第三章 水的化学处理法
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B：受水分子热运动的撞击，使胶体在水中做不规则的 布朗运动。（胶体粒子小，比表面积大，故表面能大， 在布朗运动作用下，有自发地相互聚集的倾向。）
C：胶粒之间还存在着相互引力——范德华引力。范德 华引力的大小与胶粒间距离的平方成反比，当间距较大 时，可忽略不计。
稳定原因：
（1）一般水中的胶粒，ξ电位较高。其互相间斥力不仅与电位 有关，还与胶粒的间距有关，距离愈近，斥力愈大。而布朗运 动的动能不足以将两颗胶粒推近到使范德华引力发挥作用的距 离（即静电斥力大于范德华力）。因此，胶体微粒不能相互聚 结而长期保持稳定的分散状态。
❖ 以废治废：酸碱当量数应相同 两种污水相互中和时，由于水量和浓度难以保
持稳定，所以给操作带来困难。在此情况下，
一般在混合反应池前设有均质池。
（二）药剂中和法 对水质水量波动适应性强
1.主要药剂：
白云石
石灰，苛性钠，碳酸钠，石灰石，电石渣，白云石等
最常用
电石渣
投药中和法的工艺过程主要包括: 中和药剂的制备与投配、混合与反应、中和产物
中和废水中过量的酸或碱水的以中及和调反整应废。水的酸碱
度，使中和后的废水呈中性或接近中性，以
适宜下一步处理或外排的要求。
2.适用情况：
（1）废水排入受纳水体前，pH值超过排放标准
（2）工业废水排入城市的下水道系统前，以免 对管道系统造成腐蚀
（3）化学处理或生物处理前。
Fenton 6.5～8.5
3、酸性废水与碱性的废水
酸水的危害 较碱水大 得多
❖
来源： 化工厂，电镀厂，化纤厂，金属酸洗车间
பைடு நூலகம்
❖ 酸水种类：
无机酸：HCl、H2SO4、HF、 HCN、 H3PO4
有机酸：醋酸，柠檬酸，甲酸 ❖ 碱水种类：
苛性钠、碳酸钠、硫化钠及胺类
❖ 处理方法： 酸性废水与碱性废水相互中和 药剂中和 过滤中和
二、酸性废水的中和处理
㈠ 利用碱性废水中和
颗粒物
混凝剂 絮凝剂
n+
吸附
+
+
n－
n－
+ n－
+
分离 絮凝 絮体、絮团
±
+
±
+
±
±
+
电中和 凝聚
一、混凝基本原理
1. 胶体的稳定性
胶体及其双电层结构示意
电位离子 反离子
滑动面 胶团边界
胶核
吸附层 扩散层
胶粒
ξ电位 Ψ电位
胶体的结构
胶核——胶体分子聚合而成的胶体微粒。 电位形成离子——胶核表面吸附的某种离子。 反离子——电位形成离子在静电作用下所吸附的溶液中的异号离子。 双电层——胶体微粒表面所吸附的阴、阳离子层。 束缚反离子——紧附在胶体微粒表面并随其运动的反离子。 吸附层——电位形成离子与束缚反离子所组成的电位层（几个离子或一
停留时间5-10s
酸性污水投药中和之前，有时需要进行预处理。
预处理包括悬浮杂质的澄清、水质及水量的均和。前
者可以减少投药量,后者可以创造稳定的处理条件。
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。
水由下向上流动，整个筒体过 水断面不变，故上升流速为恒 定。由于在中和反应过程中产 生 CO2气体的作用，使滤料互 相碰撞摩擦，滤料面不断更新， 滤料利用率高，中和效果较好。
3. 滚筒式中和滤池
装于滚筒中的滤料随 滚筒一起转动，使滤 料相互碰撞，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。
个分子大小）。 自由反离子——胶体微粒运动时，与其表面脱离而与液体一起运动的反
离子。 扩散层——自由反离子构成的离子层。 胶粒——由胶核与吸附层组成。 胶团——由胶粒与扩散层组成。
胶体在水中受到几个方面的影响：
A：由于胶粒的带电现象，带相同电荷的胶体产生静电 斥力，而且ξ电位越高，胶体间的静电斥力越大。
➢ 100μm以上的悬浮液— 沉淀或过滤 ➢ 1nm～100μm间的部分悬浮液和胶体溶液—
混凝
混凝就是通过向水中投加一些药剂（常称混 凝剂）使水中难以沉淀的细小颗粒及胶体颗粒 脱稳并互相聚集成粗大的颗粒而沉淀，从而实 现与水分离，达到水质的净化。
混凝＝凝聚＋絮凝
混和
+
投药
n－
+ n－
+ n－
+
+
n－
的分离、泥渣的处理与利用。 酸性污水投药中和流程如图所示。
投加石灰的方法
(1)干投法：石灰振荡设备
❖ 优点：设备简单 ❖缺点： 反应慢，不够充分，中和剂耗用量大
(理论量的1.4～1.5倍)
(2)湿投法
石灰 消解槽
40%-50%
机械搅拌
水泵循环
溢流
乳液槽
投配槽
5%-10%
隔板式 机械搅拌
混合反应器
第三章 水的化学处理技术
污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除 水中的杂质。
处理对象主要是污水中无机的或有机的(难于生 物降解的)溶解物质或胶体物质。
常用的化学处理方法有化学混凝、中和法、化 学沉淀法和氧化还原法。
第一节 中和
一、中和基本原理 中和原理
1.中和处理的目的
中和处理发生的主要 反应是酸与碱生成盐和
废水由一端流入，另 一端流出。
三、碱性废水的中和处理
（一）利用酸性物质中和 ❖ 含酸废水，烟道气（CO2、SO2、H2S） ❖ 喷淋塔: 水、气逆流
（二）药剂中和法：
逆流接触反 应器
H2SO4、 HCl、 压缩CO2
价格低 反应物溶解度高、渣少
第二节 混凝
化学混凝处理的对象主要是水中的微小悬 浮物和胶体杂质。
（三）过滤中和 • 过滤中和法是指用碱性滤料形成的滤床来
处理酸性污水，当酸性污水流过滤床的碱性滤 料时，酸性污水即被中和。 • 这种方法适用于含酸浓度不大于2～3mg/L、 并生成易溶盐的各种酸性污水的中和处理。 • 当污水含有大量悬浮物、油脂、重金属盐 和其他毒物时，不宜采用过滤中和法。
❖ 优点：操作方便，运行费用低，劳动条件好 ❖ 缺点： 进水酸浓度受到限制
滤料的选择： 酸的种类，酸的浓度
➢HCl，HNO3：
石灰石，大理石（CaCO3）；白云石（MgCO3• CaCO3）
➢ H2SO4：
白云石
1. 普通中和滤池
❖ 水流方向：
平流式
‘ ’ 竖流式
❖ 滤料粒径：
升流式 降流式
φ30-50mm，不能混有粉质
普通过滤中和滤池
2.升流式膨胀中和滤池
该滤池由底部大阻力穿孔管进 水装置、卵石垫层、滤料层 （石灰石滤料）、清水层和出 水槽等组成。
C：胶粒之间还存在着相互引力——范德华引力。范德 华引力的大小与胶粒间距离的平方成反比，当间距较大 时，可忽略不计。
稳定原因：
（1）一般水中的胶粒，ξ电位较高。其互相间斥力不仅与电位 有关，还与胶粒的间距有关，距离愈近，斥力愈大。而布朗运 动的动能不足以将两颗胶粒推近到使范德华引力发挥作用的距 离（即静电斥力大于范德华力）。因此，胶体微粒不能相互聚 结而长期保持稳定的分散状态。
❖ 以废治废：酸碱当量数应相同 两种污水相互中和时，由于水量和浓度难以保
持稳定，所以给操作带来困难。在此情况下，
一般在混合反应池前设有均质池。
（二）药剂中和法 对水质水量波动适应性强
1.主要药剂：
白云石
石灰，苛性钠，碳酸钠，石灰石，电石渣，白云石等
最常用
电石渣
投药中和法的工艺过程主要包括: 中和药剂的制备与投配、混合与反应、中和产物
中和废水中过量的酸或碱水的以中及和调反整应废。水的酸碱
度，使中和后的废水呈中性或接近中性，以
适宜下一步处理或外排的要求。
2.适用情况：
（1）废水排入受纳水体前，pH值超过排放标准
（2）工业废水排入城市的下水道系统前，以免 对管道系统造成腐蚀
（3）化学处理或生物处理前。
Fenton 6.5～8.5
3、酸性废水与碱性的废水
酸水的危害 较碱水大 得多
❖
来源： 化工厂，电镀厂，化纤厂，金属酸洗车间
பைடு நூலகம்
❖ 酸水种类：
无机酸：HCl、H2SO4、HF、 HCN、 H3PO4
有机酸：醋酸，柠檬酸，甲酸 ❖ 碱水种类：
苛性钠、碳酸钠、硫化钠及胺类
❖ 处理方法： 酸性废水与碱性废水相互中和 药剂中和 过滤中和
二、酸性废水的中和处理
㈠ 利用碱性废水中和
颗粒物
混凝剂 絮凝剂
n+
吸附
+
+
n－
n－
+ n－
+
分离 絮凝 絮体、絮团
±
+
±
+
±
±
+
电中和 凝聚
一、混凝基本原理
1. 胶体的稳定性
胶体及其双电层结构示意
电位离子 反离子
滑动面 胶团边界
胶核
吸附层 扩散层
胶粒
ξ电位 Ψ电位
胶体的结构
胶核——胶体分子聚合而成的胶体微粒。 电位形成离子——胶核表面吸附的某种离子。 反离子——电位形成离子在静电作用下所吸附的溶液中的异号离子。 双电层——胶体微粒表面所吸附的阴、阳离子层。 束缚反离子——紧附在胶体微粒表面并随其运动的反离子。 吸附层——电位形成离子与束缚反离子所组成的电位层（几个离子或一
停留时间5-10s
酸性污水投药中和之前，有时需要进行预处理。
预处理包括悬浮杂质的澄清、水质及水量的均和。前
者可以减少投药量,后者可以创造稳定的处理条件。
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。
水由下向上流动，整个筒体过 水断面不变，故上升流速为恒 定。由于在中和反应过程中产 生 CO2气体的作用，使滤料互 相碰撞摩擦，滤料面不断更新， 滤料利用率高，中和效果较好。
3. 滚筒式中和滤池
装于滚筒中的滤料随 滚筒一起转动，使滤 料相互碰撞，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。
个分子大小）。 自由反离子——胶体微粒运动时，与其表面脱离而与液体一起运动的反
离子。 扩散层——自由反离子构成的离子层。 胶粒——由胶核与吸附层组成。 胶团——由胶粒与扩散层组成。
胶体在水中受到几个方面的影响：
A：由于胶粒的带电现象，带相同电荷的胶体产生静电 斥力，而且ξ电位越高，胶体间的静电斥力越大。
➢ 100μm以上的悬浮液— 沉淀或过滤 ➢ 1nm～100μm间的部分悬浮液和胶体溶液—
混凝
混凝就是通过向水中投加一些药剂（常称混 凝剂）使水中难以沉淀的细小颗粒及胶体颗粒 脱稳并互相聚集成粗大的颗粒而沉淀，从而实 现与水分离，达到水质的净化。
混凝＝凝聚＋絮凝
混和
+
投药
n－
+ n－
+ n－
+
+
n－
的分离、泥渣的处理与利用。 酸性污水投药中和流程如图所示。
投加石灰的方法
(1)干投法：石灰振荡设备
❖ 优点：设备简单 ❖缺点： 反应慢，不够充分，中和剂耗用量大
(理论量的1.4～1.5倍)
(2)湿投法
石灰 消解槽
40%-50%
机械搅拌
水泵循环
溢流
乳液槽
投配槽
5%-10%
隔板式 机械搅拌
混合反应器
第三章 水的化学处理技术
污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除 水中的杂质。
处理对象主要是污水中无机的或有机的(难于生 物降解的)溶解物质或胶体物质。
常用的化学处理方法有化学混凝、中和法、化 学沉淀法和氧化还原法。
第一节 中和
一、中和基本原理 中和原理
1.中和处理的目的
中和处理发生的主要 反应是酸与碱生成盐和
废水由一端流入，另 一端流出。
三、碱性废水的中和处理
（一）利用酸性物质中和 ❖ 含酸废水，烟道气（CO2、SO2、H2S） ❖ 喷淋塔: 水、气逆流
（二）药剂中和法：
逆流接触反 应器
H2SO4、 HCl、 压缩CO2
价格低 反应物溶解度高、渣少
第二节 混凝
化学混凝处理的对象主要是水中的微小悬 浮物和胶体杂质。
（三）过滤中和 • 过滤中和法是指用碱性滤料形成的滤床来
处理酸性污水，当酸性污水流过滤床的碱性滤 料时，酸性污水即被中和。 • 这种方法适用于含酸浓度不大于2～3mg/L、 并生成易溶盐的各种酸性污水的中和处理。 • 当污水含有大量悬浮物、油脂、重金属盐 和其他毒物时，不宜采用过滤中和法。
❖ 优点：操作方便，运行费用低，劳动条件好 ❖ 缺点： 进水酸浓度受到限制
滤料的选择： 酸的种类，酸的浓度
➢HCl，HNO3：
石灰石，大理石（CaCO3）；白云石（MgCO3• CaCO3）
➢ H2SO4：
白云石
1. 普通中和滤池
❖ 水流方向：
平流式
‘ ’ 竖流式
❖ 滤料粒径：
升流式 降流式
φ30-50mm，不能混有粉质
普通过滤中和滤池
2.升流式膨胀中和滤池
该滤池由底部大阻力穿孔管进 水装置、卵石垫层、滤料层 （石灰石滤料）、清水层和出 水槽等组成。