采用压缩空气搅拌。四室隔板反应池沉淀池 采用竖流式(沉渣量少时)或平流式(排泥困难时)。沉渣用污泥泵排出。沉渣脱水装置 采用机械脱水或干化场脱水第15页/共53页第一节第一节 中中 和和三、药剂中和法2、碱性废水的药剂中和处理中和剂 硫酸、盐酸、硝酸、烟道气中和反应 以含氢氧化钠和氢氧化铵碱性废水为例,中和剂用工业硫酸,其化学反应如下:如果硫酸铵的浓度足够,可考虑回收利用。以含氢氧化钠碱性废水为例,用烟道气中和,烟道气中含CO2量可达24%。其化学
14、反应如下:第16页/共53页第一节第一节 中中 和和四、过滤中和法定义:酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应的方法。适用对象:用于酸性废水的中和处理。滤料:石灰石、大理石、白云石。类型:普通中和滤池、升流式膨胀中和滤池、滚筒中和滤池。第17页/共53页第一节第一节 中中 和和1、普通中和滤池适用范围 对硫酸废水,因中和过程中生成的硫酸钙在水中溶解度很小,易在滤料表面形成覆盖层,阻碍滤料和酸的接触反应。硫酸极限浓度:用石灰石时为2g/L,白云石为5g/L硝酸和盐酸的极限浓度:20g/L四、过滤中和法第18页/共53页第一节第一节 中中 和和四、过滤中和法普通中和滤池形式 分为升流式和降流式。
15、参数:滤料直径为30-50mm,过滤速度1-1.5m/h,接触时间不少于10min,滤床厚度为1-1.5m.。中和滤池的计算 自学第19页/共53页第一节第一节 中中 和和2、升流式膨胀中和滤池废水从滤池的底部进入,从池顶流出,使滤料处于膨胀状态。分类:恒滤速变滤速 恒滤速升流式膨胀中和滤池采用大阻力或小阻力布水系统进水。大阻力布水系统底部装有栅状配管,干管与支管下部开有孔眼,下设卵石承托层,滤层高度一般为1.0m1.2m,总高度一般为33.5m。为使滤料处于膨胀状态并互相摩擦,不结垢,避免堵塞,流速采用6080m/h,膨胀率保持在50%左右。上清水区高度为0.5m。变滤速膨胀中和滤池下部横截
16、面积小,上部大。上滤速下部为130150m/h,上部为4060m/h,使滤层全部都能膨胀,上部出水可少带料,克服了恒速膨胀滤池下部膨胀不起来,上部带出小颗粒滤料的缺点。应用实例:自学四、过滤中和法第20页/共53页第一节第一节 中中 和和3、滚筒中和滤池这种装置的优点是进水硫酸浓度可超过极限浓度值数倍,滤料不必破碎到很小粒径,但构造复杂,动力费用高,运行时设备噪音较大。四、过滤中和法第21页/共53页一、概述二、氢氧化物沉淀法三、硫化物沉淀法四、钡盐沉淀法第三章 工业废水的化学处理 2第二节第二节 化学沉淀化学沉淀第22页/共53页第二节第二节 化学沉淀化学沉淀 化学沉淀法是指向水中投加沉淀剂
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