廢水的化學(xué)及物理化學(xué)處理1、2、3

廢水的化學(xué)及物理化學(xué)處理

1.中和法

2.混凝法

3.氧化還原法

主講：老師4.1中和法CompanyLogo中和法是利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的一類處理方法。中和原理中和處理發(fā)生的主要反應(yīng)是酸與堿生成鹽和水的中和反應(yīng)。一、中和法概述酸性廢水中常見的酸性物質(zhì)有硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等無機(jī)酸及醋酸、甲酸、檸檬酸等有機(jī)酸，并常溶解有金屬鹽。堿性廢水中常見的堿性物質(zhì)有苛性鈉、碳酸鈉、硫化鈉及胺類等。CompanyLogo投加石灰方式干法濕法（一）投藥中和法CompanyLogoCompanyLogo管式反應(yīng)器4、中和槽類型帶折流板的管式反應(yīng)器帶攪拌的混合反應(yīng)器CompanyLogo儀器配置合理，實現(xiàn)了小型化。帶有多項功能的數(shù)字式pH調(diào)節(jié)儀

電磁式定量泵小型中和裝置CompanyLogo（二）過濾中和法1、堿性濾料2、特點3、適用范圍石灰石（CaCO3）大理石（CaCO3）白云石（CaCO3·MgCO3）等。過濾中和法的優(yōu)點是操作管理簡單，出水pH值較穩(wěn)定，沉渣最少(只有廢水體積的0.1％)，缺點是需要控制進(jìn)水的硫酸濃度。各種酸在中和后形成的鹽具有不同的溶解度，其順序大致為：Ca(NO3)2、CaCl2＞MgSO4＞＞CaSO4＞CaCO3、MgCO3由此可見：中和處理硝酸、鹽酸時，濾料選用石灰石、大理石或白云石都行；中和處理碳酸時，不宜采用過濾中和法；中和處理硫酸時，最好選用含鎂的中和濾料（白云石）。CompanyLogo滾筒式中和濾池。開流式膨脹中和濾池4、常用設(shè)備CompanyLogoCompanyLogo（三）利用廢水和廢渣的中和法（四）利用天然水體及土壤中堿度的中和法在同時存在酸性廢水和堿性廢水的情況下，可以以廢治廢，互相中和。天然水體及土壤中的重碳酸鹽可用來中和酸性廢水，但必須持慎重態(tài)度，對其長遠(yuǎn)影響進(jìn)行觀察。CompanyLogo4.2混凝法CompanyLogo一、混凝法概述是指在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚為絮凝體，然后予以分離除去的水處理法。通過混凝法，可以去除廢水中難以用沉降法去除的細(xì)分散固體顆粒、乳狀油及膠體物質(zhì)等?！盎炷笔悄酆托跄目偡Q（即混合和反應(yīng)）膠體失去穩(wěn)定性的過程脫穩(wěn)膠體相互聚集注；膠體是顆粒粒徑在0.1μm～1nm之間。CompanyLogo二、混凝原理

注：在廢水實際處理中，上述各種機(jī)理往往同時或交叉發(fā)揮作用，只是依條件的不同而以其中的某一種起主導(dǎo)作用而已。1.壓縮雙電層理論4.網(wǎng)捕作用2.電性中和作用3.吸附架橋作用CompanyLogo三、工藝流程混凝工藝流程由藥劑投加、混合、反應(yīng)及沉淀分離等單元組成。

混合

使混凝劑迅速、均勻地分散到廢水中，通過壓縮雙電層和電中和作用，使膠體脫穩(wěn)，形成小“礬花”。

反應(yīng)

在一定的水流條件下，小“礬花”通過吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等作用形成較大的絮體。沉淀

反應(yīng)過程形成的大絮體進(jìn)入沉淀池進(jìn)行分離。（問題）CompanyLogo四、混凝劑的調(diào)配與投加（1）混凝劑的調(diào)配（2）混凝劑的投加固體投加液體投加CompanyLogo

(一)混凝劑干投法（應(yīng)用較少）

工藝流程：藥劑輸送→粉碎→提升→計量→加藥混合工作原理：圖CompanyLogo(二)混凝劑濕投法

工藝流程：溶解池→溶液池→定量控制設(shè)備→投加設(shè)備→混合池溶解設(shè)備：溶解池、攪拌設(shè)備。藥劑調(diào)配：水力調(diào)配、機(jī)械調(diào)配、壓縮空氣調(diào)配和人工調(diào)配等。

溶液池：配制一定濃度溶液的設(shè)施。其它設(shè)備：（略）CompanyLogo(三)混凝劑投加方式①重力投加②虹吸式定量投加③水射器投加④用計量泵投加藥劑

CompanyLogo①重力投加

可直接將混凝劑溶液投入管道內(nèi)或水泵吸水管喇叭口處。CompanyLogo

②虹吸式定量投加

可通過改變虹吸管進(jìn)口和出口高度之差(H)，控制投加量。CompanyLogo

③水射器投加CompanyLogo④用計量泵投加藥劑CompanyLogo(三)混凝劑計量方式

基本要求：

投量準(zhǔn)確；工作靈活可靠；設(shè)備簡單；操作方便。

①浮子—苗嘴(孔板)計量系統(tǒng)

②浮球閥計量系統(tǒng)

③流量計計量系統(tǒng)

④計量泵計量

⑤三角堰計量系統(tǒng)CompanyLogo

①

浮子—苗嘴(孔板)計量系統(tǒng)CompanyLogo

②浮球閥計量系統(tǒng)

利用槽內(nèi)浮球閥與槽底管口高差(H)恒定，槽底管口流量不變原理，通過改變池底管口苗嘴或孔板的孔徑來控制投藥量。CompanyLogo

③流量計計量系統(tǒng)

④計量泵計量

CompanyLogo⑤三角堰計量系統(tǒng)（適用于大、中流量計量。）CompanyLogo五、混合

(一)混合的作用

使藥劑能快速、均勻地分散到廢水中。

★★快速：是因混凝劑在廢水中發(fā)生水解反應(yīng)的速度很快，需要盡量造成急速擾動以生成大量細(xì)小絮體，并不要求生成大顆粒；

★★均勻：是為了化學(xué)反應(yīng)能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展。

水力條件要求：

攪拌時間：10－30s，工業(yè)應(yīng)用常取2min。速度梯度：G=500～1000s-1。CompanyLogo

(二)混合方式水力混合機(jī)械混合

常見混合方式：管式混合水泵混合機(jī)械混合CompanyLogo

1、管式混合

A、普通管道混合

B、管式靜態(tài)混合器

C、擴(kuò)散混合器CompanyLogo

A、普通管道混合

把藥劑投入水泵壓水水管內(nèi)，借助水流進(jìn)行混合。藥劑加入方式：

《圖》CompanyLogo

B、管式靜態(tài)混合器

管內(nèi)裝設(shè)若干個固體混合單元體。CompanyLogo

C、擴(kuò)散混合器

在管式孔板混合器前加一錐形帽，水流和藥劑對沖錐形帽而后擴(kuò)散形成劇烈紊流，使藥劑和水達(dá)到快速混合。CompanyLogo

2、其它水力混合方式

A、分流隔板混合池

B、跌水混合池

C、水躍式混合池

D、渦流式混合設(shè)備

E、廊道式格板混合池CompanyLogo

A、分流隔板混合池CompanyLogo

B、跌水混合池利用水流在跌落過程中產(chǎn)生的沖擊達(dá)到混合的效果。CompanyLogo

C、水躍式混合池

利用3m/s以上的流速迅速流下時所產(chǎn)生的水躍進(jìn)行混合。

CompanyLogo

D、渦流式混合設(shè)備設(shè)計要點：底部錐角30-45°；反應(yīng)時間1-1.5min，≤2min；入口流速1-1.5m/s；圓柱部分上升流速25mm/s。CompanyLogo

E、廊道式格板混合池CompanyLogo3、水泵混合將藥劑投加在水泵的吸水管內(nèi)或喇叭口處，利用水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)達(dá)到快速混合的目的。特點：混合效果好，不需另建混合設(shè)施；節(jié)省動力；各型水廠均可采用；要求：泵房距離處理設(shè)備不大于150m。CompanyLogo水泵混合的投藥位置

（1）泵前投加☆★（2）泵后投加☆★

1、泵前投加

加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口處，見圖。目前大多數(shù)采用這種方式，主要優(yōu)點是可利用水泵葉輪使藥劑和原水得到充分混合，而且借助于水泵吸力吸入，容易加注。缺點是藥劑對水泵有一定的腐蝕作用。

2、泵后投加

加注在水泵出水壓力管（見圖）或沉淀池進(jìn)口處。當(dāng)取水泵離凈水裝置較遠(yuǎn)（約大于500m）時，為防止反應(yīng)過早，已結(jié)成的絮粒在管道或進(jìn)入沉淀池時破碎，從而影響凈水效果，所以采用泵后投加。泵后投加因投藥點承壓或無吸力，故需要用水射器或加藥泵。其優(yōu)點是不發(fā)生藥劑對水泵的腐蝕。CompanyLogo

4、機(jī)械攪拌混合

CompanyLogo六、絮凝反應(yīng)

(一)反應(yīng)的作用是使混合形成的小絮凝體經(jīng)過充分碰撞接觸，絮凝成較大顆粒的過程。

CompanyLogo

(二)絮凝反應(yīng)設(shè)備

(1)設(shè)備分類（按攪拌方式分）

A、水力攪拌反應(yīng)池：

B、機(jī)械攪拌反應(yīng)池：

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(2)水力攪拌反應(yīng)池

A、隔板反應(yīng)池

B、折板反應(yīng)池

C、穿孔旋流反應(yīng)池

D、旋流式反應(yīng)池

E、渦流式反應(yīng)池

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A、隔板反應(yīng)池

a、往復(fù)式

b、回轉(zhuǎn)式

a、往復(fù)式特點：水流在池內(nèi)作180o

轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失較大，且絮凝體有破碎的可能。水頭損失0.3-0.5m。

b、回轉(zhuǎn)式特點：水流在池內(nèi)作90o轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失大為減小，且絮凝效果有所提高。水頭損失比往復(fù)式小40%。CompanyLogo

B、折板反應(yīng)池平折板反應(yīng)池一般分為三段。三段的折板布置可分別采用相對折板、平行折板和平行直板。另外還有采用波形板的。

（豎直放置）CompanyLogo

C、穿孔旋流反應(yīng)池

由若干方格組成，分格數(shù)不少于6格。隔墻上下開孔，水流沿池壁切線進(jìn)入形成旋流。第一格孔口小，旋轉(zhuǎn)速度大，隨后依次遞減，對應(yīng)G值遞減。CompanyLogo

D、旋流式反應(yīng)池

設(shè)計要點：反應(yīng)時間8-15min；噴嘴入口流速2-3m/s。CompanyLogo

E、渦流式反應(yīng)池設(shè)計要點：底部錐角30-45°，反應(yīng)時間6-10min，入口流速0.7m/s，圓柱部分上升流速4-6mm/s。CompanyLogo

（3）機(jī)械攪拌反應(yīng)池

A、漿板式和葉輪式。

B、水平軸和垂直軸

分格串聯(lián)，每格設(shè)以攪拌機(jī)。分格越多，絮凝效果越好。但造價高和維修量大。

為適應(yīng)絮體形成規(guī)律，第一格攪拌強(qiáng)度最大，其余依次遞減，對應(yīng)G值也遞減。CompanyLogo（4）組合絮凝池CompanyLogo七、混凝劑和助凝劑CompanyLogo八、影響混凝效果的主要因素1.水溫3.混凝劑的種類和加量2.廢水的PH值

PH值的高低不但直接影響著污染物存在的形態(tài)和表面性質(zhì)，而且影響著混凝劑的水解平衡及產(chǎn)物的存在形態(tài)和時間。4.攪拌強(qiáng)度和攪拌時間混合階段攪拌強(qiáng)度大，時間短；反應(yīng)階段攪拌強(qiáng)度小，時間長。CompanyLogo4.3氧化還原法CompanyLogo一、氧化還原法利用廢水中的污染物在化學(xué)反應(yīng)過程中能被氧化或還原的性質(zhì)，將它轉(zhuǎn)變成無毒或微毒的，或易于從水中分離出來的新物質(zhì)，從而將其從廢水中除去的方法。CompanyLogo常用氧化劑——空氣、臭氧、氯氣、次氯酸鈉及漂白粉；常用還原劑——硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉、水合肼及鐵屑等CompanyLogo2）反應(yīng)物的濃度3）溫度1）反應(yīng)劑和還原劑的本性；5）溶液的PH值4）催化劑及某些不純物的存在影響處理能力的動力學(xué)因素CompanyLogo二、氧化法1.應(yīng)用條件2.適用范圍3.反應(yīng)設(shè)備用O2進(jìn)行氧化反應(yīng)，在常溫、常壓、無催化劑時，空氣氧化法（曝氣法）所需反應(yīng)時間很長，使其應(yīng)用受到限制，如加高溫、高壓、r射線輻照等，氧化反應(yīng)速度將大大加快。（一）空氣（及純氧）氧化法含硫（Ⅱ）廢水處理可在各密封塔體（空塔、篩板塔、填料塔等）中進(jìn)行。CompanyLogo

1.氯系氧化劑2.氯氧化法在廢水處理中的應(yīng)用氯類氧化劑包括氣態(tài)氯、液態(tài)氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、二氧化氯等。在廢水處理中，氯氣被廣泛用作消毒劑，能殺滅細(xì)菌、在害生物，消除有毒物質(zhì)的毒性。1）堿性氯化法處理含氰廢水2）氯化法除酚，最后被氧化為CO2和H2O3）氯化法脫色（二）氯氧化法CompanyLogo

1.制