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4 水污染治理篇——废水的化学及物理化学处理.doc

花匠小妙招
2024-09-16 19:50

水污染治理篇 4 废水的化学及物理化学处理 4.1 中和法酸和碱是常用的工业原料。使用酸、碱的工厂往往有酸性废水、碱性废水。酸性和碱性废水的处理，首选综合利用。若浓度太低，常用中和法处理。废水中和处理首先应考虑以废治废，然后才是药剂中和。 4.1.1 酸性废水的中和中和剂能制成溶液或浆料时，可用投加法。中和剂为粒料或块料时，可用过滤法。 1、投药中和此法可中和任何性质、任何浓度的酸性废水。采用碱性物质中和酸性废水的原理为中和反应。常用的碱性中和剂有石灰、电石渣和石灰石、白云石，有时也可用NaOH、Na2CO3。投药量按化学反应计算或实验确定。该法的缺点是劳动卫生条件差，操作管理复杂，制备溶液、投配药剂需要较多的机械设备。采用石灰质药剂时，其明显的缺点是质量难于保证，灰渣较多，沉渣体积大，且不易脱水。酸性废水投药中和流程图见图4-1 ? 图4-1 酸性废水投药中和流程图 ? 2、过滤中和过滤中和是用碱性固体颗粒物作滤料，以过滤的形式，使酸性废水与碱性固体颗粒物（CaCO3）充分接触而得到中和的一种方法。此法中常用滤料有石灰石（CaCO3）、大理石（CaCO3）、白云石（CaCO3·MgCO3）等。过滤中和所使用的中和滤池有普通中和滤池、升流式膨胀中和滤池。（1）普通中和滤池为固定床，水的流向有平流式和竖流式两种。目前多采用竖流式。竖流式又分为升流式和降流式两种，如图4-2。图4-2 普通中和滤池（a）升流式；（b）降流式 ? （2）升流式膨胀中和滤池，可以分为恒速升流式和变速分流式两种类型。图4-3 恒速升流式膨胀中和滤池 1-环形集水槽；2-清水区；3-石灰石滤料；4-卵石垫层；5-大阻力配水系统；6-放空管 ? 过滤中和处理硫酸废水时，因其产物硫酸钙溶解度小，易形成沉淀，影响中和反应的进行，故应控制进水硫酸的浓度（PH＞4即可）。过滤中和法的优点是操作管理简单，出水pH值较稳定，沉渣最少(只有废水体积的0.1％)，缺点是处理硫酸废水时，需要控制进水的硫酸浓度。 ? 4.1.2 碱性废水的中和碱性废水中和常采用工业废酸、酸性废气（如烟道气）两种方法。采用废酸和酸性废气中和，处理成本较低，但因废物中携带有较多的杂质，故必须注意防止二次污染的产生。采用烟道气中和碱性废水，一般在喷淋塔等装置中进行，使废水处理与消烟除尘、气体的净化结合起来。 ? 4.2 混凝法混凝法是工业废水经常采用的一种处理方法。主要处理对象是水中的微小悬浮物、乳状油和胶体杂质。 4.2.1 混凝原理 1、胶体的稳定性胶体微粒都带有电荷。水中胶体微粒大多带有负电荷。胶粒在水中的相互作用受以下三方面的影响：（1）带相同电荷的胶粒产生静电斥力，而且电动电位愈高，胶粒间的静电斥力愈大；（2）受水分子热运动的撞击，使微粒在水中作不规则的运动，即“布朗运动”；（3）胶粒之间还存在着相互引力——范德华引力。当间距较大时，此引力略去不计。由于三种作用中第一种最强烈，同时，带电胶粒将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜，同样能阻止胶粒间相互接触，故胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。 2、混凝原理化学混凝的机理可以认为主要是三方面的作用：（1）电性中和作用混凝剂水解生成带正电荷的胶体，中和水中胶粒的负电荷，使颗粒呈电中性，并吸附水中其他杂质等形成大颗粒而沉降下来，达到净水目的。（2）吸附架桥作用高分子混凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成具有线性结构的高分子聚合物，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程，称为絮凝。（3）网捕作用混凝剂水解而生成沉淀物在水中形成颗粒较大的松散的网状结构，在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒甚至溶解杂质，形成“矾花”。上述三种作用产生的微粒凝结现象——凝聚和絮凝总称为混凝。 4.2.2 混凝剂和助凝剂 1、混凝剂用于水处理中的混凝剂应符合如下要求：混凝效果良好，对人体健康无害，价廉易得，使用方便。混凝剂的种类较多，主要有以下两大类：（1）无机盐类混凝剂目前应用最广的是铝盐和铁盐。铝盐中主要有硫酸铝、明矾等。铁盐中主要有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁等。（2）高分子混凝剂高分子混凝剂有无机和有机两种。聚合氯化铝和聚合氯化铁是目前国内外研制和使用比较广泛的无机高分子混凝剂。人工合成的聚合氧化铝是在人工控制的条件下预先制成最优形态的聚合物，它对各种水质适应性较强，适用的pH值范围较广，对低温水效果也较好，形成的絮凝体粒大且重，所需的投量约为硫酸铝的1/2——1/3。有机高分子混凝剂有天然的和人工合成的。有阳离