工业废水的化学处理

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式中: 式中:
Q ——废水流量 3/h) 废水流量(m 废水流量 C ——废水中酸(碱)浓度 废水中酸( 浓度(kg/m3) ——换算(比重 ) 换算( 废水中酸 换算 比重1) a ——药剂单位理论耗量 药剂单位理论耗量(kg/kg) 药剂单位理论耗量 α ——药剂纯度或浓度 药剂纯度或浓度(0.6-0.98) 药剂纯度或浓度 K ——反应不均匀系数 反应不均匀系数(1.1-2.0) 反应不均匀系数
Q ⋅C ⋅a ⋅ K
α
( kg / h )
⑵碱性废水的药剂中和法
向碱性废水投加酸性药剂,使废水的pH值降 向碱性废水投加酸性药剂,使废水的 值降 低的方法。 低的方法。 • 常采用的中和剂有硫酸、盐酸、硝酸以及锅 常采用的中和剂有硫酸、盐酸、 炉烟道气( 炉烟道气(CO2、SO2)等,还应尽可能使用 一些工业废酸(工业硫酸)。 一些工业废酸(工业硫酸)。
12.1 中 和
(一)概述
中和的基本原理:用化学法使废水的pH值达 中和的基本原理:用化学法使废水的 值达 到适宜范围的过程。 到适宜范围的过程。 对于高浓度(大于 对于高浓度(大于3%)的酸、碱废水的处 )的酸、 理,应首先考虑回收其中的酸或碱以及综合 利用, 利用,只有当废水无回收及综合利用的价值 才采用中和法处理。 时,才采用中和法处理。
⑶ 中和方法的选择
选择中和方法时应考虑的因素: 选择中和方法时应考虑的因素:
酸、碱废水所含污染物的性质、浓度、 碱废水所含污染物的性质、浓度、 水量变化规律以及中和后水质要求 当地酸性或碱性废料来源 当地中和药剂和滤料的供应情况 受纳水体的性质、 受纳水体的性质、城市下水道能容纳废 水的条件,后续处理对pH的要求等 水的条件,后续处理对 的要求等
(六)化学沉淀法处理废水
⑴ 碱性锌酸盐镀锌废水处理 碱性锌酸盐镀锌工艺应用比较广泛。 碱性锌酸盐镀锌工艺应用比较广泛。锌的氢氧 化物兼有弱碱性和弱酸性,氢氧化锌不溶于水, 化物兼有弱碱性和弱酸性,氢氧化锌不溶于水, 但由于呈两性,在强酸或强碱中都能溶解。 但由于呈两性,在强酸或强碱中都能溶解。 其处理工艺为:在反应池中用硫酸将废水的 其处理工艺为:在反应池中用硫酸将废水的pH 值调8.5~ , 值调 ~9.0,废水的锌很快转化为氢氧化锌白 色沉淀, 色沉淀,而分离出的氢氧化锌再遇到氢氧化钠 溶液又溶解,可返回到镀槽再利用。 溶液又溶解,可返回到镀槽再利用。
• 中和剂的实际用量
由于药剂中常含有不参与中和反应的惰性杂 质,而且废水中常含有影响中和反应的杂质 以及中和反应混合不均匀等, 以及中和反应混合不均匀等,因此中和剂的 实际耗量比理论耗量高,应通过试验确定。 实际耗量比理论耗量高,应通过试验确定。
•药剂中和法投药量计算 药剂中和法投药量计算
G =
•中和法反应 中和法反应
据某厂经验,烟道气中和 值 的废水, 据某厂经验,烟道气中和PH值10~12的废水,出水可降至中性 的废水 优点:以废治废、投资省、运行费用低、 优点:以废治废、投资省、运行费用低、节水且可回收烟灰及 煤,把废水处理与消烟除尘结合起来 缺点:出水的硫化物、色度、耗氧量、水温等指标都升高, 缺点:出水的硫化物、色度、耗氧量、水温等指标都升高,还 需进一步处理。 需进一步处理。
12.3 氧化还原法
氧化还原法原理:利用氧化还原反应,将废水中的有 氧化还原法原理:利用氧化还原反应, 害物质氧化或还原, 害物质氧化或还原,使其变成无害或危害较小的新物 质 化学反应中,失去电子的过程叫氧化, 化学反应中,失去电子的过程叫氧化,失去电子的物 质称还原剂;得到电子的过程叫还原, 质称还原剂;得到电子的过程叫还原,得到电子的物 质叫氧化剂,在反应中被还原。 质叫氧化剂,在反应中被还原。 每个物质都有各自的氧化态和还原态, 每个物质都有各自的氧化态和还原态,其氧化还原电 位的高低决定了该物质的氧化还原能力。 位的高低决定了该物质的氧化还原能力。 废水的氧化还原处理法:分为氧化法和还原法两类 废水的氧化还原处理法:分为氧化法和还原法两类 氧化法
(2)中和方法的分类 )
酸性废水的中和方法主要有: 酸性废水的中和方法主要有:与碱性废水互 的中和方法主要有 相中和,药剂中和,过滤中和。 相中和,药剂中和,过滤中和。 碱性废水的中和方法主要有: 碱性废水的中和方法主要有:与酸性废水互 的中和方法主要有 相中和以及药剂中和。 相中和以及药剂中和。
பைடு நூலகம்
(二)酸碱废水中和法
⑴中和能力的计算
根据当量定律计算: 根据当量定律计算: Q1C1=Q2C2 等当点
等当点的pH 等当点的
⑵ 中和设备
当水质水量变化较小或后续处理对PH要求较宽 当水质水量变化较小或后续处理对 要求较宽 可在集水井(或管道、混合槽) 时:可在集水井(或管道、混合槽)内进行连续 混合反应。 混合反应。 当水质水量变化不大或后续处理对pH值要求高 当水质水量变化不大或后续处理对 值要求高 可设连续流中和池。 时:可设连续流中和池。 中和时间l~2h;有效容积V=(Q1+Q2)t ;有效容积 ( 中和时间 当水质水量变化较大且水量较小时: 当水质水量变化较大且水量较小时:多采用间 歇式中和池。 歇式中和池。
(三)药剂中和法
⑴酸性废水的药剂中和法:向酸性废水中投加碱性 酸性废水的药剂中和法: 药剂,使废水pH值升高的方法 值升高的方法。 药剂,使废水 值升高的方法。 • 常采用的中和剂为石灰、石灰石、大理石、白云 常采用的中和剂为石灰 石灰石、大理石、 石灰、 碳酸钠、苛性纳和氧化镁等。 石、碳酸钠、苛性纳和氧化镁等。 • 选择中和剂时,尽可能使用一些工业废渣,如 选择中和剂时,尽可能使用一些工业废渣,
(2)臭氧氧化法 (§12.4) ) §
臭氧( 个氧原子组成, 臭氧(O3):由3个氧原子组成,常温下为无色 个氧原子组成 气体,具有特殊的臭味,是一种强氧化剂, 气体,具有特殊的臭味,是一种强氧化剂,其氧 化能力仅次于氟,比氧、 化能力仅次于氟,比氧、氯及高锰酸盐等常用的 氧化剂都高。 氧化剂都高。 在理想的反应条件下, 在理想的反应条件下,臭氧可以把水溶液中大多 数单质和化合物氧化到它们的最高氧化态, 数单质和化合物氧化到它们的最高氧化态,对水 中有机物有强烈的氧化降解作用, 中有机物有强烈的氧化降解作用,还有强烈的消 毒杀菌作用。 毒杀菌作用。
常用氧化还原法及其应用
氯氧化法:氰化物,硫化物, 氯氧化法:氰化物,硫化物,消毒 臭氧氧化法: 臭氧氧化法:酚,氰化物,染料,有机物,消 氰化物,染料,有机物, 毒 Fenton试剂法:过氧化氢+硫酸亚铁,难降解 试剂法:过氧化氢+硫酸亚铁, 试剂法 有机物 光催化氧化法: +氧化剂, 光催化氧化法:UV+氧化剂,难降解有机物 电解氧化还原法:电镀废水, 电解氧化还原法:电镀废水,含酚废水
(二)氢氧化物沉淀法
大多数金属的氢氧化物在水中的溶度 积很小, 积很小,因此可以利用向水中投加某 种化学药剂使水中金属阳离子生成氢 氧化物沉淀而被去除。 氧化物沉淀而被去除。 氢氧化物沉淀法最经济的化学药剂是 石灰, 石灰,适用于不准备回收重金属的低 浓度废水处理。 浓度废水处理。
(三)硫化物沉淀法
Ch12 工业废水的化学处理
中和 (Neutralization) 化学沉淀 (Chemical Precipitation) 氧化还原 Oxidation-Reduction)
药剂 (Chemical) 臭氧 (Ozone) 电解 (Electrolysis) 催化氧化 (Catalytic Oxidation)
(1)酸碱废水的来源及危害 )
酸碱废水的来源: 酸碱废水的来源: 酸性废水:化工,化纤,电镀,电子, 酸性废水:化工,化纤,电镀,电子,金属加工 碱性废水:印染,金属加工,炼油, 碱性废水:印染,金属加工,炼油,造纸 酸碱废水的危害: 酸碱废水的危害: 破坏水体水质, 破坏水体水质,影响水生动植物生存 排水管道、 排水管道、设施腐蚀破坏 影响污水处理效果(混凝,生物) 影响污水处理效果(混凝,生物)
(一)氧化法
常用的氧化剂: 常用的氧化剂: 空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白 空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、 粉、次氯酸钠、二氧化氯、三氯化铁、 次氯酸钠、二氧化氯、三氯化铁、 过氧化氢和电解槽的阳极等。 过氧化氢和电解槽的阳极等。
(1)氯氧化法 )
氯氧化法采用氯系氧化剂,如次氯酸钠、 氯氧化法采用氯系氧化剂,如次氯酸钠、 漂白粉和液氯等 主要用于去除废水中的氰化物、硫化物、 主要用于去除废水中的氰化物、硫化物、 油类以及对废水进行脱色、 酚、醇、醛、油类以及对废水进行脱色、脱 臭、杀菌等处理 主要处理设备: 主要处理设备:反应池及沉淀池
化学软水站排出的白垩( 化学软水站排出的白垩(CaCO3) 有机化工厂排放的电石废渣Ca(OH)2 有机化工厂排放的电石废渣 钢厂或电石厂筛下的废石灰 热电厂的炉灰渣 硼酸厂的硼泥
•中和法反应 中和法反应
中和后生成的硫酸钙在水中的溶解度很小, 中和后生成的硫酸钙在水中的溶解度很小,此盐不仅形成沉 而且当硫酸浓度很高时, 淀,而且当硫酸浓度很高时,在药剂表面会产生硫酸钙的覆 盖层.影响和阻止中和反应的继续进行。当采用石灰石, 盖层.影响和阻止中和反应的继续进行。当采用石灰石,白 垩或白云石做中和剂时,药剂颗物应在0.5mm以下。 以下。 垩或白云石做中和剂时,药剂颗物应在 以下
大多数金属硫化物的溶解度一般比其氢氧化物的 要小很多, 要小很多,采用硫化物作沉淀剂可使废水中的金 属得到更完全地去除。 属得到更完全地去除。 硫化物沉淀法处理费用较高, 硫化物沉淀法处理费用较高,且硫化物固液分离 困难,常需投加凝聚剂,此法的应用不太广泛, 困难,常需投加凝聚剂,此法的应用不太广泛, 有时作为氢氧化物沉淀法的补充法。 有时作为氢氧化物沉淀法的补充法。 常用沉淀剂:硫化氢、硫化钠和硫化钾等。 常用沉淀剂:硫化氢、硫化钠和硫化钾等。
⑵ 硫化物沉淀法处理重金属废水
例如某化工厂需去除所排废液中的铅和镉污染, 例如某化工厂需去除所排废液中的铅和镉污染, 将含铅和镉废水调至微酸性, 将含铅和镉废水调至微酸性,以符合质量要求的 硫化锰固体为沉淀剂, 硫化锰固体为沉淀剂,通过反应生成硫化铅和硫 化镉沉淀,用过滤法去除沉淀物后, 化镉沉淀,用过滤法去除沉淀物后,将滤液蒸发 和结晶,可获得工厂制备氯化锰和硫酸锰的原料。 和结晶,可获得工厂制备氯化锰和硫酸锰的原料。
12.2 化学沉淀
(一)概述: 概述:
化学沉淀法:指向工业废水中投加某种化学物质, 化学沉淀法:指向工业废水中投加某种化学物质, 使其和废水中溶解物质发生反应并生成难溶盐沉 从而去除废水中该溶解性物质的方法。 淀,从而去除废水中该溶解性物质的方法。
• 用于处理含金属离子和某些阴离子的工业废水 • 一般采用氢氧化物、硫化物和碳酸盐等作为沉淀剂 一般采用氢氧化物、
(四)过滤中和法
过滤中和法:指酸性废水流过碱性滤料时与滤料进 过滤中和法: 行中和反应的方法。仅用于酸性废水的中和处理。 行中和反应的方法。仅用于酸性废水的中和处理。 碱性滤料:主要有石灰石、大理石和白云石等。 碱性滤料:主要有石灰石、大理石和白云石等。 中和滤池:有普通中和滤池、升流式中和滤池和过 中和滤池:有普通中和滤池、 滤中和滤池三种。 滤中和滤池三种。 优点:操作简单,出水 值较稳定 沉渣量少。 值较稳定, 优点:操作简单,出水pH值较稳定,沉渣量少。 缺点:废水的酸浓度不能太高, 缺点:废水的酸浓度不能太高,因为中和过程中生 成的钙盐沉淀在水中溶解度很小, 成的钙盐沉淀在水中溶解度很小,易在滤料表面形 成覆盖层,阻碍滤料和酸的接触反应,需定期倒床, 成覆盖层,阻碍滤料和酸的接触反应,需定期倒床, 劳动强度较高。 劳动强度较高。
(四)碳酸盐沉淀法
锌和铅等金属离子的碳酸盐的溶度积较 小,可投加碳酸钠到高浓度的含锌或含 铅废水中,形成锌或铅的碳酸盐沉淀, 铅废水中,形成锌或铅的碳酸盐沉淀, 从而回收重金属。 从而回收重金属。
(五)其他沉淀处理法
• 钡盐沉淀法:主要用于含六价铬的废水处理 钡盐沉淀法: • 铁氧体沉淀法:用于金属废水的处理与回收 铁氧体沉淀法: 利用。其特点是易沉淀分离。 利用。其特点是易沉淀分离。
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