污水的化学处理化学沉淀法.pptx
《污水的化学处理化学沉淀法.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《污水的化学处理化学沉淀法.pptx(45页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 化学沉淀法定义化学沉淀法定义 化化学学沉沉淀淀法法是是向向污污水水中中投投加加某某种种化化学学物物质质,使使它它与与污污水水中中的的溶溶解解物物质质发发生生化化学学反反应应,生生成成难难溶溶于于水水的的沉沉淀淀物物,以以降降低低污污水水中中溶溶解解物物质质的的方法。方法。主要针对废水中的阴、阳离子。第1页/共45页化学沉淀法的处理对象化学沉淀法的处理对象 (主要针对废水中的阴、阳离子。)(1 1)废废水水中中的的重重金金属属离离子子及及放放射射性性元元素素:如如CrCr3+3+、CdCd3+3+、HgHg2+2+、ZnZn2+2+、NiNi2+2+、CuCu2+2+、PbPb2+2+、FeF
2、e3+3+等。等。(2 2)给水处理中去除钙,镁硬度。)给水处理中去除钙,镁硬度。(3 3)某些非金属元素:如)某些非金属元素:如S S2-2-、F F-、磷等。、磷等。(4)某些有机污染物某些有机污染物第2页/共45页化学沉淀法化学沉淀法工艺过程工艺过程 (1 1)投投加加化化学学沉沉淀淀剂剂,生生成成难难溶溶的的化化学学物物质质,使污染物沉淀析出。使污染物沉淀析出。投药,反应,沉淀析出投药,反应,沉淀析出 (2 2)通通过过凝凝聚聚、沉沉降降、浮浮选选、过过滤滤、离离心心、吸附等方法,进行吸附等方法,进行固液分离固液分离。(3 3)泥渣的处理和回收泥渣的处理和回收利用。利用。第3页/共45
3、页 原理根据化学沉淀的必要条件,一定温度下,难溶盐MmNn在饱和溶液下,沉淀和溶解反应如下。m、n分别表示离子Mn+、Nm-的系数。根据质量作用原理,溶度积常数可表示为LMmNn 一、基本原理第4页/共45页溶度积常数溶度积常数 KspMmNn=Mn+mNm-n=kMmNn=常数 其中其中 MMn+n+表示金属阳离子摩尔浓度(表示金属阳离子摩尔浓度(mol/Lmol/L)NNm-m-表示阴离子摩尔浓度(表示阴离子摩尔浓度(mol/Lmol/L)难溶盐的溶度积常数均可在难溶盐的溶度积常数均可在化学手册化学手册中查到中查到。第5页/共45页 KspMmNnMmNn=M=Mn+n+m mNNm-m-
4、n n=k=kMMm mN Nn n=常数常数 根据溶度积原理,可以判断溶液中是否有沉淀产生:根据溶度积原理,可以判断溶液中是否有沉淀产生:A A、离子积离子积MMn+n+m mNNm-m-n n KspMmNnMmNn时,时,形成形成MmNnMmNn沉淀。沉淀。可可见见,要要降降低低MMn+n+可可考考虑虑增增大大NNm-m-的的值值,具具有有这这种种作作用的化学物质为用的化学物质为沉淀剂。沉淀剂。第6页/共45页在饱和溶液中,可根据在饱和溶液中,可根据溶度积常数溶度积常数计算难溶盐在溶液中的计算难溶盐在溶液中的溶解度溶解度S SMmNnMmNn 由于由于 MMn+n+=m S=m SMmN
5、n MmNn N Nm-m-=nS=nSMmNnMmNn 有有 KspMmNnMmNn=mS=mSMmNnMmNn m mnnMmNnMmNn n n 得得 第7页/共45页分级沉淀:分级沉淀:当当溶溶液液中中有有多多种种离离子子都都能能与与同同一一种种离离子子生生成成沉沉淀淀时时,可可通通过过溶溶度度积积原原理理来来判判断断生生成成沉沉淀淀的的顺顺序序称为称为分级沉淀分级沉淀。如如:溶溶液液中中同同时时存存在在BaBa2+2+、CrOCrO4 42-2-、SOSO4 42-2-,何何种离子首先发生沉淀析出?种离子首先发生沉淀析出?BaBa2+2+SOSO4 42-2-=BaSOBaSO4 4
6、 KspBaSO4BaSO4 =1.1101.110-10-10BaBa2+2+CrOCrO4 42-2-=BaCrOBaCrO4 4 KspBaCrO4BaCrO4=2.3102.310-1010 判判断断分分级级沉沉淀淀的的先先后后,不不要要单单纯纯的的通通过过溶溶度度积积常常数数(或或溶溶解解度度)的的大大小小来来判判定定,要要以以离离子子浓浓度度乘乘积积与与溶溶度度积积KspKsp的的关关系系为为指指标标,看是否满足沉淀的条件。看是否满足沉淀的条件。第8页/共45页溶度积常数 易溶难溶是相对的易溶难溶是相对的易溶难溶是相对的易溶难溶是相对的,我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐
7、中的某一我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐中的某一我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐中的某一我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐中的某一离子离子离子离子;例如,难溶解的CaSO4的Ks=9.110-6,但是BaSO4的Ks=1.110-10,更低,可以用CaSO4作为沉淀剂,沉淀Ba 2+。第9页/共45页 溶度积常数KspMmNn的影响因素:1)同名离子效应当沉淀溶解平衡后,如果向溶液中加入含有某一离子的试剂,则沉淀溶解度减少向沉淀方向移动 2)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,反应向溶解方向转移。3)酸效应溶液的PH值可影响沉淀物的
8、溶解度,称为酸效应。4)络合效应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,甚至不发生沉淀。应用:如果污水中含有大量的Mn+离子,要降低浓度,可向污水中投入化学物质,提高污水中Nm-浓度,使离子积大于溶度积L,结果MmNn从污水中沉淀折出,降低 Mm+浓度。第10页/共45页二、氢氧化物沉淀法 金属氢氧化物的溶解与污水的PH值关系很大。M(OH)n表示金属的氢氧化物,Mm+表示金属离子。则电离方程式其溶度积为同时水发生电离 水的离子积为第11页/共45页 代入上式 将上式取对数 图 金属氢氧化物的溶解度与pH值的关系将重金属离子的溶解度与将重金属离子的溶解度
9、与PH值值关系绘成曲线,从曲线中可以关系绘成曲线,从曲线中可以得到,重金属离子的浓度值。得到,重金属离子的浓度值。第12页/共45页 注意:采用氢氧化法处理污水,PH值是一个重要因素,处理污水中的 Fe2+离子时,PH值大于9则可完全沉淀,而处理污水中Al3离子时,PH值严格为 5.5,否则AL(OH)3沉淀物又会溶解。第13页/共45页氢氧化物沉淀法的影响因素pH沉淀剂种类沉淀方式第14页/共45页氢氧化物沉淀法 应用实例o o (1)如用氢氧化物沉淀法处理含镉废水,一般pH值应为9.512.5。当pH=8时,残留浓度为1mg/L;当pH值升至10或11时,残留浓度分别降至0.1和0.000
10、75mg/L;如果采用砂滤或铁盐、铝盐凝聚沉降,则可改进出水水质。o (2)对于含铜废水(11000mg/L)的处理,pH值为9.010.3最好。若采用铁盐共沉淀,效果尤佳,残留浓度为0.150.17mg/L。o (3)不宜采用石灰处理焦磷酸铜废水,主要原因是pH值要求高(达12),形成大量焦磷钙沉渣,使沉淀中铜含量低,回收价值小。o (4)对于某含镍100mg/L的废水,投加石灰250mg/L,pH达9.9,出水含镍可降至1.5 omg/L。第15页/共45页第16页/共45页三、铁氧体沉淀法1 1铁氧体(铁氧体(FerriteFerrite)概述)概述 物理性质物理性质-是指一类具有一定晶
11、体结构的复合氧化是指一类具有一定晶体结构的复合氧化物,它具有高的导磁率和高的电阻率(其电阻率比铜物,它具有高的导磁率和高的电阻率(其电阻率比铜大大1010131310101414倍),是一种重要的磁性介质。铁氧体不倍),是一种重要的磁性介质。铁氧体不溶于酸、碱、盐溶液,也不溶于水。溶于酸、碱、盐溶液,也不溶于水。第17页/共45页铁氧体沉淀法铁氧体的组成铁氧体的组成-尖晶石型铁氧体化学组成尖晶石型铁氧体化学组成BOABOA2 2O O3 3。B-B-二价金属,如二价金属,如FeFe、MgMg、ZnZn、MnMn、CoCo、NiNi、CaCa等;等;-三价金属,如三价金属,如FeFe、AlAl、
12、CrCr、MnMn、V V、CoCo等。等。磁铁矿(其主要成分为磁铁矿(其主要成分为FeFe3 3O O4 4或或FeOFeFeOFe2 2O O3 3)就是一种天然)就是一种天然的尖晶石型铁氧体。的尖晶石型铁氧体。第18页/共45页2.2.铁氧体沉淀法定义铁氧体沉淀法定义 废水中各种废水中各种金属离子金属离子形成不溶性的形成不溶性的铁氧体晶粒铁氧体晶粒而沉而沉淀析出的方法叫做铁氧体沉淀法。淀析出的方法叫做铁氧体沉淀法。3 3 铁氧体沉淀法的工艺流程铁氧体沉淀法的工艺流程(1)配料反应(2)加碱共沉淀(3)充氧加热,转化沉淀(4)固液分离(5)沉渣处理第19页/共45页(1)(1)配料反应配料
13、反应 为了形成铁氧体,通常要有足量的为了形成铁氧体,通常要有足量的FeFe2+2+和和FeFe+。通常。通常要额外补加硫酸亚铁和氯花亚铁等。要额外补加硫酸亚铁和氯花亚铁等。投加二价铁离子的作用有三:投加二价铁离子的作用有三:1)1)补充补充FeFe2+2+;2)2)通过氧化,补充通过氧化,补充FeFe3+3+;3)3)如废水中有六价铬,则如废水中有六价铬,则FeFe2+2+能将其还原为能将其还原为CrCr3+3+,作为形,作为形成铁氧体的原料之一;同时,成铁氧体的原料之一;同时,FeFe2+2+被六价铬氧化成被六价铬氧化成FeFe3+3+,可作为三价金属离子的一部分加以利用。可作为三价金属离子
14、的一部分加以利用。(2)(2)加碱共沉淀加碱共沉淀 根据金属离子不同,用氢氧化钠调整根据金属离子不同,用氢氧化钠调整pHpH值至值至8 89 9。在常温及缺氧条件下,金属离子以在常温及缺氧条件下,金属离子以M(OH)M(OH)2 2及及M(OH)M(OH)3 3的胶的胶体形式同时沉淀出来,如体形式同时沉淀出来,如Cr(OH)Cr(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)2 2和和Zn(OH)Zn(OH)2 2等。等。沉淀呈墨绿色沉淀呈墨绿色,金属离子已基本沉淀完全。金属离子已基本沉淀完全。调整调整pHpH值时不可采用石灰,原因是它的溶解度小和杂质多,值时不可采用石
15、灰,原因是它的溶解度小和杂质多,未溶解的颗粒及杂志混入沉淀中,会影响铁氧体的质量。未溶解的颗粒及杂志混入沉淀中,会影响铁氧体的质量。第20页/共45页(3)(3)充氧加热充氧加热,转化沉淀转化沉淀 调整二价和三价金属离子的比例,通常向废水中通调整二价和三价金属离子的比例,通常向废水中通入空气,使部分入空气,使部分Fe()Fe()转化为转化为Fe()Fe()。此外,加热可促。此外,加热可促使反应进行、氢氧化物使反应进行、氢氧化物 。胶体破坏和脱水分解,使之逐渐转化为铁氧体:胶体破坏和脱水分解,使之逐渐转化为铁氧体:Fe(OH)Fe(OH)3 3FeOOHFeOOH十十H H2 2O O FeOO
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 污水的化学处理 化学沉淀法 污水 化学 处理 沉淀
限制150内