第三章水的化学处理

《第三章水的化学处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第三章水的化学处理水的化学处理方法是借助于化学反应来去除水中污染物，从而达到改善水质、控制污染的目的。本章主要介绍中和、混凝、化学沉淀、氧化还原和消毒。通过本章学习，要求掌握各种化学处理方法的基本原理、工艺流程、工艺条件以及各种方法的应用范围。化学处理法所需要的药剂和相应的处理设备，要求能够熟练计算药剂的用量及设备尺寸的计算。第一节中和工业生产中总伴随有酸性废水和碱性废水。酸性废水中常见的酸性物质有硫酸、硝酸、氢氟酸、氢氰酸、磷酸等无机酸以及醋酸、甲酸、柠檬酸等有机酸。碱性废水中常见的碱性物质有苛

2、性钠、碳酸钠、硫化钠及胺等。如果将这些废水随意排放，不仅会污染环境，而且会造成巨大的浪费。因此，对酸或碱性废水首先应考虑回收和综合利用，必须排放时，需要进行无害化处理。当酸性或碱性废水浓度较高，例如在3％～5％以上时，应考虑回收和综合利用的可能性；当浓度不高时，例如低于3％～5％，回收和综合利用经济意义不大时，可考虑中和处理，使废水的pH值恢复到中性附近的一定范围。一、基本原理中和处理发生的主要反应是酸与碱生成盐和水的中和反应。在中和过程中，酸碱双方的当量恰好相等时称为中和反应的等当点。强酸强碱互

3、相中和时，由于生成的强酸强碱盐不发生水解，因此等当点即中性点，溶液的pH值等于7.0。但中和的一方若为弱酸或弱碱，由于中和过程所生成的盐的水解，尽管达到等当点，但溶液并非中性，pH值大小取决于所生成盐的水解度。中和处理所采用的药剂称中和剂。酸性废水处理时所用中和剂有石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等。碱性废水处理时所用中和剂有盐酸和硫酸。中和处理时首先应考虑将酸性废水与碱性废水互相中和，其次再考虑向酸性或碱性废水中投加药剂中和以及过滤中和等。二、酸性废水的中和处理（一）酸碱废水互相中和酸碱废水相

4、互中和是一种简单又经济的以废治废的处理方法。利用酸性废水和碱性废水互相中和时，应进行中和能力的计算。中和时两种废水的酸或碱的当量数应相等。在中和过程中应控制碱性废水的投加量，使处理后的废水呈中性或弱碱性。根据化学反应当量原理，可按下式进行计算：（3-1）式中Qb－碱性废水流量，m3/h；Bb－碱性废水浓度，mg/L；Qa－酸性废水流量，m3/h；46Ba－酸性废水浓度，mg/L；－药剂比耗量，即中和1kg酸所需碱量，见表3-1；k－反应不完全系数，一般取1.5～2表3-1碱性中和剂的比耗量酸中和1

5、kg酸所需的碱量（kg）CaOCa(OH)2CaCO3MgCO3CaCO3MgCO3H2SO4HNO3HClCH3COOH0.5710.4550.7700.4660.7550.5901.0100.6161.0200.7951.3700.8300.8600.6881.1500.6950.9400.7321.290－（二）药剂中和投加药剂中和法常用于酸性废水的处理。以石灰石、电石渣、石灰作中和剂，也有采用碳酸钠和苛性钠作中和剂的。反应原理都是酸、碱中和反应，中和剂的投加量，可按化学反应式进行估算。由于

6、药剂中常含有不参与中和反应的惰性杂质(如砂土、粘土)，因此药剂的实际耗量比理论耗量要大些。药剂的纯度应根据药剂分析资料确定。当没有分析资料时，可参考下列数据：生石灰含有效CaO60％～80％，熟石灰含Ca(OH)265％～75％；电石渣及废石灰含有效CaO60％～70％；石灰石含CaCO390％～95％；白云石含CaCO345％～50％。石灰的投加方式可以用干投或湿投。干投是将石灰粉直接计量投入水中。投加时，可使用具有电磁振荡装置的石灰投配器。石灰投入废水渠，经混合槽折流混合0.5~1min，然后

7、进入沉淀池将沉渣进行分离。干投法设备简单，但是反应不彻底，反应速度慢，投药量大，为理论值的1.4~1.5倍，劳动强度大，卫生条件差。目前常用的是湿投法。湿投法先将石灰消解，配制成石灰乳液，然后投加。石灰乳液浓度在10％左右，用泵送到投配器，经投配器投入到混合反应设备。送到投配器的石灰乳量大于投加量，剩余部分回流，保持投配器液面不变，投加量由投配器控制。当短时间停止投加石灰乳时，石灰乳可在系统内循环，不易堵塞。石灰消解槽不易采用压缩空气搅拌，因为石灰乳与空气中的CO2会反应生成CaCO3沉淀，既浪费

8、药剂又引起堵塞。一般采用机械搅拌。湿投法设备较多，但反应迅速彻底，投药量少，仅为理论值的1.05~1.10倍。流程如图3-1所示。46图3-1石灰乳投配装置中和反应较快，废水与药剂边混合，边中和，可用隔板构成狭道或用搅拌机械混合药剂和废水，停留时间采用5~20min。中和池可间歇运行也可连续运行。当废水量少、废水间歇产生时采用间歇运行较合理。设置两个池子，交替工作，当废水量大时，一般用连续处理。中和过程产生的泥渣应及时分离，以防止堵塞管道。分离设备可采用沉淀池或气浮池。投药中和法适