水處理課件-水的其他物理化學(xué)處理方法

第１６章水的其他物理化學(xué)處理方法16.1離心分離16.2電解16.3中和16.4沉淀思考題習(xí)題離心分離1.原理顆粒受到的凈離心力Fc=（m-mo）ω2r顆粒在水中的凈重力Fg=（m-mo）g

α——分離因素粒徑為d(m)的顆粒的分離速度Uc(m/s)：接下頁(yè)

式中：ρ、ρo——分別為顆粒和水的密度，kg/m3μ——水的動(dòng)力粘度，0.1pa·s當(dāng)離心ρ>ρo，Uc>0，顆粒拋向周邊——離心沉降。

ρ<ρo，Uc<0，顆粒被推向中心——離心上浮。當(dāng)d越小，（ρ—ρo）越小，μ越大，則Uc越小，顆粒越難分離。離心分離1.原理

離心機(jī)：高速離心機(jī)（α>3000）中速離心機(jī)（α=1000～3000）常速離心機(jī)低速離心機(jī)（α<1000）（1）常速離心機(jī)：(ρ—ρo)較大時(shí)采用，用于污泥脫水，纖維回收。（2）高速離心機(jī)：(ρ—ρo)較小時(shí)采用，用于乳化油、蛋白質(zhì)回收。壓力式水力旋流器

水力旋流器重力式水力旋流器離心分離2.離心原理設(shè)備：離心機(jī)、水力旋流器壓力式水力旋流器（1）構(gòu)造與原理壓力式水力旋流器（1）構(gòu)造與原理壓力式水力旋流器（1）構(gòu)造與原理1)確定分離器的尺寸——按經(jīng)驗(yàn)確定園筒直徑——D園筒高度——Ho=1.7D錐體高度——Hk=3Ho；錐體角度：θ=10～15°中心溢流管直徑——do=(0.25～0.3)D進(jìn)水管直徑——d1=(0.25～0.4)D出水管直徑——d2=(0.25～0.5)D；出口流速6～10m/s。錐底直徑——d3=(0.5～0.8)do2)處理水量Q（L/min）Q=KDdo（g△p）1/2式中：K——流量系數(shù)，K=5.5d1/D△P——進(jìn)出口壓差，Mpa，△p=p1—p2，一般為0.1～0.2Mpa。g——重力加速度（m/s2）壓力式水力旋流器（2）壓力式水力旋流器的設(shè)計(jì)：接下頁(yè)3)分離器臺(tái)數(shù)n并聯(lián)使用。4)被分離顆粒的極限直徑dc(cm)

式中：d1——進(jìn)水管直徑（cm）

φ——環(huán)流速度的變化系數(shù)，約為

μ——水的動(dòng)力粘度，Pa·s

Q——處理水量，cm3/s

H——中心流束高度，cm，約為錐體高度的2/3，即h=（D—d3）/3tgθ；dc是判斷水力旋流器分離效果的重要指標(biāo)，極限直徑dc越小，分離效果越好。q沉淀池=1.0m3/m2·h； q水力旋流器=950m3/m2·h壓力式水力旋流器1.設(shè)計(jì)：（1）表面積

（m2）式中：q——表面水力負(fù)荷：取25～30m3/m2·h要求η>80%，q=25；η<80%，q=30（2）有效水深Ho1)按停留時(shí)間t=15～20min計(jì)算：Ho=Qt/A2)按結(jié)構(gòu)尺寸確定：Ho=(0.7～1.2)DD——池直徑，D較大，采用較大系數(shù)，反之亦然。（3）緩沖層高度h1=0.8～1.2m（保護(hù)高度）。（4）進(jìn)水管向下傾斜1～5°，管咀處流速V=0.9～1.1m/s。（5）所需水頭h（水頭差）。重力式旋流分離器——水力旋流沉淀池接下頁(yè)

式中：α——系數(shù)，試驗(yàn)確定，一般為4.5；V——管咀處流速（進(jìn)口處流速）0.9～1.1m/s；ξ——局部阻力系數(shù)；V1——進(jìn)水管內(nèi)流速0.8～1.0m/s；

L——進(jìn)水管長(zhǎng)度，m；

I——進(jìn)水管單位長(zhǎng)度的沿程損失。（6）應(yīng)用——旋流沉淀池適于小流量工業(yè)廢水中比重較大的無(wú)機(jī)雜質(zhì)的分離，它廣泛用于回收軋鋼廢水中氧化鐵皮和可浮油，回收率可達(dá)90～95%，出水可循環(huán)使用重力式旋流分離器——水力旋流沉淀池1.電解槽的結(jié)構(gòu)形式1）、結(jié)構(gòu)形式：回流式、翻騰式如圖16-2。采用直流電源電解2）、極板電路：?jiǎn)螛O性電解槽雙極性電解槽電解2.電解法的原理與分類(lèi)

1）、法拉第電解定律——耗電量的計(jì)算

式中：G——析出或溶解的物質(zhì)質(zhì)量，g

E——物質(zhì)的化學(xué)當(dāng)量，g/molQ——通過(guò)的電量,庫(kù)倫（C）I——電流強(qiáng)度，安培（A）；t——電解時(shí)間（S）F——法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96487c/mol2）、分解電壓定義：能使電解正常進(jìn)行時(shí)所需的最小外加電壓叫分解電壓EE=原電池的電動(dòng)勢(shì)+濃差電池電位+化學(xué)極化電位+IR（電解液電阻產(chǎn)生壓降）。槽電壓一般為4～5V電解3.電解法在廢水處理中的應(yīng)用1)、電解法處理含鉻廢水(1)基本原理：在陽(yáng)極：Fe—2e→Fe2+（鐵板陽(yáng)極溶解，把電子轉(zhuǎn)給電源）

（主要的）

Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O

CrO42-+3Fe2++8H+Cr3++4H2O+3Fe在陰級(jí)：2H++2eH2↑

（次要的）Cr2O72-+6e+14H+2Cr3++7H2O

CrO42-+3e+8H+Cr3++4H2OH+減少，廢水中堿性增強(qiáng)，使Cr3+、Fe3+產(chǎn)生氫氧化物沉淀Cr3++3OHCr(OH)3↓Fe3++3OHFe(OH)3↓電解接下頁(yè)陽(yáng)極起氧化劑作用陰極起還原劑作用電解接下頁(yè)減少鐵陽(yáng)極鈍化的方法：（1）定期用鋼絲刷清洗極板。（2）投加食鹽：NaCl中的Cl—吸附在鈍化膜表面，取代鈍化膜中的氧離子→氯化鐵（可溶性），導(dǎo)致膜溶解。（3）定期倒換陰、陽(yáng)極，利用電解時(shí)陰極產(chǎn)生H2的撕裂還原作用，將極板上的鈍化膜除掉。電解接下頁(yè)電解Fe3++3OH-Fe(OH)3↓2．工藝流程：進(jìn)水Ccr6+≤100mg/L，PH=4～6.5含鉻廢水處理工藝流程如圖16-4所示電解調(diào)節(jié)池：按2～4h平均流量設(shè)計(jì)沉淀池：t=2h；V污泥=(5～10)%V廢水或1kg干重/m3廢水。電解槽工藝設(shè)計(jì)（1）電解槽有效容積：式中：t——電解歷時(shí)，Ccr6+<50mg/L；t=5～10minCcr6+=50～100mg/L；t=10～20min（2）電流強(qiáng)度I（A）

式中：Q——廢水設(shè)計(jì)流量m3/hC——廢水中Cr6+濃度，g/m3；QC=m3/h·g/m3=g/hKcr——1gCr6+還原成Cr3+所需電量，如無(wú)試驗(yàn)資料，可取4～5(A·h/gCr)n——電極串聯(lián)次數(shù)，為串聯(lián)極板數(shù)減1電解接下頁(yè)（3）極恩板面積F溪(dm2)：普劉通碳素畢鋼板，嬌δ=3哀～5m葡m，極音板間凈夢(mèng)距S=涼10m既m；極堪板消耗班量：4罵～5g驚/還原護(hù)1gC夏r6+電解接下頁(yè)電解接下頁(yè)（6）電捏能消耗N龍(kw·美h/m3信)式中η洗——整饞流器效鬼率，無(wú)著實(shí)測(cè)數(shù)糕值，用仗0.8匯；Q——考廢水設(shè)趕計(jì)流量罷，m3賞/h電解藥劑中眾和處理1.酸補(bǔ)性廢水禍的藥劑雜中和處即理強(qiáng)酸性求廢水常沙采用石均灰乳中階和，由蔥于弱酸拔與石灰闊反應(yīng)緩儲(chǔ)慢，故騎一般不霧采用。（1）熊中和反槽應(yīng)：石灰乳中餃和H2S持O4廢水賣(mài)生成Ca思SO4，鳥(niǎo)當(dāng)用顆粒旦狀石灰石勞時(shí)，導(dǎo)致條藥劑表面結(jié)形成硫酸立鈣的復(fù)蓋奪層，影響針和阻止中早和反應(yīng)的拜繼續(xù)進(jìn)行趣，所以當(dāng)單用石灰石壓做中和劑畢時(shí)，顆粒育粒徑應(yīng)小乳于0.5捏mm。（2）皂中和劑夢(mèng)用量中和各種妥酸所需堿殊、鹽的理經(jīng)論比耗量介（g/g季）。因?yàn)樗庱倓┲泻粲须s質(zhì)載，所以屢藥劑的張實(shí)際耗香量應(yīng)比知理論比諸耗量要澆大。同炎時(shí)還要甜考慮金粉屬離子娘及中和隔反應(yīng)混碌合不均抵勻使實(shí)誰(shuí)際耗量島比理論禍耗量高斥，用不捐均勻系迫數(shù)K來(lái)蒼表示。中和接下頁(yè)中和所以藥劑纖總耗量G仗a（Kg提/d）中和中和反座應(yīng)產(chǎn)生超的沉渣辨量G（下Kg/市d）（3）中數(shù)和工藝投藥裝鹽置石灰用贊量<1悟t/d鼓：在消熊解槽內(nèi)打人工攪舊拌和消嘉解，制諒成（4賤0～5寶0）%烤的乳濁昌液，其軍有效容乎積V1（m3）：消解槽勒：V1=KVo式中：晶Vo——一次臉配制的藥吸劑量，m3K——容淹積系數(shù)，若2～5石灰用舟量>1幼t/d呆：采用坐機(jī)械方拉法消解固。消解座機(jī)有立框式和臥妄式二種趙。消解后亞石灰乳啟排至溶謙液槽，深其有效返容積V2（m3）中和消解后石堤灰乳排至紛溶液槽，音其有效容貼積V2（m3）式中：礙Ga—介—石灰惑消耗量究，t/裳d；r——釘石灰的動(dòng)容重，斤0.9俗～1.帖1t/肯m3；c——夜石灰乳沫濃度，摩（5～登10）戰(zhàn)%；n——撕每天攪庫(kù)拌次數(shù)晚。中和石灰乳撓投配系巧統(tǒng)與投每配器1)混積合反應(yīng)裝佳置·水泵廉管道混灑合·隔板混舊合反應(yīng)池神如圖2)沉瘡淀池3)燥沉渣脫哲水裝置舅：機(jī)械抵脫水、晨干化場(chǎng)2、堿千性廢水蔬的藥劑隸中和處粒理（1）間中和劑梁：H2振SO4炕、HC痕l、H劉NO3僵、工業(yè)譽(yù)廢酸、遠(yuǎn)煙道氣碌（含C比O2、液SO2的）（2）肅中和反濱應(yīng)（3）潔中和各算種堿所撇需酸的菠理論比嘉耗量（陷g/g真）.中和2、堿濱性廢水甚的藥劑堂中和處悶理（1）中民和劑：H2SO4、HC超l、H綱NO3、工業(yè)須廢酸、械煙道氣樓（含C棟O2、SO2）（2）中向和反應(yīng)（3）中字和各種堿艱所需酸的候理論比耗球量（g/老g）.堿性廢創(chuàng)水的藥展劑中和演處理隔板混暮合反應(yīng)過(guò)濾中越和處理1、普赤通中和堂濾池不適于中漠、高濃度疊的酸性廢慰水，對(duì)H遞2SO4膽廢水，用志石灰石作薪中和劑時(shí)殖，其SO零4濃度應(yīng)偶≤2g/獲L，如用可白云石（胃CaCP爺3·Mg暖CO3）店則其H2乖SO4濃稅度只能為舍5g/L販；對(duì)HN被O3、H某Cl廢水嘩，極限濃旬度20g瓶/L。當(dāng)牌H2SO葬4濃度為翼2～5g赤/L時(shí)，狼可用白云更石作濾料苦，但反應(yīng)絲式速度慢。（1）普戒通中和濾閃池的形式（2）稠中和濾記池的計(jì)保算1)膜平流式的中和濾帳池·濾池濱長(zhǎng)度L頁(yè)=Ut麻……式中：U勿——濾速仔：0.0淋1～0.屬03m/鳳st——廢銷(xiāo)水同濾料舅接觸時(shí)間缸，S式中：層K——監(jiān)濾料系杯數(shù)，試尊驗(yàn)求得濱。d——手濾料的產(chǎn)平均粒扔徑，c碼m；U——珠濾速，類(lèi)m/sC——美酸的濃臂度，g紙eq/錫L過(guò)濾中兔和處理接下頁(yè)濾池橫遠(yuǎn)斷面積課f（m尋2）濾池的水進(jìn)頭損失h使=iL（露m）式中：i唇——濾池爽的坡降式中：U捐.d同上Po——濾料沈的孔隙率閣：0.3倘5～0.蓄45S——跪系數(shù)，瞎與濾料浮d有關(guān)啟：過(guò)濾中和汪處理2)豎管流式中和鞭濾池濾床最小步厚度H（車(chē)cm）——中和以H2SO4時(shí)使用下坐式式中：d叔——濾料項(xiàng)粒徑，m年mK——晃濾料特西征系數(shù)梢，試驗(yàn)籃得出n——經(jīng)汪驗(yàn)系數(shù)，降試驗(yàn)得出步，一般1消.47C——酸害的濃度，扇geq/誼LU——至濾速：筑4～8奪m/h濾料的霧消耗及蟻濾池的岡工作周博期T濾料的名消耗量G=KQCa（宅kg/獵d）式中：免K——朽系數(shù)，錘1.5繡a—梅—藥劑崗比耗量圈Q、悟C同上濾池的理候論工作周紐奉期式中：杠P——您濾料裝緩載量，客KgG——卡濾料消漂耗量，削Kg/四d.過(guò)濾中和坊處理2、升飄流式膨賺脹中和伙濾池（1）賢恒濾速戚升流膨響脹中和科濾池過(guò)濾中和蘭處理接下頁(yè)2、升流艙式膨脹中喊和濾池（1）像恒濾速溝升流膨始脹中和寺濾池承托層牌厚度0魚(yú).15裂～0.鉛2m，蓋φ20疼～40梨mm濾料粒功徑0.宮5～3翻mm，只濾層高呀度1～諸1.2栗m（新弊濾料）最終換料披時(shí)的濾層洲高度≥2嶼m；U=家60～8價(jià)0m/h膨脹率5冰0%±，肌上部清水微區(qū)高度為床0.5m廢水H2SO4濃度<體220眨0mg饅/L時(shí)猾，中和戚后PH熱=4.耗2～5蟲(chóng)，脫氣要后P單H=6腎～6.心5出水PH嘩<4.2雹需換料。缺點(diǎn)：下部濾里料膨脹足不起來(lái)取，上部漠帶出小咽顆粒濾熟料。過(guò)濾中和貸處理接下頁(yè)（2）敢變速膨搭脹中和只濾池U下=1繳30m/如h～15哪0m/h惹U上=撐40～6駱0m/過(guò)濾中和色處理（3）透過(guò)濾中費(fèi)和法的柱優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：出水P勺H值較春穩(wěn)定，子操作簡(jiǎn)避單，沉嶼渣量少臺(tái)。缺點(diǎn)：廢水中品H2SO4濃度不能壺太高，定仗期倒床，漠勞動(dòng)強(qiáng)度行大。過(guò)濾中搏和處理過(guò)濾中和俱處理（4）過(guò)擊濾中和滾銹筒（4）過(guò)攤濾中和滾釣筒過(guò)濾中效和處理（4）過(guò)奶濾中和滾洪筒點(diǎn)擊看招示意圖濾料粒無(wú)徑大（拿幾mm咐～+幾傻mm）相，濾料發(fā)體積為銀筒體體謝積的1促/2。基滾筒線編速度0傻.3～萌0.5勝m/s伸。進(jìn)水惑H2SO4濃度可達(dá)搜7～8g沈/L缺點(diǎn):動(dòng)力費(fèi)汽高，設(shè)砌備構(gòu)造沉復(fù)雜，虧噪聲大寇。1、酸齊性或堿鵝性廢水計(jì)需要量Q1C1=Q2C2——等當(dāng)繪量反應(yīng)2、中晶和設(shè)備（1）在景集水井（俘或管道、鐵混合槽）務(wù)內(nèi)連續(xù)混聰合；（2）羞連續(xù)流憂中和池總：V池辛＝（Q1+Q2）t；t——投中和時(shí)綠間，1勇～2h（3）盡間歇中盲和池：V池——術(shù)一個(gè)周期址內(nèi)排放的據(jù)廢水量。酸性廢水頸與堿性廢頭水中和處表理化學(xué)沉柏淀1.概淘述1）難溶鹽的惹溶度積常葬數(shù)化學(xué)沉摸淀1.概述2）沉淀劑2.氫氧化物摩沉淀法1）原理化學(xué)沉淀接下頁(yè)化學(xué)沉淀見(jiàn)圖1域6－72、應(yīng)用石灰乳度作為沉膽淀劑去體除礦山主廢水的帽Cu和圣Fe金匹屬離子鹽。見(jiàn)圖匠16-總8用石灰乳坊和漂白粉泄去除鉛鋅礦冶煉廠廢清水中金屬篇離子。見(jiàn)抬圖16-筐9化學(xué)沉旋淀鉛鋅冶煉因廠廢水含Hg廢瓜水3.高硫化物剪沉淀法化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀接下頁(yè)化學(xué)沉淀●應(yīng)用溉：用Na2S處理含黃Hg廢水多：4.鋇格鹽沉淀法撓——主要埋用于處理么六價(jià)鉻C承rO42赴-的廢水●一種桃沉淀轉(zhuǎn)化畝成另一種救沉淀的過(guò)僚程叫沉淀載的轉(zhuǎn)化●應(yīng)四投加過(guò)罩量的BaC顫O3，t=2裝0～30命min，撥但導(dǎo)致出扔水含有一天定量的殘贏鋇，應(yīng)用翁石膏法加妙以去除：化學(xué)沉政淀思考題1、何糖謂離心鑰分離的栽分離因蓋素？衡往量水力否旋流器油分離效怪果的重燃要指標(biāo)是什劣么？它棕的物理泰意義是希什么？2、工蹲業(yè)廢水死中的金角屬可采貓用哪幾腐種化學(xué)置沉淀法自來(lái)處理徒？用氫拘氧化物處理詢工業(yè)廢勉水中的尋重金屬骨時(shí)，最幅重要的仍影響因命素是什爛么？3、化學(xué)柏沉淀法與