廢水的化學處理交流學習

廢水的化學處理交流學習第一頁，共七十一頁，2022年，8月28日一中和法三化學沉淀法四氧化還原法五電解法六膜過濾七水處理圖集二化學混凝法第二頁，共七十一頁，2022年，8月28日

化學處理法是通過化學反應來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的廢水處理法。

處理對象主要是污水中無機的或有機的(難于生物降解的)溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。在化學處理法中，以投加藥劑產(chǎn)生化學反應為基礎的處理單元是：中和、混凝、氧化還原等。第三頁，共七十一頁，2022年，8月28日一

中和法第四頁，共七十一頁，2022年，8月28日1、在工業(yè)廢水處理中，中和法應用以下情況:（1）在廢水排入水體之前，因為水生生物對pH值的變化極其敏感，當大量廢水排入后使水體的pH值變得偏酸或偏堿時，會產(chǎn)生不良影響；（2）在廢水排入城市排水管道之前，由于酸、堿對排水管道產(chǎn)生腐蝕作用，一般城市排水管道對排入工業(yè)廢水的pH值都有明確的規(guī)定；（3）在廢水需要進行化學或生物處理之前，對于化學處理（如混凝、除磷等），要求廢水pH值升高或降低到某一需要的最佳值。對于生物處理，廢水的pH值通常應維持在6.5—8.5范圍內(nèi)，以保證處理構筑物內(nèi)的微生物維持最佳活性。第五頁，共七十一頁，2022年，8月28日2、工業(yè)廢水的中和處理1）酸和堿反應生成鹽和水稱為中和反應2）酸堿廢水的產(chǎn)生酸性污水——化工廠、化纖廠、電鍍廠，金屬加工廠等酸性污水PH＝1－4，腐蝕性強，改變水體的PH值，影響水生植物。堿性污水——印染廠、造紙廠、煉油廠的堿性污水PH＝10－14，腐蝕危害小于酸性水，影響水生植物。3）處置:

酸堿污水在濃度高時3%－5％以上，應考慮回收和綜合利用，制造硫酸亞鐵、硫酸鐵；在濃度不高時(<3%)可采用處理的方法。4）中和劑：

酸性污水的中和劑：蘇打NaCO3和苛性鈉NaOH具有組成均勻，易于貯存，反應迅速，易溶于水，但價格較高。石灰Ca(OH)2來源廣泛，價格便宜。石灰石CaCO3，白云石CaCO3＋MgCO3是開發(fā)的石料，在產(chǎn)地價格便宜，可以作為一種中和材料，主要用于濾床使用。堿性污水的中和劑——硫酸、鹽酸、煙道氣。

第六頁，共七十一頁，2022年，8月28日3、中和方法分類1)堿性污水中和處理常用于酸性污水中和、投酸中和、煙道氣中和堿性污水，堿性污水中和處理需具備采用方法的條件，投加酸中和方法簡單，但費用過高，煙道氣體中和方便實用。

①投酸中和，通常采用93%—96%的工業(yè)硫酸。若處理水量較小時，可用鹽酸中和。在投加酸之前，一般先將酸稀釋成10%左右，然后按設計要求的投量經(jīng)計量泵計量后加入。酸稀釋時應考慮腐蝕。

②煙道氣中和。煙道氣中含有CO2和SO2，溶于水中形成H2CO3、H2SO3，可中和堿性廢水。用煙道氣中和的方法有兩種，一是將堿性廢水作為濕式除塵器的噴淋水，另一種是使煙道氣通過堿性廢水。優(yōu)點：處理效果良好；以廢治廢；經(jīng)濟。缺點：會使處理后的廢水中懸浮物含量增加，硫化物和色度增加。第七頁，共七十一頁，2022年，8月28日第八頁，共七十一頁，2022年，8月28日

堿性廢水中和處理采用的中和藥劑：鹽酸和硫酸。酸性中和劑的單位消耗量，參見表堿類名稱中和1g堿所需酸性物質(zhì)的量/gH2SO4HClHNO3100%98%100%98%100%98%NaOH1.221.240.912.531.372.42KOH0.880.900.651.801.131.74Ca(OH)20.321.340.992.741.702.62NH32.882.932.125.903.715.70第九頁，共七十一頁，2022年，8月28日2)酸性污水中和處理用堿性物質(zhì)為中和劑，常采用石灰處理酸性污水，石灰還是混凝劑，可凝聚水中的雜質(zhì)，對于含雜質(zhì)多的酸性污水有利。

當污水中含有重金屬離子時，加入石灰，堿性增大使水中重金屬離子產(chǎn)生沉淀。

干投法－用機械將藥劑粉碎，直徑＜0.5mm，然后直接投入水中。濕投法－將藥劑溶解成液體，用計量設備控制投加量，可節(jié)省藥劑。第十頁，共七十一頁，2022年，8月28日第十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日

酸性廢水中和處理采用的中和藥劑：石灰、石灰石、白云石、蘇打、苛性鈉等.

第十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日

過濾中和法處理酸性污水使污水流經(jīng)具有中和能力的濾池，例如石灰石、白云石、大理石等，產(chǎn)生中和作用。石灰石與鹽酸反應白云石與硫酸反應白云石中含有,可生成溶解度較大的不會造成反應中濾池的堵塞，產(chǎn)生的是石灰石中和產(chǎn)生的50%，影響小一些。CaSO44MgSO-++ˉ?+-++?+2243422223COOHCaSOCaCOSOHCOOHCaClCaCO2HCl第十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日石灰石或白云石作中和劑時常呈粗粒狀，可作濾料，故用過濾法。水流由下向上流動，加上產(chǎn)生的CO2氣體的作用，使濾料相互碰撞摩擦，表面不斷更新，處理效果良好。第十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日中和方法的選擇應考慮：?含酸或含堿廢水所含酸類或堿類的性質(zhì)、濃度、水量及其變化規(guī)律；?首先應尋找能就地取材的酸性或堿性廢料，并盡可能加以利用；?本地區(qū)中和藥劑和濾料（如石灰石、白云石等）的供應情況；?接納廢水水體性質(zhì)、城市下水道能容納廢水的條件，后續(xù)處理（如生物處理）對pH值的要求等。第十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日酸堿廢水相互中和的設施：?當水質(zhì)水量變化較小，或廢水緩沖能力較大時，可不單獨設中和池，而在集水井或管道內(nèi)進行連續(xù)流式混合；?當水質(zhì)水量變化不大，廢水也有一定緩沖能力時，應單設連續(xù)流式中和池；?當水質(zhì)水量變化較大，且水量較小時，應采用間歇流式中和池。每池的有效容積可按廢水排放周期中的廢水量計算。一般至少設兩座，以便交替使用。第十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日4)酸堿污水相互中和法是將酸性廢水和堿性廢水共同引入中和池中，并在池內(nèi)進行混合攪拌。中和結果，應該使廢水呈中性或弱堿性。例如，電鍍廠的酸性污水和印染廠的堿性污水相互混合，達到中和目的。根據(jù)化學反應等當量原理，Q1C1=Q2C2計算污水中酸堿的含量及污水量，使酸堿污水等當量混合，達到等當量中和并略偏于堿性。第十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日日常管理：出水PH值，加藥設備、中和設備、機械、電子控制設備、崗位操作記錄等。第十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日二化學混凝法第十九頁，共七十一頁，2022年，8月28日一、混凝原理

化學混凝處理的對象主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。1.膠體的穩(wěn)定性第二十頁，共七十一頁，2022年，8月28日2.混凝原理(1)壓縮雙電層作用

混凝劑提供大量正離子會涌入膠體擴散層甚至吸附層,使ξ電位降低。當ξ電位為零時,稱為等電狀態(tài)。此時膠體間斥力消失,膠粒最易發(fā)生聚結。膠粒因ξ電位電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性的過程，稱為膠體脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結，稱為凝聚。第二十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日(2)網(wǎng)捕作用聚結物在自身沉降過程中，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結。以硫酸鋁為例討論混凝過程硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O溶于水后，離解出Al3+，并結合有6個配位水分子，成為水合鋁離子[Al(H2O)6]3+。第二十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日水合鋁離子進一步水解，形成單羥基單核絡合物：單羥基單核絡合物又進一步水解：上述反應中，降低水中H+(或H3O+)濃度或提高pH，使反應趨向右方，水合羥基絡合物的電荷逐漸降低，最終生成中性氫氧化鋁難溶沉淀物。第二十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日當pH<4時，水解受到抑制，水中存在的主要是[Al(H2O)3]3+

。當pH＝4~5時，水中有[Al(OH)(H2O)5]2+、[Al(OH)2(H2O)4]+及少量[Al(OH)3(H2O)3]。當pH＝7~8時，水中主要是[Al(OH)3(H2O)3]沉淀物。但在某一特定pH時，水解產(chǎn)物還有許多復雜的高聚物和絡合物同時共存。因為初步水解產(chǎn)物中的羥基OH-具有橋鍵性質(zhì)。第二十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日從上述反應可以看出，三價鋁鹽發(fā)揮混凝作用的是各種形態(tài)的水解聚合物。

當混凝劑投放水中后，應立即進行劇烈攪拌，使帶電聚合物迅速均勻地與全部膠體雜質(zhì)接觸，使膠體脫穩(wěn)，隨后，脫穩(wěn)膠體在相互凝聚的同時，靠聚合度不斷增大的高聚物的吸附作用，形成大的絮凝體，使混凝過程很好完成。第二十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日二、混凝劑和助凝劑1.混凝劑要求混凝劑效果良好對人體健康無害價廉易得使用方便第二十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日2.助凝劑三、影響混凝效果的主要因素1.水溫2.pH3.水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度4.水力條件(1)無機鹽類混凝劑鐵鹽和鋁鹽(2)高分子混凝劑有機和無機第二十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日四、化學混凝的設備1.混凝劑的配制和投加設備(1)混凝劑的溶液和配制混凝劑在溶解池中進行溶解:攪拌加速藥劑溶解機械攪拌壓縮空氣攪拌水泵攪拌第二十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日(2)混凝劑溶液的投加方式第二十九頁，共七十一頁，2022年，8月28日2.混合設備(1)水泵混合(2)隔板混合(3)機械混合第三十頁，共七十一頁，2022年，8月28日三

化學沉淀法第三十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日

用易溶的化學藥劑(可稱沉淀劑)使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽和氫氧化物形式從溶液中析出，在化學上稱沉淀法，在化工和環(huán)境工程上稱化學沉淀法。

廢水處理中，常用化學沉淀法去除廢水中的有害離子，尤其是重金屬離子，如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+。

根據(jù)使用的沉淀劑的不同，通常使用的化學沉淀法主要有氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法和鋇鹽沉淀法等。第三十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日

1、氫氧化物沉淀法采用氫氧化物作沉淀劑使工業(yè)廢水中的許多重金屬離子生成氫氧化物沉淀而得以去除，這種方法一般稱作氫氧化物沉淀法。氫氧化物沉淀與pH值有很大的關系，金屬氫氧化物的生成條件和存在狀態(tài)與溶液的pH值有直接關系。此外，有些金屬如Zn、Pb、Cr、Al等的氫氧化物為兩性化合物，如pH值過高，它們會重新溶解。如：第三十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日

2、硫化物沉淀法

工業(yè)廢水中的許多重金屬離子可以形成硫化物沉淀而得以去除。由于大多數(shù)金屬硫化物的溶解度一般比其氫氧化物的要小得多，采用硫化物可使重金屬得到較完全的去除。硫化物沉淀法常用的沉淀劑有硫化氫、硫化鈉、硫化鉀等。

重金屬離子的濃度和pH有關，隨著pH值增加而降低。雖然硫化物法比氫氧化物法可更完全地去除重金屬離子，但是由于它的處理費用較高，硫化物沉降困難，常常需要投加凝聚劑以加強去除效果，因此，采用得并不廣泛，有時僅作為氫氧化物沉淀法的補充方法使用。此外，在使用過程中還應注意避免造成硫化物的二次污染問題。第三十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日3、碳酸鹽沉淀法

金屬離子的碳酸鹽的溶度積很小，對于高濃度的重金屬廢水，可以用投加碳酸鈉的方法加以回收。如：①含鋅廢水：

某些化工廠排出的廢水中含鋅離子，若不進行處理將污染環(huán)境。用碳酸鈉與之反應，生成碳酸鋅沉淀。沉渣用清水漂洗后，再經(jīng)真空抽濾筒抽干，可以回收或回用生產(chǎn)。其化學反應如下：第三十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日②含銅廢水：某些含銅工業(yè)廢水也可以采用碳酸鹽沉淀法回收，對于其沉淀下來的銅，一般還應進一步回收利用。③含鉛廢水：對于某些含鉛工業(yè)廢水利用碳酸鹽沉淀法處理，對于其沉淀下來的廢渣，應該送固體廢物處理中心或在本單位進行無害化處理，以保證不對環(huán)境造成二次污染。反應式為：Pb2++CO32-→PbCO3↓

第三十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日4、鋇鹽沉淀法主要用于處理含六價鉻的廢水。沉淀劑：碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇等。以碳酸鋇為例：BaCO3+CrO42-

?BaCrO4↓+CO32-

為了提高除鉻效果，應投加過量的碳酸鋇，反應時間應保持25—30min。投加過量的碳酸鋇會使出水中含有一定數(shù)量的殘鋇。在回用前可用石膏法去除：CaSO4+Ba2+

?BaSO4↓+Ca2+第三十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日

5、鐵氧體沉淀法

廢水+硫酸亞鐵+堿→鐵氧體晶粒?空氣

第三十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日主要設備：加藥裝置、PLC自動控制、混合裝置、穩(wěn)定沉淀池、出水裝置，除渣裝置日常管理：出水中污染物濃度、機械電子設備運行是否正常，除渣是否正常，崗位記錄等第三十九頁，共七十一頁，2022年，8月28日四

氧化還原法第四十頁，共七十一頁，2022年，8月28日

定義：氧化還原法：利用溶解于廢水中的有毒物質(zhì)，在氧化還原反應中能被氧化或還原的性質(zhì)，把它轉(zhuǎn)化為無毒無害的新物質(zhì)的方法。

目的：劇毒或有毒→無毒、低毒

常用的氧化劑：空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉、三氯化鐵等；

常用的還原劑：硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、氯化亞鐵、鐵屑、鋅粉、二氧化硫、硼氫化鈉等。第四十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日

1、藥劑氧化法定義：向廢水中投加氧化劑，氧化廢水中的有毒有害物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害的或毒性小的新物質(zhì)的方法。作用：主要去除廢水中的氰化物、硫化物、酸、醇、油類污染物及脫色、脫嗅、殺菌等。例：含氰廢水，氰化鈉、氰化鉀易析出CN—(劇毒）加入氧化劑后轉(zhuǎn)化為絡合物，不易析出CN—，表現(xiàn)為較低的毒性。第四十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日2、藥劑還原法定義：向廢水中投加還原劑，氧化廢水中的有毒有害物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害的或毒性小的新物質(zhì)的方法。作用：主要處理含鉻、含汞廢水。例一：硫酸亞鐵石灰法除鉻廢水中的六價鉻主要以兩種形式存在：鉻酸根CrO42-和重鉻酸根CrO72-

在水中：2CrO42-+2H+?CrO72-+H2OpH≤4時，主要以CrO72-存在投加硫酸亞鐵時：Cr6+?Cr3+（還原）Fe2+?Fe3+(氧化)在投加石灰，使pH為7.5-9.0可以生成Cr(OH)3?+Fe(OH)3?第四十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日例二：亞硫酸鈉法處理含鉻污水含鉻污水主要來自電鍍廠，污水中含有的鉻酸根和重鉻酸根形式存在的高價鉻，其比例大小與PH有關。在酸性條件下水中投加亞硫酸氫鈉，將六價鉻還原成三價鉻，然后投石灰，生成氫氧化物沉淀。

反應時控制PH第四十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日

3、臭氧氧化1）臭氧性質(zhì)

氧化能力：強氧化劑，僅次于氟，比氧、氯都高。

溶解度：與壓力成正比（符合亨利定律）。

分解：在空氣中會自行分解。

毒性和腐蝕性：除金和鉑外所有金屬都有腐蝕性。但不含碳的鉻鐵合金不受腐蝕，用來制造設備。2）臭氧的制備無聲放電；放射法；紫外線輻射法；等離子射流法。第四十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日3）臭氧接觸反應設備一般根據(jù)臭氧化空氣與水的接觸方式分為：氣泡式（應用較多）；水膜式；水滴式。4）尾氣處理活性碳法：2C+O3?CO2+CO藥劑法:亞鐵鹽等使其還原；氫氧化鈉使其分解。燃燒法：在300℃以上立即分解。

第四十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日

5）具體應用印染廢水處理：主要脫色。含氰廢水處理；含酚廢水處理。6）優(yōu)點：

①對除臭、脫色、殺菌去除有機物和無機物有顯著效果。

②不產(chǎn)生二次污染。

③制備臭氧的電和空氣不需儲存和運輸

④不產(chǎn)生污泥。缺點：造價高，處理成本高。第四十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日

4、二氧化氯氧化法1）性質(zhì)：黃色略帶辛辣的氣體。在水溶液中無害，具有強大的脫色和漂白功能。2）作用：主要殺菌，常用于醫(yī)院廢水處理。（最早用液氯，現(xiàn)用二氧化氯替代）3）制造：用氯或鹽酸與次氯酸鈉反應制造；二氧化氯協(xié)同發(fā)生器。

第四十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日

5、光氧化法

是工業(yè)廢水處理的新技術，可以解決有毒害但無法生物降解的物質(zhì)。1）類型：

①光激化氧化法以臭氧、過氧化氫、氧和空氣作為氧化劑，將氧化作用和光化學輻射相結合，產(chǎn)生氧化能力很強的自由基。

②光催化氧化法在水溶液中加入一定量的半導體催化劑，在紫外線輻射下產(chǎn)生強氧化能力的自由基。第四十九頁，共七十一頁，2022年，8月28日2）光化學反應器的設計目前成品市場較少

①紫外光源的選擇選取對水處理最有效的波段范圍。

②水的紫外光吸收系數(shù)和穿透深度吸收系數(shù)：只有水吸收光時，才能進行光化學反應。穿透深度：紫外光在水中透射時，受水質(zhì)和水深因素的影響。3）光強和劑量光強：功率的大小。劑量：作用在單位面積上的能量。第五十頁，共七十一頁，2022年，8月28日Fenton試劑氧化芬頓（Fenton）氧化技術是以芬頓試劑進行化學氧化的廢水處理方法。Fenton試劑是由H2O2和Fe2+混合而成的一種氧化能力很強的氧化劑。其氧化機理主要是在酸性條件下(一般pH<3.5)，利用Fe2+作為H2O2的催化劑，生成具有很強氧化電性且反應活性很高的·OH，羥基自由基在水溶液中與難降解有機物生成有機自由基使之結構破壞，最終氧化分解。同時Fe2+被氧化成Fe3+產(chǎn)生混凝沉淀，將大量有機物凝結而去除。芬頓氧化法可有效地處理含硝基苯、ABS等有機物的廢水以及用于廢水的脫色、除惡臭。第五十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日Fenton處理工藝圖應用：處理難降解有機廢水，石油化工、造紙黑液、印染、制革、焦化等。第五十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日五

電解法第五十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日1、定義利用電解的原理，使污染物質(zhì)在電解過程中沉積于電極表面、或沉淀下來、或生成氣體來處理廢水的方法叫電解法。2、電解槽的結構形式（1）回流式優(yōu)點：水流沿極板折流前進，流程長，有利于離子擴散，電解槽容積利用率高。缺點：施工和檢修困難。第五十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日（2）翻騰式極板懸掛，水流順著板面前進，減少漏電。3、電解處理法的作用（1）氧化作用電解產(chǎn)生O2，可以氧化有機物和無機物。（2）還原作用電解產(chǎn)生H2，可以還原某些物質(zhì)，如脫色。（3）混凝作用失去電子的金屬離子易水解生成羥基絡合物。（4）浮選作用產(chǎn)生氣體，以微氣泡形式逸出，使雜質(zhì)上浮。

第五十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日

電解氧化法處理含氰廢水時，CN－可在陽極直接被氧化，其電極反應分兩步進行，第一步將CN－氧化為CNO－，第二步將CNO－氧化為N2和CO2(HCO3-)。CN－的陽極氧化需在堿性條件下進行，這是因為酸性條件下形成的HCN在陽極上放電十分困難，而堿性條件下形成的CN－易于在陽極放電；同時陽極反應也需要有OH－離子參加。但pH太高，將發(fā)生OH－放電析出O2的副反應，與氰的氧化破壞無關，卻使電流效率降低。

4、電解氧化法：第五十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日

含氰廢水處理1）含氰廢水的來源：氰化電鍍2）堿性氯化法：堿性氯化法分一級處理和二級處理，其原理為：利用OCI-的氧化作用。一級處理：包括兩個主要反應，

CN-+OCI-+H2O==CNCI+2OH-CNCI+2OH-=CNO-+CI-+H2O二級處理

NaCNO+3HOCI+H2O=2CO2↑+N2↑+3NaCI+HCI+H2OCNCI+2HOCI+H2O=2CO2↑+N2↑+5HCI第五十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日堿性氯化法間歇處理含氰廢水工藝流程堿性氯化法連續(xù)處理含氰廢水工藝流程第五十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日5、電解還原法：

鉻通常以Cr2O72-的形態(tài)存在于廢水中，直流電作用下，向陽極遷移，被鐵陽極產(chǎn)物Fe2+離子所還原。陰極還