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废水的化学及物理化学处理
4 废水的化学及物理化学处理 4.1 中 和 法 酸性废水中常见的酸性物质有硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸等无机酸及醋酸、甲酸、柠檬酸等有机酸,并常溶解有金属盐。 碱性废水中常见的碱性物质有苛性钠、碳酸钠、硫化钠及胺类等。 二、酸性废水的中和处理 (一)投药中和法 1.投加药剂 常用的碱性中和剂有石灰、电石渣和石灰石、白云石,有时也可用NaOH、Na2CO3。投药量按化学反应计算或实验确定。 1)干法 2)湿法 4.中和槽类型 1)带搅拌的混合反应器 2)带折流板的管式反应器(器中搅拌时间很短) 5.适用范围及特点 此法可中和任何性质、任何浓度的酸性废水。该法的缺点是劳动卫生条件差,操作管理复杂,制备溶液、投配药剂需要较多的机械设备。采用石灰质药剂时,其明显的缺点是质量难于保证,灰渣较多,沉渣体积大,且不易脱水。 (二)过滤中和法 1.碱性滤料 石灰石(CaCO3)、大理石(CaCO3)、白云石(CaCO3·MgCO3)等。 2.特点 过滤中和法的优点是操作管理简单,出水pH值较稳定,沉渣最少(只有废水体积的0.1%),缺点是需要控制进水的硫酸浓度。 3.适用范围 各种酸在中和后形成的盐具有不同的溶解度,其顺序大致为: Ca(NO3)2 、CaCl2 >MgSO4 >> CaSO4 > CaCO3 、MgCO3 由此可见: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,不宜采用过滤中和法;中和处理硫酸时,最好选用含镁的中和滤料(白云石)。 (三)利用碱性废水和废渣的中和法 在同时存在酸性废水和碱性废水的情况下,可以以废治废,互相中和。 (四)利用天然水体及土壤中碱度的中和法 天然水体及土壤中的重碳酸盐可用来中和酸性废水,但必须持慎重态度,对其长远影响进行观察。 三、碱性废水的中和处理 处理方法: 1.投酸中和法; 2.利用酸性废水及废气中和法。 采用烟道气中和碱性废水,一般在喷淋塔等装置中进行,使废水处理与消烟除尘、气体的净化结合起来。 4.2 混 凝 法 是指在混凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚为絮凝体,然后予以分离除去的水处理法。通过混凝法,可以去除废水中难以用沉降法去除的细分散固体颗粒、乳状油及胶体物质等。 “混凝”是凝聚和絮凝的总称(即混合和反应) 二、胶体的稳定性 胶粒在水中的相互作用受以下三方面的影响: ①带相同电荷的胶粒产生静电斥力,而且电动电位愈高,胶粒间的静电斥力愈大; ②受水分子热运动的撞击,使微粒在水中作不规则的运动,即“布朗运动”; ③胶粒之间还存在着相互引力——范德华引力。当间距较大时,此引力略去不计。 三、混凝原理 1.压缩双电层理论 2. 电性中和作用 3. 吸附架桥作用 4. 网捕作用 注:在废水实际处理中,上述各种机理往往同时或交叉发挥作用,只是依条件的不同而以其中的某一种起主导作用而已。 四、混凝剂和助凝剂 五、影响混凝效果的主要因素 1. 水温 2.废水的PH值 PH值的高低不但直接影响着污染物存在的形态和表面性质,而且影响着混凝剂的水解平衡及产物的存在形态和时间。 3.混凝剂的种类和加量 4.搅拌强度和搅拌时间 混合阶段搅拌强度大,时间短;反应阶段搅拌强度小,时间长。 1.混凝剂的配制和投加设备 (1)混凝剂的溶解和配制。 溶解池:溶解池应有搅拌装置,以加速药剂的溶解。 溶液池:药剂完全溶解后,将浓药液送人溶液池,用清水稀释到一定的浓度备用。 (2)混凝剂溶液的投加。 药剂投入废水中必须有计量及定量设备,并能随时调节投加量。计量设备可以用转子流量计、电磁流量计等。投加方式可以采用重力投加、水射器投加、及计量泵投加。 (3)混合设备 ①水泵混合 见P60图4.6 ②隔板混合 见P61图4.8 ③机械混合 见P61图4.9 (4)反应设备 ①隔板反应池 见P62图4.10 ②机械搅拌反应池 见P62图4.11 4.3 氧 化 还 原 法 一、氧化还原法 利用废水中的污染物在化学反应过程中能被氧化或还原的性质,将它转变成无毒或微毒的,或易于从水中分离出来的新物质,从而将其从废水中除去的方法。 2.常用氧化剂——空气、臭氧、氯气、次氯酸钠及漂白粉; 常用还原剂——硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠、水合肼及铁屑等。 3.影响处理能力的动力学因素 二、氧化法 (一)空气(及纯氧)氧化法 1.应用条件 用O2进行氧化反应,在常温、常压、无催化剂时,空气氧化法(曝气法)所需反应时间很长,使其应用受到限制,如加高温、高压、r射线辐照等,氧化反应速度将大大加快。 2.适用范围:含硫(Ⅱ)废水处理
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