工业废水的化学处理教学课件PPT.ppt

第3章 工业废水的化学处理主要讲解中和、化学沉淀、氧化还原酸、碱废水的来源n酸性废水主要来源于化工厂、化纤厂、电镀厂、 煤加工厂及金属酸洗车间等n碱性废水主要来源于印染厂、金属加工厂、炼油 厂、造纸厂等需中和处理的理由n在废水排入水体之前，因为水生生物对pH值的变化 极其敏感，如直排，严重影响生物生存n在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水 管道产生腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业 废水的pH值都有明确的规定（6~9）n在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处 理（如沉淀、除磷等），要求废水pH值升高或降低 到某一需要的最佳值对于生物处理，废水的pH值 通常应维持在6.5—8.5范围内，以保证处理构筑物 内的微生物维持最佳活性中和法n对于低浓度的含酸、含碱废水，在无回收及综合利用 价值时，往往采用中和的方法进行处理中和法也常 用于废水的预处理，调整废水的pHn对含酸或含碱废水、浓度在4％(含酸浓度；含碱浓度 为2％)以下时，如果不能进行经济有效的回收、利用 ，则应经过中和，将废水的pH调整到呈中性状态， 才能够排放n而对含酸、含碱浓度高的废水，则必须考虑回收及开 展综合利用的方法。

中和药剂n酸性废废水的中和剂剂n苏打（ NaCO3 ）和苛性钠（NaOH）具有组成均匀，易于贮 存，反应迅速，易溶于水，但价格较高n石灰[Ca(OH)2 ]来源广泛，价格便宜（但产生杂质多，浮渣多 ，难处理，一般用于水量较小的废水站）n石灰石 CaCO3，白云石（ CaCO3＋MgCO3 ）是开发的石料 ，在产地价格便宜，可以作为一种中和材料，主要用于滤床 使用n碱性废废水的中和剂剂：硫酸、盐盐酸、烟气（含CO2、 SO2)中和方法分类（一）n酸碱污水相互中和法Ø电镀厂的酸性污水和印染厂的碱性污水相互混合，达到中和 目的Ø根据化学反应等当量原理， Q1C1=Q2C2 计算污水中酸碱的含 量及污水量，使酸碱污水等当量混合，达到等当量中和并略 偏于碱性n药剂药剂 中和法Ø用碱性、酸性物质为中和剂处理，常采用石灰处理酸性污水 ，石灰还是混凝剂，可凝聚水中的杂质，对于含杂质多的酸 性污水有利当污水中含有重金属离子时，加入石灰，碱性增大使水 中重金属离子积大于溶度积产生沉淀中和方法分类（二）中和方法分类（三）n过滤中和法使污水流经具有中和能力的滤池，例如石灰石、白云石、大理 石等，产生中和作用。

石灰石与硫酸反应白云石与硫酸反应白云石与硫酸反应白云石滤料生产的沉淀少，可以适当提高进水硫酸浓度白云石滤料生产的沉淀少，可以适当提高进水硫酸浓度中和方法分类（四）n碱性污污水中和处处理Ø常用于酸性污水中和，或者采用投酸中和和烟道 气中和碱性污水，碱性污水中和处理需具备采用 方法的条件，投加酸中和方法简单，但是费用过 高，烟道气体中和方便实用Ø烟道气中含有CO2和SO2，溶于水中形成H2CO3和 H2SO4，使碱性污水被中和，烟道气体中和的方 法有：1）将碱性污水作为湿法除尘的喷淋水，2 ）使烟道气通入碱性污水鼓泡中和中和设备和装置（一）n酸碱废水相互中和的设施Ø当水质水量变化较小，或废水缓冲能力较大时，可不单独设 中和池，而在集水井或管道内进行连续流式混合Ø当水质水量变化不大，废水也有一定缓冲能力时，应单设连 续流式中和池Ø当水质水量变化较大，且水量较小时，应采用间歇流式中和 池每池的有效容积可按废水排放周期中的废水量计算一 般至少设两座，以便交替使用n药剂中和处理设备设施Ø中和剂制备设施，投药有干投、湿投两种方法中和设备和装置（二）n过滤中和法的设备设施Ø普通中和滤池：由于滤速低（小于1.4 mm/s），滤料粒径 大（3—8 cm），当进水硫酸浓度较大时，极易在滤料表 面结垢而且不宜冲掉，阻碍中和反应。

目前已很少采用Ø升流式膨胀中和滤池：高流速（8.3—19.4 mm/s），小粒 径（0.5—3 mm），水流由下向上流动，加上产生的CO2 气体的作用，使滤料相互碰撞摩擦，表面不断更新，处理 效果良好分为恒速滤、变速滤和滚筒过滤中和设备和装置（三）升流式膨胀中和滤池 恒滤速升流膨胀中和滤池 变速中和滤池 化学沉淀n化学沉淀：向废水中投加某种化学物质，使它和水中 某些溶解物质产生反应，生成难溶于水的盐类沉淀下 来，从而降低水中这些溶解物质的含量n化学沉淀法经常用于处理含汞、铅、铜、锌、六价铬 、硫、氰、氟、砷等有毒化合物的废水n化学沉淀法分为氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳 酸盐沉淀法和钡盐沉淀法等化学沉淀原理水中的难溶盐类服从溶度积原则，即在一定温度下，在含有难 溶盐MmNn（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为一 常数，称为溶度积常数，记为LMmNn：上式对各种难溶盐都应成立而当[Mn+]m[Nm-]n＞LMmNn时， 溶液呈过饱和，超过饱和那部分溶质将析出沉淀，直到符合 LMmNn=[Mn+]m[Nm-]n时为止；如果[Mn+]m[Nm-]n＜LMmNn，溶液 不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，也直到符合LMmNn＝ [Mn+]m[Nm-]n时为止。

氢氧化物沉淀法n采用氢氧化物作沉淀剂使工业废水中的许多重金 属离子生成氢氧化物沉淀而得以去除，这种方法 一般称作氢氧化物沉淀法n氢氧化物沉淀与pH值有很大的关系，金属氢氧化 物的生成条件和存在状态与溶液的pH值有直接关 系n有些金属如 Zn、Pb、Cr、Al等的氢氧化物为两 性化合物，如 pH值过高，它们会重新溶解硫化物沉淀法n工业废水中的许多重金属离子可以形成硫化物沉 淀而得以去除由于大多数金属硫化物的溶解度 一般比其氢氧化物的要小得多，采用硫化物可使 重金属得到较完全的去除n常用的沉淀剂为硫化钠n硫化物沉淀困难，常常需要投加凝聚剂以加强去 除效果，因此，采用得并不广泛，有时仅作为氢 氧化物沉淀法的补充方法使用n此外，在使用过程中还应注意避免造成硫化物的 二次污染问题碳酸盐沉淀法n金属离子的碳酸盐的溶度积很小，对于高浓度的重 金属废水，可以用投加碳酸钠的方法加以回收n含锌废水： 某些化工厂排出的废水中含锌离子，若 不进行处理将污染环境用碳酸钠与之反应，生成 碳酸锌沉淀沉渣用清水漂洗后，再经真空抽滤筒 抽干，可以回收或回用生产n含铜废水：某些含铜工业废水也可以采用碳酸盐沉 淀法回收，对于其沉淀下来的铜，一般还应进一步 回收利用钡盐沉淀法n主要用于处理含六价铬的废水n沉淀剂：碳酸钡、氯化钡、硝酸钡、氢氧化钡等 以碳酸钡为例：BaCO3+CrO42- ⇌ BaCrO4↓+ CO32- 为了提高除铬效果，应投加过量的碳酸钡，反应 时间应保持25—30min。

投加过量的碳酸钡会使 出水中含有一定数量的残钡在回用前可用石膏 法去除：CaSO4+Ba2+ ⇌ BaSO4↓+Ca2+药剂氧化还原n氧化还原法：利用溶解于废水中的有毒物质，在 氧化还原反应中能被氧化或还原的性质，把它转 化为无毒无害的新物质的方法n目的：剧毒或有毒 → 无毒、低毒n常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气 、漂白粉、次氯酸钠、三氯化铁等n常用的还原剂：硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁 、铁屑、锌粉、二氧化硫臭氧氧化n氧化能力：强氧化剂，仅次于氟，比氧、氯都高n应用Ø印染废水处理：主要脱色Ø含氰废水处理；Ø含酚废水处理n优点Ø对除臭、脱色、杀菌去除有机物和无机物有显著效果Ø不产生二次污染、不产生污泥n缺点：造价高，处理成本高二氧化氯氧化法n性质：黄色略带辛辣的气体在水溶液中无害， 具有强大的脱色和漂白功能n作用：主要杀菌，常用于医院废水处理，（最早 用液氯，现用二氧化氯替代）n制造：用氯或盐酸与次氯酸钠反应制造；二氧化氯协同发生器湿式氧化法n湿式氧化法：在较高温度和压力下，用空气中的 氧来氧化废水中溶解和悬浮的有机物和还原性无 机物的一种方法n湿式氧化法的特点：与一般方法相比，湿式氧化 法具有适用范围广、处理效率高、二次污染低、 氧化速度快、装置小、可回收能源和有用物料等 优点n缺点：需要高压设备，基建投资比较大电解法n电解法：利用电解的原理，使污染物质在电解过 程中沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体来处 理废水的方法n电解槽的结构形式n电解槽一般多为矩形。

按废水的流动方式分为回流式和翻 腾式n回流式水流流程长，离子易于向水中扩散，容积利用率高 ，但施工和检修比较困难n翻腾式的极板采用悬挂方式固定，极板与池壁不接触而减 少了漏电的可能，更换极板也比较方便电解氧化法n电解氧化是指废水中污染物在电解槽的阳极失去 电子被氧化外，水中的Cl-、OH-等也可在阳极放 电，生成Cl2、O2而间接地氧化破坏污染物n实际上，为了强化阳极的氧化作用,减少电解槽的 内阻，往往在废水电解槽中常加一些食盐，进行 所谓的电氯化，食盐投加后在阳极可生成氯和次 氯酸根，对水中的天机和有机物也有较强的氧化 作用电解还原法n电极还原主要用于处理阳离子污染物，如Cr6+、 Hg2+等n目前在生产应用中，都是以铁板为电极，由于铁 板溶解，金属离子在阳极还原沉积而回收除去电解凝聚和电解气浮n电解凝聚和气浮法的基本原理是将需处理的废水 作为电解质溶液，在直流电源的作用下发生电化 学反应，在电解过程中，一般可产生三种效应， 即电解氧化反应，电解絮凝和电解气浮，电解气 浮主要是电解装置的阴极反应，有时也部分地出 现于阳极反应n一般采用铁和铝作阳极电解凝聚和电解气浮－－举例n采用可溶性铁极板的电极反应：铁失去电子变为二价铁离 子进入废 水中：Fe－2e→Fe2+n二价铁离子进一步水解，形成氢氧化亚铁和氢氧化铁n Fe2+和Fe(OH)2对废水中胶体起到凝聚作用n阴极反应：氢离子在阴极上放电变为氢气逸出：n逸出的氢气形成极小的气泡，将废水中的凝聚物浮上电解 槽的液体表面，起到气浮的效果。

与此同时，在阴极还发 生氧化反应，使有机物分解氧化成无害成分；在阳极发生 还原反应，使氧化型色素还原成无色n利用电解凝聚和电解气浮，可以处理多种含有机物、重金 属废水。