第09章化学沉淀(环境工程原理中北).ppt

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1、第九章化学沉淀向废水中投加某些化学药剂,使之与废水中的某些溶解物质发生化学反应，生成难溶的沉淀物的方法称为化学沉淀法。废水中有很多种离子都可以采用以上的原理从水中沉淀去除。工业废水中常见危害性大重金属：如Hg、Zn、Cd、Pb、Cu等离子和某些非金属（如As、F等）都可以采用化学沉淀法去除。给水处理中去除钙、镁硬度。第一节化学沉淀的基本概念物质在水中的溶解能力可用溶解度表示。溶解度的大小主要取决于物质和溶剂的本性，也与温度、盐效应、晶体结构和大小等有关。习惯上溶解度大于1g/100gH2O物质列为可溶物；小于0.1g

2、/100gH2O的，列为难溶物；介于两者之间的，列于微溶物。利用化学沉淀法处理水所形成的化合物都是难溶物。第一节化学沉淀的基本概念在一定温度下，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。第一节化学沉

3、淀的基本概念流程和设备与化学混凝法相类似。包括化学药剂（沉淀剂）的配制和投加设备：(1)化学沉淀剂的配制与投加；(2)沉淀剂与原水混合、反应；(3)固液分离，设备有沉淀池、气浮池等；(4)泥渣处理与利用。第一节化学沉淀的基本概念根据使用沉淀剂不同，化学沉淀法可分为：氢氧化物沉淀法；硫化物沉淀法；钡盐沉淀法等；其它沉淀法。沉淀剂用量一般不超过理论用量的20~50％。第一节化学沉淀的基本概念氢氧化物沉淀法1）原理除碱金属和部分碱土金属外，大部分金属离子都可以与碱反应生成氢氧化物沉淀而得以去除。该法的去除效果与溶液的pH值

4、相关，所以控制反应的pH值范围是该法的关键。第二节氢氧化物沉淀法水中金属离子很容易生成各种氢氧化物，其中包括氢氧化物沉淀及各种羟基络合物，显然，它们的生成条件和存在状态与溶液pH值有直接关系。如果金属离子以Mn+表示，则其氢氧化物的溶解平衡为:离子饱和浓度与pH值的关系这是与氢氧化物沉淀共存的饱和溶液中的金属离子浓度，也就是溶液在任一pH值条件下，可以存在的最大金属离子浓度。第二节氢氧化物沉淀法(1)金属离子浓度相同时，溶度积Ksp愈小,则开始析出氢氧化物沉淀的pH值愈低；(2)同一金属离子，浓度愈大，开始析出沉淀的

5、pH值愈低。根据各种金属氢氢化物的Ksp值，可计算出某一pH值时溶液中金属离子的饱和浓度。以pH值为横坐标，以-lg[Mn+]为纵坐标，即可绘制纯溶液中金属离子的饱和浓度与pH值的关系图。根据关系图可确定各金属离子沉淀的条件。第二节氢氧化物沉淀法常用氢氧化物溶度积常数即可根据出水中所要求的金属离子浓度来确定pH的控制范围。但由于废水的水质很复杂，实际上氢氧化物在废水中的溶解度与pH值的关系和上述的计算值有一定的出入，因此具体控制条件应通过试验来确定，计算值可供参考。第二节氢氧化物沉淀法溶度积常数第二节氢氧化物沉淀法沉

6、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：主要是劳动卫生条件较差，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。2）常用沉淀剂：第二节氢氧化物沉淀法3）氢氧化物沉淀法的应用含锌废水的处理pH=9，全部以Zn(OH)2的形式沉淀pH>11，Zn(OH)2又溶于碱中，生成Zn(OH)42-或ZnO22

7、-离子。这是因为Zn的氢氧化物是两性的，既可溶于酸，又可溶于碱。第二节氢氧化物沉淀法工程上，处理含锌废水时，pH值应控制在9~11的范围内。与Zn具有相似特性的还有Pb、Cr、Sn、Al等，此类金属采用氢氧化物沉淀法进行水处理时pH值控制更显得尤为重要，具体控制条件应以试验为基础。工程上应用注意的问题第二节氢氧化物沉淀法矿山废水处理某矿山废水含铜83.4mg/L，总铁1260mg/L，二价铁10mg/L，pH值为2.23，沉淀剂采用石灰乳。一级化学沉淀控制pH值3.47，使铁先沉淀。二级化学沉淀控制pH值在7.5-8

8、.5范围，使铜沉淀。废水经二级沉淀后，出水可达到排放标准，铁渣和铜渣可回收。混合池一级沉淀池混合池一级沉淀池石灰乳石灰乳进水出水铁渣铜渣第二节氢氧化物沉淀法铅锌冶炼废水处理某厂在铅锌冶炼过程中排除大量的含铅、锌、镉、汞、砷、氰等多种有害物质的废水。采用石灰乳为沉淀剂去除重金属离子，采用漂白粉氧化法除氰。废水量400m3/h。废水经泵提升送入第一