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工业废水的化学处理(4)市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、Ch12 工业废水化学处理工业废水化学处理 v中和中和(Neutralization)v化学沉淀化学沉淀(Chemical Precipitation)v氧化还原氧化还原 Oxidation-Reduction)l药剂药剂(Chemical)l臭氧臭氧(Ozone)l电解电解(Electrolysis)l催化氧化催化氧化(Catalytic Oxidation)1第1页12.1 中中 和和(一)概述(一)概述中和基本原理中和基本原理:用化学法使废水:用化学法使废水pH值到达适值到达适宜范围过程。宜范围过程。对于高浓度(大于对于高浓度(大于3%)酸、碱废水处理,)酸、碱废水处理,应首先考虑回收其
2、中酸或碱以及综合利用,应首先考虑回收其中酸或碱以及综合利用,只有当废水无回收及综合利用价值时,才采只有当废水无回收及综合利用价值时,才采取中和法处理。取中和法处理。2第2页(1)酸碱废水起源及危害酸碱废水起源及危害 v酸碱废水起源酸碱废水起源:v酸性废水:化工,化纤,电镀,电子,金属加工酸性废水:化工,化纤,电镀,电子,金属加工v碱性废水:印染,金属加工,炼油,造纸碱性废水:印染,金属加工,炼油,造纸v酸碱废水危害酸碱废水危害:v破坏水体水质,影响水生动植物生存破坏水体水质,影响水生动植物生存v排水管道、设施腐蚀破坏排水管道、设施腐蚀破坏v影响污水处理效果(混凝,生物)影响污水处理效果(混凝,
3、生物)3第3页(2)中和方法分类)中和方法分类酸性废水酸性废水中和方法主要有:与碱性废水相互中和方法主要有:与碱性废水相互中和,药剂中和,过滤中和。中和,药剂中和,过滤中和。碱性废水碱性废水中和方法主要有:与酸性废水相互中和方法主要有:与酸性废水相互中和以及药剂中和。中和以及药剂中和。4第4页 中和方法选择中和方法选择选择中和方法时应考虑原因:选择中和方法时应考虑原因:n酸、碱废水所含污染物性质、浓度、水酸、碱废水所含污染物性质、浓度、水量改变规律以及中和后水质要求量改变规律以及中和后水质要求n当地酸性或碱性废料起源当地酸性或碱性废料起源n当地中和药剂和滤料供给情况当地中和药剂和滤料供给情况n
4、受纳水体性质、城市下水道能容纳废水受纳水体性质、城市下水道能容纳废水条件,后续处理对条件,后续处理对pH要求等要求等5第5页(二)酸碱废水中和法(二)酸碱废水中和法中和能力计算中和能力计算依据当量定律计算依据当量定律计算:Q1C1=Q2C2等当点等当点等当点等当点pH6第6页u当水质水量改变较小或后续处理对当水质水量改变较小或后续处理对PH要求较宽要求较宽时:可在集水井(或管道、混合槽)内进行连续时:可在集水井(或管道、混合槽)内进行连续混合反应。混合反应。u当水质水量改变不大或后续处理对当水质水量改变不大或后续处理对pH值要求高值要求高时:可设连续流中和池。时:可设连续流中和池。中和时间中和
5、时间l2h;有效容积;有效容积V=(Q1+Q2)tu当水质水量改变较大且水量较小时:多采取间当水质水量改变较大且水量较小时:多采取间歇式中和池。歇式中和池。中和设备中和设备7第7页(三)药剂中和法(三)药剂中和法酸性废水药剂中和法酸性废水药剂中和法:向酸性废水中投加碱性药:向酸性废水中投加碱性药剂,使废水剂,使废水pH值升高方法。值升高方法。常采取中和剂为常采取中和剂为石灰石灰、石灰石、大理石、白云石、石灰石、大理石、白云石、碳酸钠、苛性纳和氧化镁等。碳酸钠、苛性纳和氧化镁等。选择中和剂时,尽可能使用一些工业废渣,如选择中和剂时,尽可能使用一些工业废渣,如化学软水站排出白垩(化学软水站排出白垩
6、(CaCO3)有机化工厂排放电石废渣有机化工厂排放电石废渣Ca(OH)2钢厂或电石厂筛下废石灰钢厂或电石厂筛下废石灰热电厂炉灰渣热电厂炉灰渣硼酸厂硼泥硼酸厂硼泥8第8页中和后生成硫酸钙在水中溶解度很小,此盐不但形成沉淀,中和后生成硫酸钙在水中溶解度很小,此盐不但形成沉淀,而且当硫酸浓度很高时,在药剂表面会产生硫酸钙覆盖层而且当硫酸浓度很高时,在药剂表面会产生硫酸钙覆盖层影响和阻止中和反应继续进行。当采取石灰石,白垩或白云影响和阻止中和反应继续进行。当采取石灰石,白垩或白云石做中和剂时,药剂颗物应在石做中和剂时,药剂颗物应在0.5mm以下。以下。中和法反应中和法反应9第9页因为药剂中常含有不参加
7、中和反应惰性杂质,因为药剂中常含有不参加中和反应惰性杂质,而且废水中常含有影响中和反应杂质以及中而且废水中常含有影响中和反应杂质以及中和反应混合不均匀等,所以中和剂实际耗量和反应混合不均匀等,所以中和剂实际耗量比理论耗量高,应经过试验确定。比理论耗量高,应经过试验确定。中和剂实际用量中和剂实际用量10第10页药剂中和法投药量计算药剂中和法投药量计算 式中:式中:Q 废水流量废水流量(m3/h)C 废水中酸(碱)浓度废水中酸(碱)浓度(kg/m3)换算(比重换算(比重1)a 药剂单位理论耗量药剂单位理论耗量(kg/kg)药剂纯度或浓度药剂纯度或浓度(0.6-0.98)K 反应不均匀系数反应不均匀
8、系数(1.1-2.0)11第11页向碱性废水投加酸性药剂,使废水向碱性废水投加酸性药剂,使废水pH值降低方值降低方法。法。常采取中和剂有硫酸、盐酸、硝酸以及锅炉常采取中和剂有硫酸、盐酸、硝酸以及锅炉烟道气(烟道气(CO2、SO2)等,还应尽可能使用一)等,还应尽可能使用一些工业废酸(工业硫酸)。些工业废酸(工业硫酸)。碱性废水药剂中和法碱性废水药剂中和法12第12页据某厂经验,烟道气中和据某厂经验,烟道气中和PH值值1012废水,出水可降至中性废水,出水可降至中性l优点:以废治废、投资省、运行费用低、节水且可回收烟灰及优点:以废治废、投资省、运行费用低、节水且可回收烟灰及煤,把废水处理与消烟除
9、尘结合起来煤,把废水处理与消烟除尘结合起来l缺点:出水硫化物、色度、耗氧量、水温等指标都升高,还需缺点:出水硫化物、色度、耗氧量、水温等指标都升高,还需深入处理。深入处理。中和法反应中和法反应13第13页(四)过滤中和法(四)过滤中和法过滤中和法过滤中和法:指酸性废水流过碱性滤料时与滤料进指酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应方法。仅用于酸性废水中和处理。行中和反应方法。仅用于酸性废水中和处理。碱性滤料碱性滤料:主要有石灰石、大理石和白云石等。:主要有石灰石、大理石和白云石等。中和滤池中和滤池:有普通中和滤池、升流式中和滤池和过:有普通中和滤池、升流式中和滤池和过滤中和滤池三种。滤中和滤池
10、三种。优点优点:操作简单,出水:操作简单,出水pH值较稳定,沉渣量少。值较稳定,沉渣量少。缺点缺点:废水酸浓度不能太高,因为中和过程中生成:废水酸浓度不能太高,因为中和过程中生成钙盐沉淀在水中溶解度很小,易在滤料表面形成覆钙盐沉淀在水中溶解度很小,易在滤料表面形成覆盖层,妨碍滤料和酸接触反应,需定时倒床,劳动盖层,妨碍滤料和酸接触反应,需定时倒床,劳动强度较高。强度较高。14第14页12.2 化学沉淀化学沉淀(一)概述:(一)概述:化学沉淀法化学沉淀法:指向工业废水中投加某种化学物质,:指向工业废水中投加某种化学物质,使其和废水中溶解物质发生反应并生成难溶盐沉使其和废水中溶解物质发生反应并生成
11、难溶盐沉淀,从而去除废水中该溶解性物质方法。淀,从而去除废水中该溶解性物质方法。用于处理含金属离子和一些阴离子工业废水用于处理含金属离子和一些阴离子工业废水 普通采取氢氧化物、硫化物和碳酸盐等作为沉淀剂普通采取氢氧化物、硫化物和碳酸盐等作为沉淀剂15第15页(二)氢氧化物沉淀法(二)氢氧化物沉淀法l大多数金属氢氧化物在水中溶度积很小,大多数金属氢氧化物在水中溶度积很小,所以能够利用向水中投加某种化学药所以能够利用向水中投加某种化学药剂使水中金属阳离子生成氢氧化物沉剂使水中金属阳离子生成氢氧化物沉淀而被去除。淀而被去除。l氢氧化物沉淀法最经济化学药剂是氢氧化物沉淀法最经济化学药剂是石灰石灰,适合
12、用于不准备回收重金属低浓度废适合用于不准备回收重金属低浓度废水处理。水处理。16第16页(三)硫化物沉淀法(三)硫化物沉淀法大多数金属硫化物溶解度普通比其氢氧化物要小大多数金属硫化物溶解度普通比其氢氧化物要小很多,采取硫化物作沉淀剂可使废水中金属得到很多,采取硫化物作沉淀剂可使废水中金属得到更完全地去除。更完全地去除。硫化物沉淀法处理费用较高,且硫化物固液分离硫化物沉淀法处理费用较高,且硫化物固液分离困难,常需投加凝聚剂,此法应用不太广泛,有困难,常需投加凝聚剂,此法应用不太广泛,有时作为氢氧化物沉淀法补充法。时作为氢氧化物沉淀法补充法。惯用沉淀剂惯用沉淀剂:硫化氢、硫化钠和硫化钾等。:硫化氢
13、、硫化钠和硫化钾等。17第17页(四)碳酸盐沉淀法(四)碳酸盐沉淀法n锌和铅等金属离子碳酸盐溶度积较小,锌和铅等金属离子碳酸盐溶度积较小,可投加碳酸钠到高浓度含锌或含铅废水可投加碳酸钠到高浓度含锌或含铅废水中,形成锌或铅碳酸盐沉淀,从而回收中,形成锌或铅碳酸盐沉淀,从而回收重金属。重金属。18第18页(五)其它沉淀处理法(五)其它沉淀处理法 钡盐沉淀法:钡盐沉淀法:主要用于含六价铬废水处理主要用于含六价铬废水处理 铁氧体沉淀法:铁氧体沉淀法:用于金属废水处理与回收利用于金属废水处理与回收利用。其特点是易沉淀分离。用。其特点是易沉淀分离。19第19页(六)化学沉淀法处理废水(六)化学沉淀法处理废
14、水 碱性锌酸盐镀锌废水处理碱性锌酸盐镀锌废水处理碱性锌酸盐镀锌工艺应用比较广泛。锌氢氧化碱性锌酸盐镀锌工艺应用比较广泛。锌氢氧化物兼有弱碱性和弱酸性,氢氧化锌不溶于水,物兼有弱碱性和弱酸性,氢氧化锌不溶于水,但因为呈两性,在强酸或强碱中都能溶解。但因为呈两性,在强酸或强碱中都能溶解。其处理工艺为:在反应池中用硫酸将废水其处理工艺为:在反应池中用硫酸将废水pH值值调调8.59.0,废水锌很快转化为氢氧化锌白色沉,废水锌很快转化为氢氧化锌白色沉淀,而分离出氢氧化锌再碰到氢氧化钠溶液又淀,而分离出氢氧化锌再碰到氢氧化钠溶液又溶解,可返回到镀槽再利用。溶解,可返回到镀槽再利用。20第20页 硫化物沉淀
15、法处理重金属废水硫化物沉淀法处理重金属废水比如某化工厂需去除所排废液中铅和镉污染,将比如某化工厂需去除所排废液中铅和镉污染,将含铅和镉废水调至微酸性,以符合质量要求硫化含铅和镉废水调至微酸性,以符合质量要求硫化锰固体为沉淀剂,经过反应生成硫化铅和硫化镉锰固体为沉淀剂,经过反应生成硫化铅和硫化镉沉淀,用过滤法去除沉淀物后,将滤液蒸发和结沉淀,用过滤法去除沉淀物后,将滤液蒸发和结晶,可取得工厂制备氯化锰和硫酸锰原料。晶,可取得工厂制备氯化锰和硫酸锰原料。21第21页12.3 氧化还原法氧化还原法氧化还原法原理氧化还原法原理:利用氧化还原反应,将废水中有害物利用氧化还原反应,将废水中有害物质氧化或还
16、原,使其变成无害或危害较小新物质质氧化或还原,使其变成无害或危害较小新物质化学反应中,失去电子过程叫氧化,失去电子物质称还化学反应中,失去电子过程叫氧化,失去电子物质称还原剂;得到电子过程叫还原,得到电子物质叫氧化剂,原剂;得到电子过程叫还原,得到电子物质叫氧化剂,在反应中被还原。在反应中被还原。每个物质都有各自氧化态和还原态,其氧化还原电位高每个物质都有各自氧化态和还原态,其氧化还原电位高低决定了该物质氧化还原能力。低决定了该物质氧化还原能力。废水氧化还原处理法:分为废水氧化还原处理法:分为氧化法氧化法和和还原法还原法两类两类22第22页v氯氧化法氯氧化法:氰化物,硫化物,消毒:氰化物,硫化
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