污水的化學(xué)處理 3.1 中和法

目錄第一節(jié)中和法第二節(jié)化學(xué)混凝法第三節(jié)化學(xué)沉淀法第四節(jié)氧化還原法第五節(jié)吸附法第六節(jié)離子交換法第七節(jié)萃取法第八節(jié)膜析法第九節(jié)超臨界處理技術(shù)化學(xué)法物理法第一節(jié)中和法定義：酸和堿反應(yīng)生成鹽和水稱為中和反應(yīng)。天津王穩(wěn)莊鎮(zhèn)污水橫流水塘蓄滿酸性黑水

早在2005年，天津市就被評為“國家環(huán)境保護模范城市”。而西青區(qū)王穩(wěn)莊鎮(zhèn)是天津市遠近聞名的魚米之鄉(xiāng)，過去因盛產(chǎn)小站稻而馳名，還是天津市最大的魚、肉、蛋無公害生產(chǎn)基地，但這里的河流基本上都因為眾多小五金廠嚴重的污染變成了黃色或者黑色。獨流減河王穩(wěn)莊段堤北側(cè)的巨大黃色污水河唐津高速下西蘭坨村農(nóng)田邊上的污水溝王穩(wěn)莊村里上百畝污水塘，蓄滿強酸性黑色污水小金莊村一家無名小五金廠正向八路河內(nèi)排放強酸性污水小泊揚水站長年向獨流減河排放污水留下的黃色印跡為什么要中和？定義：酸和堿反應(yīng)生成鹽和水稱為中和反應(yīng)。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，pH超標(biāo)，此時應(yīng)該采取中和處理，減少水生生物的影響；（2）工業(yè)廢水排入排水管網(wǎng)前，避免對管道造成腐蝕；（3）在生物處理法之前，調(diào)節(jié)廢水pH在6.5~8.5范圍，確保最佳的生物活性。為什么要中和？

酸性廢水利用堿性廢水中和，向酸性廢水中投加堿性廢渣，以及通過堿性濾料層過濾中和等。

堿性廢水可利用酸性廢水中和，向堿性廢水投加中和劑，以及利用煙道氣中和等。

60年代中國發(fā)展了高速率石灰石濾料中和濾塔，用來處理低濃度酸性廢水，效果很好。在進行中和處理時，要借助pH值自動測定儀進行監(jiān)測和控制。中和處理首先考慮以廢治廢的原則。其次考慮采用中和劑。常用的堿性中和劑有石灰(CaO)、電石渣Ca(OH)2和石灰石CaCO3、白云石。常用的酸性中和劑有廢酸、粗制酸和煙道氣。概述

指在廢水中投加化學(xué)藥劑，使廢水的pH值達到中性或接近中性狀態(tài)的方法。一、酸堿污水的產(chǎn)生

1．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。

2．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。酸堿污水在濃度高時(3%－5％以上)，應(yīng)考慮回收和綜合利用，制造硫酸亞鐵、硫酸鐵、在濃度不高時方可采用處理的方法。二、中和劑1．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(yīng)迅速，易溶于水，但價格較高。石灰Ca(OH)2來源廣泛，價格便宜，但產(chǎn)生雜質(zhì)多，浮渣多，難處理，一般用于水量較小的水廠。沉淀量大，運輸不便，石灰的粉末極易飄散，勞動衛(wèi)生條件差。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。2．堿性污水的中和劑：硫酸、鹽酸、煙道氣（含CO2，SO2)。二、中和劑3、選擇中和劑的標(biāo)準：（1）反應(yīng)速率；（2）污泥產(chǎn)量和污泥處理方法；（3）加藥和儲存安全方便；（4）化學(xué)進料和存放總設(shè)備的總費用；（5）副反應(yīng)的發(fā)生：鹽的溶解、水溝產(chǎn)生和熱；（6）加藥過量；（7）中和劑選取的粒徑大小是否會阻塞濾床等等；三、中和設(shè)備

中和設(shè)備有集水井、混合槽、連續(xù)流中和池以及間歇式中和池。（1）水質(zhì)水量變化不大或者廢水的緩沖能力較好，后續(xù)構(gòu)筑物對水質(zhì)pH要求不是很嚴格情況下：（2）水質(zhì)水量變化較大，但是水量較小，或廢水中還含有其他雜質(zhì)的金屬離子，出水水質(zhì)要求較高情況下：（3）水質(zhì)水量變化不大，廢水有一定的緩沖能力，但是出水pH要求很嚴格情況下：不單獨設(shè)置中和池管道混合槽內(nèi)連續(xù)式反應(yīng)間歇式中和池，先后完成混合、反應(yīng)、沉淀、排泥工序連續(xù)流中和池管道混合槽內(nèi)連續(xù)式反應(yīng)四、中和方法分類1．酸堿污水相互中和法2、藥劑中和法3．過濾中和法（多用于原料所在地）4、煙道氣中和法1．酸堿污水相互中和法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(xué)反應(yīng)等當(dāng)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(dāng)量混合，達到等當(dāng)量中和并略偏于堿性。2．藥劑中和法用堿性、酸性物質(zhì)為中和劑處理，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(dāng)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積大于溶度積產(chǎn)生沉淀。H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2H2O2HNO4+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+2H2OFe2+

+Ca(OH)2→Fe(OH)2+Ca2+Pb2++Ca(OH)2→Pb(OH)2+Ca2+投藥中和法的工藝過程主要包括：廢水的預(yù)處理；中和藥劑的制合與投配、混合與反應(yīng)；中和產(chǎn)物的分離；泥渣的處理與利用。廢水的預(yù)處理包括懸浮雜質(zhì)的澄清，水質(zhì)及水量的均和。前者可以減少投藥量，后者可以創(chuàng)造穩(wěn)定的處理條件。

投藥中和法的工藝流程酸性廢水投藥中和流程圖投加裝置：干投、濕投

藥劑中和在混合池中進行，其后需設(shè)沉淀池和污泥干化，污水在混合反應(yīng)池停留時間5分鐘（給水反應(yīng)池的停留時間是8-10分鐘），在沉淀池停留時間1－2小時，污泥是污水的體積2%－5％，污泥需脫水干化。

干投法－用機械將藥劑粉碎，直徑＜0.5mm，然后直接投入水中。干投時，為了保證均勻投加，可用具有電磁振蕩裝置的石灰投配器將石灰扮直接投入廢水中。干投法設(shè)備簡單，藥劑的制備與投配容易，但反應(yīng)緩慢，中和藥劑耗用量大(約為理論用量的1.4～１.5倍)。

現(xiàn)在多采用濕投法。即將生石灰在消解槽內(nèi)消解為濃度40～50%的乳液，排入石灰乳貯槽，并配成濃度為5～10%的工作液，然后投加。工作液用泵送到投配槽，經(jīng)過投配器投入到混合設(shè)備。投配系統(tǒng)采用溢流循環(huán)方式，即石灰乳輸運到投配槽中的量大于投加量，剩余量沿溢流管流回石灰乳貯槽，這樣可維持投配槽內(nèi)液面穩(wěn)定不變，投加量只由孔口或閥門開度大小控制，還可以防止沉淀和堵塞。

投配器石灰乳投加量可用手動提板閘式投配器的孔口開度來控制，亦可通過投加閥的開度來控制(pH計自動控制或手動控制)。石灰乳貯槽及消解槽可用機械攪拌或水泵循環(huán)攪拌，以防止沉淀。攪拌不宜采用壓縮空氣，因其中的CO2易與CaO反應(yīng)生成CaCO3沉淀，既浪費中和藥劑，又易引起堵塞。加藥間

采用石灰中和酸性廢水時，混合反應(yīng)時間一般為2-5min，但是廢水如果含有金屬鹽類或者其他的毒物時，還應(yīng)該考慮去除金屬及其毒物的要求?；旌戏磻?yīng)裝置

中和槽有兩種類型，應(yīng)用廣泛的是機械攪拌混合反應(yīng)池。池中常設(shè)置隔板將其分成多室，以利混合反應(yīng)。反應(yīng)池的容積通常按5～20min的停留時間設(shè)計。

另一種是帶折流板的管式反應(yīng)器，器中混和攪拌的時間很短，僅適用于中和產(chǎn)物溶解度大、反應(yīng)速度快的中和過程。

中和過程中形成的各種泥渣(如石膏、鐵礬等)應(yīng)及時分離，以防止堵塞管道。分離設(shè)備可采用沉淀池或浮上池。分離出來的沉淀(或浮渣)尚需進一步濃縮、脫水?；旌戏磻?yīng)裝置投藥中和法：間歇處理方式和連續(xù)處理方式

通常，水量少時(例如每小時幾立方米到十幾立方米)采用間歇式處理。水量再大時，就采用連續(xù)式處理。此時，欲獲得穩(wěn)出可靠的中和效果，應(yīng)采用多級式pH自動控制系統(tǒng)。

投藥中和法：優(yōu)點：1、可處理任何濃度、任何性質(zhì)的酸性廢水；2、廢水中容許有較多的懸浮雜質(zhì)，對水質(zhì)、水量的波動適應(yīng)性強；3、并且中和劑利用率高；4、中和過程容易調(diào)節(jié)。缺點：