水污染控制工程——中和-文檔資料

1、11 中和11概述1 1）定義：）定義：（1 1）酸含量大于酸含量大于35的高濃度含酸廢水，常的高濃度含酸廢水，常稱為稱為廢酸液廢酸液； 酸性廢水有的含無機(jī)酸酸性廢水有的含無機(jī)酸( (如硫酸、硝酸、鹽酸、如硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、氫氟酸、氫氰酸等磷酸、氫氟酸、氫氰酸等) )，有的含有機(jī)酸，有的含有機(jī)酸( (如如醋酸、甲酸、檸檬酸等醋酸、甲酸、檸檬酸等) )。（2 2）堿含量大于堿含量大于1 3的高濃度含堿廢水，的高濃度含堿廢水，常稱為常稱為廢堿液廢堿液。 堿性廢水中含有堿性物質(zhì)，如苛性鈉、碳酸鈉、堿性廢水中含有堿性物質(zhì)，如苛性鈉、碳酸鈉、硫化鈉及胺類等。硫化鈉及胺類等。 酸性廢水的危害程度比堿

2、性廢水要大。酸性廢水的危害程度比堿性廢水要大。22）酸堿廢水的來源：）酸堿廢水的來源： 酸性廢水主要來源于化工廠、化纖廠、酸性廢水主要來源于化工廠、化纖廠、電鍍廠、煤加工廠及金屬酸洗車間等。電鍍廠、煤加工廠及金屬酸洗車間等。 堿性廢水主要來源于印染廠、造紙廠、堿性廢水主要來源于印染廠、造紙廠、煉油廠和金屬加工廠等。煉油廠和金屬加工廠等。33 3）酸堿廢水的分類）酸堿廢水的分類 酸堿廢水按酸堿廢水按pHpH值的不同可分為以下幾類值的不同可分為以下幾類： 強(qiáng)酸性廢水強(qiáng)酸性廢水 pH4.5pHl0pHl0 廢水排放的廢水排放的PHPH值應(yīng)在值應(yīng)在6 69之間。之間。44）酸堿廢水的處理）酸堿廢水的處

3、理 高濃度高濃度的廢酸液、廢堿液往往要采用特殊的方的廢酸液、廢堿液往往要采用特殊的方法法回收回收其中的酸和堿。其中的酸和堿。 酸含量小于酸含量小于3 5或堿含量小于或堿含量小于l 3的的低濃度酸性廢水與堿性廢水常采用低濃度酸性廢水與堿性廢水常采用中和中和法處理法處理。 除中和處理之外，還有一種與此類似的處理操除中和處理之外，還有一種與此類似的處理操作，就是為了某種特殊要求，將廢水的作，就是為了某種特殊要求，將廢水的PH值值調(diào)節(jié)到某一特定值（范圍），這種處理操作叫調(diào)節(jié)到某一特定值（范圍），這種處理操作叫做做PH調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)。如將。如將PH值由中性或酸性調(diào)節(jié)至堿值由中性或酸性調(diào)節(jié)至堿性，稱為性，稱為堿

4、化堿化；有中性或堿性調(diào)節(jié)至酸性成為；有中性或堿性調(diào)節(jié)至酸性成為酸化酸化。5 5）中和處理適用于廢水處理中的下列情況：（1）廢水排入受納水體前，其廢水排入受納水體前，其pH值指標(biāo)超過排放值指標(biāo)超過排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。這時(shí)應(yīng)采用中和處理，以減少對(duì)水生生物。這時(shí)應(yīng)采用中和處理，以減少對(duì)水生生物的影響；的影響；（2）工業(yè)廢水排入城市下水道系統(tǒng)前工業(yè)廢水排入城市下水道系統(tǒng)前，為避免對(duì)，為避免對(duì)管道系統(tǒng)造成腐蝕；管道系統(tǒng)造成腐蝕；（3）廢水在排放前進(jìn)行廢水在排放前進(jìn)行中和，要比與其它廢水混中和，要比與其它廢水混合后的大量廢水進(jìn)行中和經(jīng)濟(jì)的多合后的大量廢水進(jìn)行中和經(jīng)濟(jì)的多。（4）化學(xué)處理或生物處理之前化學(xué)處理或生

5、物處理之前。對(duì)生物處理而言，。對(duì)生物處理而言，需將處理系統(tǒng)的需將處理系統(tǒng)的pH維持在維持在6.58.5范圍內(nèi)，以確范圍內(nèi)，以確保最佳的生物活力。對(duì)化學(xué)處理而言，也需要在保最佳的生物活力。對(duì)化學(xué)處理而言，也需要在一定的一定的pH范圍內(nèi)才能取得好的處理效果。范圍內(nèi)才能取得好的處理效果。返回目錄返回目錄61.2 酸堿中和過程酸堿鹽水酸堿鹽水 或或 HOH- H2O返回目錄返回目錄實(shí)際廢水的成分比較復(fù)雜，干擾酸堿平衡的因素很實(shí)際廢水的成分比較復(fù)雜，干擾酸堿平衡的因素很多，中和時(shí)多，中和時(shí)PH的變化也比較復(fù)雜。這時(shí)，的變化也比較復(fù)雜。這時(shí)，應(yīng)通過應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)繪制出中和曲線實(shí)驗(yàn)繪制出中和曲線，以確定中和劑投

6、加量。，以確定中和劑投加量。反應(yīng)生成的鹽可能是反應(yīng)生成的鹽可能是中性中性（強(qiáng)酸與強(qiáng)堿中和），也（強(qiáng)酸與強(qiáng)堿中和），也可能呈可能呈酸性酸性（強(qiáng)酸與弱堿中和），也可能呈（強(qiáng)酸與弱堿中和），也可能呈堿性堿性（強(qiáng)堿與弱酸中和）。強(qiáng)堿與弱酸中和）。71.3酸堿廢水的中和處理 1）酸性廢水的中和處理）酸性廢水的中和處理 （1）藥劑中和法）藥劑中和法 i） 特點(diǎn)：特點(diǎn)：藥劑中和法能處理任何濃度、任何性藥劑中和法能處理任何濃度、任何性質(zhì)的酸性廢水，對(duì)水質(zhì)和水量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，藥質(zhì)的酸性廢水，對(duì)水質(zhì)和水量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，藥劑利用率高。劑利用率高。 ii） 主要的藥劑：主要的藥劑： 石灰、苛性鈉、碳酸鈉、石灰石石灰、

7、苛性鈉、碳酸鈉、石灰石。 此外，作為綜合利用，也可以用堿性廢渣、廢液此外，作為綜合利用，也可以用堿性廢渣、廢液作為中和劑，如電石渣液、廢堿液等。作為中和劑，如電石渣液、廢堿液等。 最常用的是石灰最常用的是石灰(CaO ) 或其水溶液石灰乳或其水溶液石灰乳（ Ca(OH)2） 石灰乳對(duì)水中雜質(zhì)有凝聚作用，因此適于處理含石灰乳對(duì)水中雜質(zhì)有凝聚作用，因此適于處理含雜質(zhì)多的酸性廢水。雜質(zhì)多的酸性廢水。8 iii） 中和方式：中和方式：干法中和濕法中和：干法中和濕法中和： a 干法中和干法中和 定義：干法中和是把藥劑直接加入到需中和的水中。 特點(diǎn)： 設(shè)備簡(jiǎn)單，（帶電磁振蕩裝置的石灰投配器）；設(shè)備簡(jiǎn)單，（

8、帶電磁振蕩裝置的石灰投配器）； 反應(yīng)較慢，而且不易徹底，投藥量大反應(yīng)較慢，而且不易徹底，投藥量大(需為理論量需為理論量的的1.4-1.5倍倍)； 當(dāng)石灰成塊狀時(shí)需要破碎，勞動(dòng)強(qiáng)度大；當(dāng)石灰成塊狀時(shí)需要破碎，勞動(dòng)強(qiáng)度大； 干法投加時(shí)工作條件不好，勞動(dòng)強(qiáng)度大干法投加時(shí)工作條件不好，勞動(dòng)強(qiáng)度大。9b 濕法中和濕法中和 定義定義：把藥劑配成一定濃度的溶液添加。：把藥劑配成一定濃度的溶液添加。 一般石灰制備成石灰乳添加。一般石灰制備成石灰乳添加。 特點(diǎn)：需要設(shè)備多；特點(diǎn)：需要設(shè)備多； 反應(yīng)迅速、徹底；反應(yīng)迅速、徹底； 投藥量少，為理論值的投藥量少，為理論值的1.051.10 倍倍。 需要指出的是，藥劑的

9、制備在工業(yè)上的需要指出的是，藥劑的制備在工業(yè)上的實(shí)現(xiàn)并不是一件很容易的事，下面看工實(shí)現(xiàn)并不是一件很容易的事，下面看工業(yè)上如何實(shí)現(xiàn)。業(yè)上如何實(shí)現(xiàn)。10石灰濕法添加時(shí)石灰乳制備流程示意圖石灰濕法添加時(shí)石灰乳制備流程示意圖石灰消解石灰消解槽，濃度槽，濃度為為40%-50%40%-50%石灰乳液槽，制成石灰乳液槽，制成5%-10%5%-10%的石灰乳的石灰乳投配槽，有溢流投配槽，有溢流堰，保持液面恒堰，保持液面恒定，并調(diào)節(jié)流量定，并調(diào)節(jié)流量泵，輸送泵，輸送流量要大流量要大于需要量于需要量投加器投加器提板閘提板閘停止投加時(shí)停止投加時(shí)，石灰乳在，石灰乳在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，不易堵塞，不易堵塞機(jī)械攪拌裝置

10、機(jī)械攪拌裝置11iviv）實(shí)際廢水中和不易取得滿意的效果的原因：）實(shí)際廢水中和不易取得滿意的效果的原因：對(duì)于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的中和，特別是接近中對(duì)于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的中和，特別是接近中性點(diǎn)時(shí)，性點(diǎn)時(shí)，pH值與中和劑用量之間的關(guān)系值與中和劑用量之間的關(guān)系是非線性的。因此較難控制。是非線性的。因此較難控制。L使少量的中和劑與大量的廢水在短時(shí)間使少量的中和劑與大量的廢水在短時(shí)間內(nèi)徹底混合很困難；內(nèi)徹底混合很困難；廢水流量有時(shí)變化較大；廢水流量有時(shí)變化較大；廢水的廢水的pH值也隨時(shí)間的變化而變化。值也隨時(shí)間的變化而變化。 實(shí)際中常采用分步中和法：實(shí)際中常采用分步中和法：L12強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的中和曲線0 02 24 4

11、6 68 81010121214140 05050100100150150200200中和度中和度/pHpH13分步中和工藝示意圖分步中和工藝示意圖 進(jìn)水進(jìn)水出水出水石灰乳石灰乳攪拌14（v）酸性廢水投藥中和流程酸性廢水酸性廢水混合反應(yīng)混合反應(yīng)沉淀池沉淀池脫水或干化床脫水或干化床出渣出渣出水出水中和劑制備中和劑制備投投藥藥攪攪拌拌泵泵返回目錄返回目錄15（2）過濾中和）過濾中和 i i）定義：）定義： 過濾中和是指使廢水通過具有中和能力過濾中和是指使廢水通過具有中和能力的濾料進(jìn)行中和反應(yīng)。的濾料進(jìn)行中和反應(yīng)。L iiii）適用范圍：）適用范圍： 適用于含酸濃度不大于適用于含酸濃度不大于23mg

12、/L，并生成易溶，并生成易溶鹽的各種酸性廢水的中和處理。鹽的各種酸性廢水的中和處理。 當(dāng)廢水含大量懸浮物、油脂、重金屬鹽和其他當(dāng)廢水含大量懸浮物、油脂、重金屬鹽和其他毒物時(shí)，不宜采用。毒物時(shí)，不宜采用。16 iiiiii）常用濾料：）常用濾料： 石灰石石灰石(CaCO3)、白云石、大理石等，最常、白云石、大理石等，最常用的是石灰石。用的是石灰石。 濾料的選擇：濾料的選擇： 濾料的選擇與廢水中濾料的選擇與廢水中含何種酸含何種酸和和含酸濃度含酸濃度密切相關(guān)。以處理含硫酸廢水為例。密切相關(guān)。以處理含硫酸廢水為例。 a 當(dāng)采用石灰石為濾料時(shí)，硫酸濃度不應(yīng)超當(dāng)采用石灰石為濾料時(shí)，硫酸濃度不應(yīng)超過過12m

13、g/L，否則就會(huì)生成硫酸鈣外殼，否則就會(huì)生成硫酸鈣外殼，使中和反應(yīng)停止。使中和反應(yīng)停止。17 b 當(dāng)采用白云石當(dāng)采用白云石(CaCO3MgCO3)為濾料時(shí)，為濾料時(shí)，由于由于MgSO4溶解度很大，故產(chǎn)生的沉淀僅溶解度很大，故產(chǎn)生的沉淀僅為石灰石的一半，因此廢水含硫酸濃度可為石灰石的一半，因此廢水含硫酸濃度可以適當(dāng)提高，但缺點(diǎn)是反應(yīng)速度比石灰石以適當(dāng)提高，但缺點(diǎn)是反應(yīng)速度比石灰石慢。慢。 c 當(dāng)處理含鹽酸或硝酸的廢水時(shí)，因生成的當(dāng)處理含鹽酸或硝酸的廢水時(shí)，因生成的鹽溶解度都很大，則采用石灰石、大理石、鹽溶解度都很大，則采用石灰石、大理石、白云石作濾料均可。白云石作濾料均可。注：過濾中和均產(chǎn)生注：

14、過濾中和均產(chǎn)生CO2，CO2溶于水即為溶于水即為碳酸，使出水碳酸，使出水pH值在值在5左右，需用曝氣或左右，需用曝氣或吹脫的方法脫掉吹脫的方法脫掉CO2，提高，提高pH值。值。18 iv）過濾中和設(shè)備：）過濾中和設(shè)備：分類：分類：常用設(shè)備為常用設(shè)備為中和濾池中和濾池。 水平流向水平流向 普通中和濾池普通中和濾池 升流式升流式濾池濾池 豎流向豎流向 升流式膨脹中和濾池升流式膨脹中和濾池 降流式降流式19 a a）普通中和濾池）普通中和濾池升流式升流式降流式降流式20 普通中和濾池的工藝參數(shù)：普通中和濾池的工藝參數(shù)： 濾料粒徑：濾料粒徑：一般為一般為3050mm， 當(dāng)廢水中含有可能堵塞濾料的物質(zhì)時(shí)

15、，應(yīng)進(jìn)當(dāng)廢水中含有可能堵塞濾料的物質(zhì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。行預(yù)處理。 過濾速度過濾速度：指單位面積的濾池在單位時(shí)間內(nèi)：指單位面積的濾池在單位時(shí)間內(nèi)所通過的廢水體積，不大于所通過的廢水體積，不大于5 m/h。 接觸時(shí)間：接觸時(shí)間：不小于不小于l0min； 濾床厚度：濾床厚度：一般為一般為l1.5m 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 表面易結(jié)垢；易堵塞；過濾速度低（不大于5m/h ）。21 b b）升流式膨脹濾池）升流式膨脹濾池為克服上述缺點(diǎn)，出現(xiàn)了升流式膨脹濾池。 分類：可分為分類：可分為等速等速升流式膨脹濾池和變速升流式膨脹濾池。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 水流由下向上流動(dòng)，流速高達(dá)3070m/h，再加上生成的CO2氣體的作用，

16、使濾料互相碰撞摩擦，表面不斷更新，因此中和效果較好。 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：濾速高，中和效果好。濾速高，中和效果好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：要求布水均勻，因此池子直徑不能太大，并常采要求布水均勻，因此池子直徑不能太大，并常采用大阻力配水系統(tǒng)。濾料易流失，也使出水渾濁。用大阻力配水系統(tǒng)。濾料易流失，也使出水渾濁。 22等速升流式膨脹中和濾池示意圖配水系統(tǒng)配水系統(tǒng)卵石墊層卵石墊層石灰石濾料石灰石濾料清水區(qū)清水區(qū)集水槽集水槽配水系統(tǒng)配水系統(tǒng) 作用是使作用是使廢水沿整個(gè)濾池截面廢水沿整個(gè)濾池截面均勻分布均勻分布卵石墊層卵石墊層 作用是支作用是支撐濾料和使水進(jìn)一步撐濾料和使水進(jìn)一步分配均勻分配均勻清水區(qū)清水區(qū)

17、 濾料與中和濾料與中和后水在此分離后水在此分離集水槽集水槽 中和后的水中和后的水由此排出由此排出石灰石濾料石灰石濾料由下向上由下向上，粒徑逐漸減小，粒徑逐漸減小緩沖層緩沖層高度高度0.5m，水和濾料分離，在此水和濾料分離，在此區(qū)內(nèi)水流速逐漸減慢區(qū)內(nèi)水流速逐漸減慢進(jìn)水設(shè)備進(jìn)水設(shè)備緩沖層緩沖層23等速升流式膨脹中和濾池的配水系統(tǒng)24變速升流膨脹式中和濾池示意圖特點(diǎn)：特點(diǎn)：濾料層截面面積是變?yōu)V料層截面面積是變化的?；?。下部流速大下部流速大，可使大，可使大顆粒濾料處于懸浮狀態(tài)，可顆粒濾料處于懸浮狀態(tài)，可防止濾料表面形成防止濾料表面形成CaSO4覆覆蓋層蓋層 ；上部流速小上部流速小，保持，保持上部微小

18、濾料不致流失。上部微小濾料不致流失。可以可以提高濾料的利用率提高濾料的利用率，還，還可提高進(jìn)水含酸濃度，同時(shí)可提高進(jìn)水含酸濃度，同時(shí)不產(chǎn)生堵塞。不產(chǎn)生堵塞。這種濾池可大大這種濾池可大大提高濾速提高濾速，下部濾速可達(dá)下部濾速可達(dá)130150m/h，上部濾速可達(dá)，上部濾速可達(dá)4060m/h25變速升流膨脹式中和濾池處理酸性廢水的實(shí)用裝置流程26 c）中和濾池運(yùn)行中的注意事項(xiàng)：濾池出水中的濾池出水中的CO2一般由脫氣池去除，方法一般由脫氣池去除，方法有空氣曝氣、出水跌落、自然曝氣等。有空氣曝氣、出水跌落、自然曝氣等。濾池在運(yùn)行中，濾料有消耗，應(yīng)定期補(bǔ)充。濾池在運(yùn)行中，濾料有消耗，應(yīng)定期補(bǔ)充。運(yùn)行中應(yīng)防止高濃度酸性廢水進(jìn)入濾池。否運(yùn)行中應(yīng)防止高濃度酸性廢水進(jìn)入濾池。否則會(huì)使濾料表面結(jié)垢失去作用。則會(huì)使濾料表面結(jié)垢失去作用。濾池運(yùn)行一定時(shí)期后，由于沉淀物積累過多濾池運(yùn)行一定時(shí)期后，由于沉淀物積累過多導(dǎo)致中和效果下降，應(yīng)進(jìn)行倒床，更換新濾導(dǎo)致中和效果下降，應(yīng)進(jìn)行倒床，更換新濾料。料。返回目錄返回目錄27 2）堿性廢水的中和處理）堿性廢水的中和處理（1）處理方法）處理方法：（a）利用酸性廢水中和；）利用酸性廢水中和；（