废水处理工新员工岗前培训化学处理法 40页

废水处理工新员工岗前培训国家高等职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库化学处理法1n化学处理法1.中和法定义：用化学法去除废水中的酸或碱，使其pH值达到中性左右的过程称为中和。中和处理的目的：主要是避免对排水管道造成腐蚀，减少对受纳水体水生生物的危害，以及对后续废水采用生物处理时能够保证微生物处于最佳生长环境。酸性废水浓度在3%～5%以上，碱性废水浓度在1%～3%以上，必须考虑酸碱的回收。当酸碱废液浓度低于上述值时，回收和综合利用的意义不大，方考虑中和处理，使废水的pH值恢复到中性附近的一定范围，一般pH在6～9。2n①酸性污水的中和处理酸性废水的中和方法：碱性废水中和、投药中和、过滤中和。利用碱性污水中和法投药中和法投药中和是应用广泛的一种中和方法。此法可处理各种酸性污水。中和时，常用的碱性药剂有：石灰（CaO）、石灰石或白云石等，有时采用苛性钠、碳酸钠等，此外，为综合利用，还采用碱性废渣、废液，如电石渣、废碱液等。化学处理法1.中和法3n②酸性污水的中和处理投药中和法的工艺流程化学处理法1.中和法4n投加石灰的方式：干投法和湿投法石灰干投法示意图②酸性污水的中和处理化学处理法1.中和法5n过滤中和法过滤中和法是指以具有中和能力的碱性固体颗粒物为滤料，采用过滤的形式使酸性污水通过上述滤料而得到中和的一种方法。具有中和能力的碱性滤料有石灰石、大理石或白云石等，最常用的是石灰石。其反应式如下：2HCl+CaCO3══CaCl2+H2O+CO2↑2HNO3+CaCO3══Ca(NO3)2+H2O+CO2↑H2SO4+CaCO3══CaSO4↓+H2O+CO2↑②酸性污水的中和处理化学处理法1.中和法6n石灰石大理石②酸性污水的中和处理过滤中和法化学处理法1.中和法7n过滤中和所使用的设备为中和滤池。中和滤池的类型：普通中和滤池和升流式膨胀中和滤池。②酸性污水的中和处理过滤中和法化学处理法1.中和法8n②酸性污水的中和处理过滤中和法普通中和滤池的滤床厚度一般为1～1.5m，滤料粒径一般为30～50mm，过滤速度一般不大于5m/h，接角时间不小于10min。注意滤料中不得混有粉料。废水中如含有可能堵塞滤料的物质时，应进行预处理。化学处理法1.中和法9n升流式膨胀中和滤池类型：恒速升流式和变速升流式。②酸性污水的中和处理过滤中和法化学处理法1.中和法10n药剂中和法常用的药剂是硫酸、盐酸及压缩CO2。因工业硫酸价格较低，应用最广。烟道气中和法烟道气中含有高达24％的CO2，有时还含有少量SO2及H2S，故可以用来中和碱性污水。采用的设备是喷淋塔。③碱性污水的中和处理化学处理法1.中和法11n化学沉淀法是指向水中投加沉淀剂，使之与废水中污染物发生沉淀反应，形成难溶的固体，然后进行固液分离，从而除去废水中污染物的一种方法。废水处理中，常用化学沉淀法去除废水中的有害离子，阳离子如以Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，阴离子如SO42-、PO43-。化学处理法2.化学沉淀法12n①化学沉淀法工艺过程：化学沉淀剂的配制。投加化学沉淀剂，生成难溶的化学物质，使污染物沉淀析出。通过凝聚、沉降、浮选、过滤、离心、吸附等方法，进行固液分离。泥渣的处理和回收利用。13化学处理法2.化学沉淀法n②原理利用化学沉淀法处理水所形成的化合物都是难溶物。在一定温度下，难溶化合物的饱和溶液中，各离子浓度的乘积称为溶度积，它是一个化学平衡常数，以Ksp表示。难溶物的溶解平衡可用下列通式表达14化学处理法2.化学沉淀法n若[An+]m[Bm-]n＜Ksp，溶液不饱和，难溶物将继续溶解；[An+]m[Bm-]n=Ksp，溶液达饱和无沉淀产生；[An+]m[Bm-]n＞Ksp，将产生沉淀，因此，根据溶度积，可以初步判断水中离子是否能用化学沉淀法来分离以及分离的程度。②原理15化学处理法2.化学沉淀法n③氢氧化物沉淀法工业废水中的许多金属离子可以生成氢氧化物沉淀而得以去除。氢氧化物沉淀法是基于重金属离子在一定的PH条件下，生成难溶于水的氢氧化物沉淀而得到分离。主要取决因素为PH。此法适用于不准备回收的低浓度金属废水（镉、锌离子）的处理。沉淀剂也可用苛性钠，但费用较高。16化学处理法2.化学沉淀法n常用沉淀剂：石灰、碳酸钠、苛性钠、石灰石、白云石等。优点：具有经济、简便、药剂来源广泛等优点，在处理重金属废水中应用最广。存在问题：劳动卫生条件较差，石灰品级不稳定，管道设备易结垢堵塞(CaSO4,CaF2等）与腐蚀，沉渣体积庞大，脱水困难。沉渣问题最为突出，因为氢氧化物沉渣多为胶体状态，含水率高达95～98%，给脱水造成极大的困难。③氢氧化物沉淀法17化学处理法2.化学沉淀法n硫化物沉淀法是向废液中加入硫化氢、硫酸铵或碱金属的硫化物，使预处理物质生成难溶硫化物沉淀，已达到分离净化的目的。硫化物沉淀法能用于处理大多数含重金属的废水。由于硫化物的溶解度相当低，在络合剂存在时也能进行沉淀。如：生产印刷电路板所用的氨池中含有赤铜络合物，也可硫化物去铜，还可用于除镉、砷、锑、汞。④硫化物沉淀法18化学处理法2.化学沉淀法n原理金属硫化物的溶解度一般比其氢氧化物的溶解度小得多，因此，采用硫化物沉淀法可以比较完全地去除水中的重金属离子。如以MS表示金属硫化物，则有：④硫化物沉淀法19化学处理法2.化学沉淀法n优点：去除效率高、适用pH值范围大、便于泥渣中有用物质回收.缺点：处理费用较高，生成的硫化物沉淀较困难，常需投加凝聚剂以加强去除效果。硫化物沉淀法经常作为氢氧化物沉淀法的补充法。④硫化物沉淀法常用沉淀剂：H2S、Na2S、K2S、（NH4)2S、NaHSH2S是一种无色、有恶臭且有毒的气体，在使用时必须注意安全，空气的允许浓度不得超过0.01mg/L。20化学处理法2.化学沉淀法n钡盐沉淀法用于去除含六价铬的废水。主要沉淀剂为：BaCO3BaCl2．Ba(NO3)2Ba(OH)2等。BaCO3+K2Cr2O7=2BaCrO4+K2CO3+CO2⑤钡盐沉淀法优点：反应速度快，反应彻底（因铬酸钡溶度积值小）。缺点：生成六价铬泥沉淀，产生二次污染。21化学处理法2.化学沉淀法n此法可去除或回收Ca2+、Mg2+，Mn2+、Zn2+、Pb2+、Cu2+可供选用的沉淀剂：Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3、CaCO3等。⑥碳酸盐沉淀法碳酸盐沉淀法有3种应用方式：①投加难溶碳酸盐（如CaCO3)②投加可溶性碳酸盐（如Na2CO3)③投加石灰：与水中碳酸盐硬度生成难溶的碳酸钙和氢氧化镁而沉淀析出，这种方法可以去除水中的碳酸盐硬度。22六、化学处理法6.2化学沉淀法n向废水中投加亚铁盐，通过工艺条件控制，使废水中多种重金属离子与铁盐形成稳定铁氧体共沉淀。采用固液分离手段，达到去除重金属离子的目的。⑦铁氧体沉淀法23化学处理法2.化学沉淀法n优点：一次脱除废水中多种金属离子Cr、Fe、As、Pb、Zn、Cd、Hg、Cu、Mn、Ni、Bi、Sn等。设备简单，操作方便。硫酸亚铁的投加范围大，对水质的适应性强。沉淀易于分离，以处置。出水水质好，能达到排放标准。缺点：不能单独回收有用金属；消耗FeSO4和NaOH成本较高；需加热；出水SO42-含量高。⑦铁氧体沉淀法24化学处理法2.化学沉淀法n如利用AgCl沉淀回收银，利用CaF2沉淀去除F―Ag++Cl―=AgClCa2++2F―=CaF2⑧卤化物沉淀法25化学处理法2.化学沉淀法n对于可溶性磷酸盐的废水可以通过加入铁盐或铝盐以生成不溶二磷酸盐沉淀去除。⑨磷酸盐沉淀法26化学处理法2.化学沉淀法n某些溶解于废水中的有毒有害物质被氧化或还原转化成无毒无害或微毒的新物质，或者转化成容易从水中分离排除的形态（气体或固体），从而达到处理的目的，这种方法称为废水处理中的化学氧化还原法。①氧化法处理工业废水常用的氧化剂有氯类和氧类两种：氯类包括：气态氯、液氯、次氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯等；氧类包括：氧、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等。27化学处理法3.化学氧化还原法n①氧化法处理工业废水氯氧化法含氰废水的氯氧化法处理第一阶段:将CN－氧化成氰酸盐。反应方程式为：化学处理法3.化学氧化还原法28n①氧化法处理工业废水氯氧化法含氰废水的氯氧化法处理第二阶段，CNO－转化为N2。反应方程式为：化学处理法3.化学氧化还原法29n①氧化法处理工业废水空气氧化法因空气的氧化能力较弱，空气氧化法主要用于含还原性较强物质的污水处理，如含硫污水的处理。含硫污水、蒸汽、空气通过射流混合器并升温至80～90℃，进入氧化脱硫塔，经喷嘴雾化，分四段进行氧化反应。氧化过程中气水比应大于15，污水在塔内反应停留时间为1.5～2.5h。六、化学处理法6.3化学氧化还原法30n氧化法处理工业废水臭氧氧化法臭氧处理工艺主要有两类：以空气为原料气；以纯氧为原料气臭氧氧化法主要是用于有机废水的消毒杀菌，还用于废水的脱色、除臭、除氰、除铁、除洗涤剂、除酚及其他有机物和深度处理中。化学处理法3.化学氧化还原法31n②还原法处理工业废水还原法主要用于去除废水中的Cr6+、Hg2+等重金属离子。常用的还原剂：硫酸亚铁、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫、硼氢化钠等。还原法去除六价铬废水中的在酸性条件下（pH<4为宜）与还原剂反应生成,再加碱生成沉淀，在pH=8～9时的溶解度最小。2、还原法去除汞铁屑：Fe+Hg2+=Hg+Fe2+硼氢化钠可将Hg2+还原为Hg：化学处理法3.化学氧化还原法32n②还原法处理工业废水还原法去除汞铁屑：Fe+Hg2+=Hg+Fe2+硼氢化钠可将Hg2+还原为Hg：化学处理法3.化学氧化还原法33n①功能与原理电解法就是利用电解的基本原理，将含电解质的废水通过电解过程，在阳、阴两极上分别发生氧化反应和还原反应，从而使某些污染物转化为无害物质以实现废水净化的方法。电解是把电能转化为化学能的过程，因此也称为电化学法。用来进行电解的装置叫电解槽，在其中阴极与电源负极相连接，阳极与电源正极相连接。阳极能接纳电子，起了氧化剂的作用，阴极能放出电子，起了还原剂的作用。化学处理法4.电解法34n②应用利用电解法可处理各种离子状态的污染物，也可处理各种无机和有机的耗氧物质，如硫化物、氨、酚、油和有色物质等，还可处理一些致病微生物。化学处理法4.电解法35n③电解法处理重金属废水电解法处理重金属废水主要是电解还原法。将水中的金属阳离子（如Cr6+、Hg2+等）还原为无毒、低毒物质。目前在生产应用中，都是以铁板作为阳极，电解过程靠铁板溶解产生的亚铁离子去还原相应的金属离子。同时，由于电解时阴极析出了氢气，废水的pH值升高，使溶液中重金属以氢氧化物形式沉淀，达到净化的目的。化学处理法4.电解法36n电解法处理含铬废水阳极：Fe—2e→Fe2+（铁板阳极溶解，把电子转给电源）（主要的）Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2OCrO42-+3Fe2++8H+→Cr3++4H2O+3Fe阴级：2H++2e→H2↑（次要的）Cr2O72-+6e+14H+→2Cr3++7H2OCrO42-+3e+8H+→Cr3++4H2OH+减少，废水中碱性增强，使Cr3+、Fe3+产生氢氧化物沉淀Cr3++3OH→Cr(OH)3↓Fe3++3OH→Fe(OH)3↓化学处理法4.电解法37n控制极板的间距：极板间距一般为30～40mm控制槽电压:电能消耗与电压有关，槽电压取决于废水的电阻率和极板间距。控制电流密度:废水中污染物浓度较大时，可适当提高电流密度④电解处理的运行管理化学处理法4.电解法38n控制电解槽的pH值搅拌可以促进离子的对流与扩散，减少电极的浓差极化现象，并能起清洁电极表面的作用，防止沉淀物在电解槽中沉淀，通常采用压缩空气对电解槽进行搅拌。注意观察极板的腐蚀和钝化现象，做到及时更换或清洁极板。电解操作间应保证有良好的通风效果，操作人员注意用电安全。④电解处理的运行管理化学处理法4.电解法39n61培训资源环境监测与治理技术专业教学资源库感谢您学习环境监测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