水處理原理與工藝課件-化學(xué)處理法

1、1水處理原理與工藝水處理原理與工藝2 第一章第一章 水處理方法概論水處理方法概論 第二章第二章 物理處理法工藝原理物理處理法工藝原理 第三章第三章 化學(xué)處理法工藝原理化學(xué)處理法工藝原理 第四章第四章 物理化學(xué)處理法工藝原理物理化學(xué)處理法工藝原理 第五章第五章 生物處理法工藝原理生物處理法工藝原理 第六章第六章 污水的深度處理技術(shù)污水的深度處理技術(shù) 第七章第七章 工業(yè)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)處理與控制工業(yè)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)處理與控制3第三章第三章 化學(xué)處理法工藝原理化學(xué)處理法工藝原理41、中和化學(xué)處理法 多用在廢水處理的預(yù)處理或深度處理中；在自來(lái)水的常規(guī)工藝中，主要涉及的是化學(xué)消毒工藝以及化學(xué)沉淀（石灰軟

2、化）。3、氧化還原2、化學(xué)沉淀4、化學(xué)消毒5（1）在廢水排入受納水體之前，其pH指標(biāo)超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用中和處理，以減少對(duì)水生生物的影響；（2）在廢水排入城市排水管道之前，由于酸、堿對(duì)排水管道產(chǎn)生腐蝕作用，一般城市排水管道對(duì)排入工業(yè)廢水的pH值都有明確的規(guī)定；（3）在廢水需要進(jìn)行化學(xué)或生物處理之前，對(duì)于化學(xué)處理（如混凝、除磷等），要求廢水pH值升高或降低到某一需要的最佳值。對(duì)于生物處理，廢水的pH值通常應(yīng)維持在6.58.5范圍內(nèi)，以保證處理構(gòu)筑物內(nèi)的微生物維持最佳活性。1、中和中和的目的：中和廢水中過(guò)量的酸或堿以及調(diào)中和的目的：中和廢水中過(guò)量的酸或堿以及調(diào)整廢水的酸堿度，使中和后的廢水呈中性或

3、接整廢水的酸堿度，使中和后的廢水呈中性或接近中性，以適宜下一步處理或外排的要求。近中性，以適宜下一步處理或外排的要求。6中和法是利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢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(lèi)水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的一類(lèi)處理方法。處理方法。 中和處理發(fā)生的主要中和處理發(fā)生的主要反應(yīng)是酸與堿生成鹽和水反應(yīng)是酸與堿生成鹽和水的的中和反應(yīng)中和反應(yīng)。 酸性廢水中常見(jiàn)的酸性廢水中常見(jiàn)的酸性物質(zhì)酸性物質(zhì)有硫酸、有硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等無(wú)機(jī)酸及硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等無(wú)機(jī)酸及醋酸、甲酸、檸檬酸等有機(jī)酸，并常溶醋酸、甲酸、檸檬酸等有機(jī)酸，并常溶解有金屬鹽。解有金

4、屬鹽。 堿性廢水中常見(jiàn)的堿性廢水中常見(jiàn)的堿性物質(zhì)堿性物質(zhì)有苛性有苛性鈉、碳酸鈉、硫化鈉及胺類(lèi)等。鈉、碳酸鈉、硫化鈉及胺類(lèi)等。1.1 中和法概述7酸堿廢水的來(lái)源酸性廢水：酸性廢水：化工廠(chǎng)、化纖廠(chǎng)、電鍍廠(chǎng)、礦山、煤加工化工廠(chǎng)、化纖廠(chǎng)、電鍍廠(chǎng)、礦山、煤加工廠(chǎng)及金屬酸洗車(chē)間等；廠(chǎng)及金屬酸洗車(chē)間等；堿性廢水：堿性廢水：印染廠(chǎng)、金屬加工廠(chǎng)、煉油廠(chǎng)、造紙廠(chǎng)等。印染廠(chǎng)、金屬加工廠(chǎng)、煉油廠(chǎng)、造紙廠(chǎng)等。 當(dāng)酸或堿廢水的濃度很高時(shí)，如在當(dāng)酸或堿廢水的濃度很高時(shí)，如在3%5%以上時(shí)，以上時(shí)，應(yīng)考慮回用和綜合利用的可能性；當(dāng)濃度不高，如小應(yīng)考慮回用和綜合利用的可能性；當(dāng)濃度不高，如小于于3%時(shí)，才考慮中和處理。時(shí)，才考

5、慮中和處理。8中和處理方法的分類(lèi) 酸性廢水 酸性污水和堿性污水互相中和 藥劑中和法 過(guò)濾中和堿性廢水 酸性污水和堿性污水互相中和 藥劑中和 煙道氣中和9中和方法的選擇應(yīng)考慮： 含酸或含堿廢水所含酸類(lèi)或堿類(lèi)的性質(zhì)、濃度、水量及其變化規(guī)律； 首先應(yīng)考慮以廢治廢的原則，尋找能就地取材的酸性或堿性廢料，并盡可能加以利用； 本地區(qū)中和藥劑和濾料（如石灰石、白云石等）的供應(yīng)情況； 接納廢水水體性質(zhì)、城市下水道能容納廢水的條件，后續(xù)處理（如生物處理）對(duì)pH值的要求等。10（1）酸性廢水中和處理采用的中和藥劑：）酸性廢水中和處理采用的中和藥劑：石灰、石灰、石灰石、白云石、蘇打、苛性鈉等石灰石、白云石、蘇打、苛

6、性鈉等；（2）堿性廢水中和處理采用的中和藥劑：）堿性廢水中和處理采用的中和藥劑：鹽酸鹽酸和硫酸和硫酸。（3）堿性中和劑的單位消耗量，參見(jiàn)下表）堿性中和劑的單位消耗量，參見(jiàn)下表1；（4）酸性中和劑的單位消耗量，參見(jiàn)下表）酸性中和劑的單位消耗量，參見(jiàn)下表2。中和藥劑11表表 1 堿性中和劑的單位消耗量堿性中和劑的單位消耗量酸類(lèi)名稱(chēng)酸類(lèi)名稱(chēng) 中和中和1g酸所需堿性物質(zhì)的量酸所需堿性物質(zhì)的量/gCaOCa(OH)2CaCO3MgCO3CaCO3- MgCO3硫酸硫酸/H2SO40.5710.7551.020.860.94鹽酸鹽酸/HCl0.771.011.371.151.29硝酸硝酸/HNO30.44

7、50.590.7950.6680.732醋酸醋酸/HCH3COOH0.4660.6160.830.69512表表 2 酸性中和劑的單位消耗量酸性中和劑的單位消耗量堿類(lèi)名稱(chēng)堿類(lèi)名稱(chēng) 中和中和1g堿所需酸性物質(zhì)的量堿所需酸性物質(zhì)的量/gH2SO4HClHNO3100%98%100%98%100%98%NaOH1.221.240.912.531.372.42KOH0.880.900.651.801.131.74Ca(OH)20.321.340.992.741.702.62NH32.882.932.125.903.715.7013選擇中和藥劑考慮的因素：（1）反應(yīng)速率）反應(yīng)速率（2）污泥產(chǎn)量和處理方法

8、）污泥產(chǎn)量和處理方法（3）加藥和儲(chǔ)存操作安全方便）加藥和儲(chǔ)存操作安全方便（4）包括化學(xué)進(jìn)料和存放設(shè)備的總費(fèi)用）包括化學(xué)進(jìn)料和存放設(shè)備的總費(fèi)用（5）副反應(yīng)，包括鹽的溶解、形成的水垢和產(chǎn)）副反應(yīng)，包括鹽的溶解、形成的水垢和產(chǎn)生的熱生的熱（6）過(guò)量加藥效果）過(guò)量加藥效果14（1）當(dāng)水質(zhì)水量變化較小，或廢水緩沖能力較大、后）當(dāng)水質(zhì)水量變化較小，或廢水緩沖能力較大、后繼構(gòu)筑物對(duì)繼構(gòu)筑物對(duì)pH值要求范圍較寬時(shí)，可在值要求范圍較寬時(shí)，可在集水井或管集水井或管道、曲徑混合槽內(nèi)道、曲徑混合槽內(nèi)進(jìn)行連續(xù)流式混合反應(yīng)；進(jìn)行連續(xù)流式混合反應(yīng)；（2）當(dāng)水質(zhì)水量變化不大，但為了使出水）當(dāng)水質(zhì)水量變化不大，但為了使出水pH

9、值更有值更有保證，應(yīng)當(dāng)單獨(dú)設(shè)置保證，應(yīng)當(dāng)單獨(dú)設(shè)置連續(xù)流式中和池連續(xù)流式中和池；（3）當(dāng)水質(zhì)水量變化較大而水量較小，或出水水質(zhì)要）當(dāng)水質(zhì)水量變化較大而水量較小，或出水水質(zhì)要求較高，廢水中還含有其他雜質(zhì)或重金屬離子時(shí)，求較高，廢水中還含有其他雜質(zhì)或重金屬離子時(shí)，一般采取一般采取間歇式中和池間歇式中和池。中和設(shè)備常用：集水井、混合槽、連續(xù)流中和池、間歇常用：集水井、混合槽、連續(xù)流中和池、間歇式中和池等式中和池等15電石渣電石渣白云石白云石1 1、投加藥劑、投加藥劑 常用的堿性常用的堿性中和劑有中和劑有石灰、石灰、電石渣和石灰石、電石渣和石灰石、白云石白云石，有時(shí)也，有時(shí)也可用可用NaOH、Na2CO

10、3。投藥投藥量按化學(xué)反應(yīng)計(jì)量按化學(xué)反應(yīng)計(jì)算或?qū)嶒?yàn)確定。算或?qū)嶒?yàn)確定。1.2 酸性廢水的中和處理16 最常采用的藥劑是石灰，最常采用的方法是石灰乳法。由于氫氧化鈣對(duì)廢水雜質(zhì)具有混凝作用，因此適用于含雜質(zhì)多的酸性廢水。 石灰不僅能夠中和酸，同時(shí)還可以與廢水中的金屬鹽類(lèi)（如鐵鹽、鉛鹽、鋅鹽、銅鹽等）生成沉淀。 因此，計(jì)算中和藥劑的投量時(shí)，應(yīng)增加與重金屬化合產(chǎn)生沉淀的含量。17OHCaClOHCaHClOHNOCaOHCaHNOOHCaSOOHCaSOH22222323242422)(22)(2)(以石灰為主要藥劑的反應(yīng)：采用石灰石中和硫酸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生石膏。224342COOHCaSOCaCOSOH18

11、()aKQ ccG中和藥劑的投加量，可按化學(xué)反應(yīng)式估算（P168，式11-1）。 式中 Ga總耗藥量， kg/d； Q 酸性廢水量, m3/d； c、c廢水中酸的濃度和酸性鹽的濃度， kg/m3； 、中和lkg酸和酸性鹽所需的堿量， kg/kg； K 不均勻系數(shù)； 中和劑的純度，。 19 中和過(guò)程中形成的沉渣體積龐大，約占處理水體積的中和過(guò)程中形成的沉渣體積龐大，約占處理水體積的2 2，脫水麻煩，應(yīng)及時(shí)清除，以防堵塞管道。一搬可采用，脫水麻煩，應(yīng)及時(shí)清除，以防堵塞管道。一搬可采用沉淀池或氣浮池進(jìn)行分離。沉渣量（干基）可根據(jù)試驗(yàn)確沉淀池或氣浮池進(jìn)行分離。沉渣量（干基）可根據(jù)試驗(yàn)確定，也可按下式計(jì)

12、算（定，也可按下式計(jì)算（教材教材P169，式，式11-2）：GGa(Y十十b)十十Q(S-y-d) 式中 G沉渣量， kg/ d Y消耗單位藥劑產(chǎn)生的鹽量， kg/kg， b單位藥劑中雜質(zhì)含量， kg/kg； Q酸性廢水量，m3/d; S 廢水中懸浮物濃廢， kg/m3； y 中和后溶于廢水中的鹽量，kg/m3； d中和后出水懸浮物濃度， kg/m3。 20廢水的預(yù)處理廢水的預(yù)處理中和藥劑的制備與投配、中和藥劑的制備與投配、混合與反應(yīng)混合與反應(yīng)中和產(chǎn)物的分離中和產(chǎn)物的分離泥渣的處理與利用泥渣的處理與利用21干法干法濕法濕法22干投法：廢水量小時(shí)，一般干投，間歇處理特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，但反應(yīng)速度慢、

13、不徹底、投藥量大、石灰破碎、篩分等勞動(dòng)強(qiáng)度大。23濕投法：廢水量中、大時(shí)，一般濕投，連續(xù)處理 特點(diǎn)：設(shè)備多，但反應(yīng)迅速、徹底、投藥量較小24250aVV消解槽的容積消解槽的容積（m3）計(jì)算（）計(jì)算（P170，式，式11-3）：）： 式中 V0 一次配制的藥劑量， m3； 容積系數(shù)，一般取25石灰乳貯槽的容積石灰乳貯槽的容積（m3）計(jì)算（）計(jì)算（P170，式，式11-4）：）： 100abGVnrw式中 Ga 石灰消耗量， t/d； n 每天攪拌的次數(shù)，人工攪拌按3次計(jì)算，機(jī)械攪拌按6次計(jì)算； r石灰的容重，一般取0.91.1t/m3; w石灰乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，一般取510%。26管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器

14、帶折流板的帶折流板的管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器帶攪拌的混帶攪拌的混合反應(yīng)器合反應(yīng)器27儀器配置合理，實(shí)現(xiàn)了小型化。儀器配置合理，實(shí)現(xiàn)了小型化。 帶有多項(xiàng)功能的數(shù)字式帶有多項(xiàng)功能的數(shù)字式pHpH調(diào)節(jié)儀調(diào)節(jié)儀 電磁式定量泵電磁式定量泵 小型中和裝置小型中和裝置 28對(duì)于流量較大的廢液常采用連續(xù)式處理系統(tǒng)，欲使對(duì)于流量較大的廢液常采用連續(xù)式處理系統(tǒng)，欲使其獲得穩(wěn)定可靠的中和效果，對(duì)于連續(xù)式系統(tǒng)，應(yīng)其獲得穩(wěn)定可靠的中和效果，對(duì)于連續(xù)式系統(tǒng)，應(yīng)采用多級(jí)式采用多級(jí)式pH值自動(dòng)控制系統(tǒng)。值自動(dòng)控制系統(tǒng)。29 藥劑中和法是一種應(yīng)用廣泛的中和方法，此法可中和任何性質(zhì)、任何濃度的酸性廢水，廢水中允許有較多的懸浮雜質(zhì)，對(duì)

15、水質(zhì)水量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，且中和藥劑利用率高，中和過(guò)程易調(diào)節(jié)。 該法的缺點(diǎn)是勞動(dòng)衛(wèi)生條件差，操作管理復(fù)雜，制備溶液、投配藥劑需要較多的機(jī)械設(shè)備。采用石灰質(zhì)藥劑時(shí)，其明顯的缺點(diǎn)是質(zhì)量難于保證，灰渣較多，沉渣體積大，且不易脫水。301、堿性濾料、堿性濾料石灰石石灰石（CaCO3）大理石大理石（CaCO3）白云石白云石CaCO3MgCO3 優(yōu)點(diǎn)是操作管理簡(jiǎn)單，優(yōu)點(diǎn)是操作管理簡(jiǎn)單，不影響環(huán)境衛(wèi)生，允許不影響環(huán)境衛(wèi)生，允許費(fèi)用低，勞動(dòng)條件好，費(fèi)用低，勞動(dòng)條件好，出水出水pHpH值較穩(wěn)定，沉渣值較穩(wěn)定，沉渣最少最少( (只有廢水體積的只有廢水體積的0.10.1) )，缺點(diǎn)是需要控，缺點(diǎn)是需要控制進(jìn)水的硫酸濃度

16、。制進(jìn)水的硫酸濃度。 濾料的選擇與中和產(chǎn)物的溶解度有關(guān)。如果中和產(chǎn)物濾料的選擇與中和產(chǎn)物的溶解度有關(guān)。如果中和產(chǎn)物的溶解度很小，易在濾料表面形成不溶性的硬殼，阻止的溶解度很小，易在濾料表面形成不溶性的硬殼，阻止反應(yīng)的進(jìn)行。反應(yīng)的進(jìn)行。313、適用范圍、適用范圍各種酸在中和后形成的鹽具有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：不同的溶解度，其順序大致為：Ca(NO3)2 CaCl2MgSO4 CaSO4 CaCO3 . MgCO3 由此可見(jiàn)：中和處理硝酸、鹽酸時(shí)，濾料選用石灰由此可見(jiàn)：中和處理硝酸、鹽酸時(shí)，濾料選用石灰石、大理石或白云石都行；中和處理石、大理石或白云石都行；中和處理

17、碳酸時(shí)，不宜采用碳酸時(shí)，不宜采用過(guò)濾中和法過(guò)濾中和法；中和處理硫酸時(shí)，最好選用含鎂的中和濾；中和處理硫酸時(shí)，最好選用含鎂的中和濾料（白云石）。料（白云石）。 因此，過(guò)濾中和法因此，過(guò)濾中和法適用于處理不含其他雜質(zhì)的鹽酸適用于處理不含其他雜質(zhì)的鹽酸廢水、硝酸廢水和濃度不大于廢水、硝酸廢水和濃度不大于23g/L的硫酸廢水的硫酸廢水等生成等生成易溶鹽的各種酸性廢水。易溶鹽的各種酸性廢水。324、中和濾池、中和濾池普通中和濾池普通中和濾池升流式膨脹中和濾池升流式膨脹中和濾池滾筒式中和濾池滾筒式中和濾池 滾筒式中和濾池滾筒式中和濾池開(kāi)流式膨脹中和濾池開(kāi)流式膨脹中和濾池3334一般是固定床重力式，有平流式

18、和豎流式（升流式和降流式）兩種。由于濾速低（小于5m/h），濾料粒徑大（35cm），當(dāng)進(jìn)水硫酸濃度較大時(shí)，極易在濾料表面結(jié)垢且不易沖掉，從而阻礙中和反應(yīng)進(jìn)程。這種濾池的中和效果較差。35廢水從濾池的底部進(jìn)入，由池頂流出，使濾料處于膨脹狀態(tài)。36將石灰石濾料置于旋轉(zhuǎn)著的滾筒中，使酸性廢水流經(jīng)滾筒進(jìn)行中和反應(yīng)。裝于滾筒中的濾料隨滾筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)，濾料之間產(chǎn)生激烈的摩擦碰撞，及時(shí)剝落由中和產(chǎn)物形成的覆蓋層，從而加快反應(yīng)速度。該法能處理較高濃度的酸性廢水（硫酸濃度可達(dá)33.5g/L），且濾料不必破碎到很小的粒徑，但構(gòu)造復(fù)雜，動(dòng)力費(fèi)用高，設(shè)備噪聲大，同時(shí)對(duì)耐腐蝕性能要求較高，故很少采用。37 滾筒式中和濾池

19、滾筒用鋼板制成，內(nèi)襯防腐層。筒為臥滾筒式中和濾池滾筒用鋼板制成，內(nèi)襯防腐層。筒為臥式，長(zhǎng)度為直徑的式，長(zhǎng)度為直徑的6 67 7倍。裝料體積占筒體體積的一半，筒倍。裝料體積占筒體體積的一半，筒內(nèi)壁設(shè)有擋板，帶動(dòng)濾料一起翻滾，使沉淀物外殼難以形成，內(nèi)壁設(shè)有擋板，帶動(dòng)濾料一起翻滾，使沉淀物外殼難以形成，并加快反應(yīng)速度。為避免濾料流失，在滾簡(jiǎn)出水處設(shè)有穿孔并加快反應(yīng)速度。為避免濾料流失，在滾簡(jiǎn)出水處設(shè)有穿孔板。板。385、過(guò)濾中和法產(chǎn)物的處理、過(guò)濾中和法產(chǎn)物的處理中和反應(yīng)均產(chǎn)生CO2，CO2溶解于水即為碳酸，使得出水pH在5左右，通常采用空氣曝氣和出水跌落自然曝氣等方法脫掉CO2，以提高pH.39在同

20、時(shí)存在酸性廢水和堿性廢水在同時(shí)存在酸性廢水和堿性廢水（廢渣）的情況下，可以（廢渣）的情況下，可以以廢治以廢治廢廢，互相中和。此法在可能的情，互相中和。此法在可能的情況下況下應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)優(yōu)先考慮，以節(jié)省處理費(fèi)，以節(jié)省處理費(fèi)用與藥劑消耗。用與藥劑消耗。堿渣包括電石渣（含堿渣包括電石渣（含Ca(OH)Ca(OH)2 2）、）、碳酸鈣渣等。碳酸鈣渣等。40天然水體及土壤中的重碳酸鹽可用來(lái)中和酸性廢水，但必須持慎重態(tài)度，對(duì)其長(zhǎng)遠(yuǎn)影響進(jìn)行觀(guān)察。411.1.藥劑中和法藥劑中和法（投酸：硫酸、（投酸：硫酸、鹽酸鹽酸、硝酸）、硝酸）2.2.利用酸性廢水及廢利用酸性廢水及廢氣中和法氣中和法 采用煙道氣中和采用煙道

21、氣中和堿性廢水，一般在噴堿性廢水，一般在噴淋塔等裝置中進(jìn)行，淋塔等裝置中進(jìn)行，使廢水處理與消煙除使廢水處理與消煙除塵、氣體的凈化結(jié)合塵、氣體的凈化結(jié)合起來(lái)。起來(lái)。處理方法處理方法堿性廢水主要來(lái)源堿性廢水主要來(lái)源 ：粘膠廠(chǎng)、：粘膠廠(chǎng)、印染廠(chǎng)、煉油廠(chǎng)、造紙廠(chǎng)、金印染廠(chǎng)、煉油廠(chǎng)、造紙廠(chǎng)、金屬加工廠(chǎng)等。屬加工廠(chǎng)等。 1.3 堿性廢水的中和處理4243 煙道氣中含有CO2和SO2，溶于水中形成H2CO3、H2SO3，可中和堿性廢水。用煙道氣中和的方法有兩種，一是將堿性廢水作為濕式除塵器的噴淋水，另一種是使煙道氣通過(guò)堿性廢水。 優(yōu)點(diǎn)：處理效果良好；以廢治廢；經(jīng)濟(jì) 缺點(diǎn)：會(huì)使處理后的廢水中懸浮物含量增加，硫

22、化物和色度增加。441.4.1 藥劑中和：（1）合理投加酸堿的量；（2）污水水質(zhì)水量變化較大時(shí)，應(yīng)設(shè)調(diào)節(jié)池或自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥量；（3）工廠(chǎng)或車(chē)間污水pH值波動(dòng)較大時(shí)，及時(shí)調(diào)整酸堿加藥量；（4）中和過(guò)程中產(chǎn)生的沉渣應(yīng)及時(shí)分離去除，避免引起管道阻塞。1.4 中和處理應(yīng)注意的問(wèn)題451.4.2 過(guò)濾中和：（1）處理硫酸污水時(shí)，濾料表面形成不溶物硬殼，阻礙中和反應(yīng)進(jìn)行，適當(dāng)增加過(guò)濾速度，控制進(jìn)水硫酸濃度；（2）處理后水pH值低于正常水平，定期補(bǔ)加濾料；（3）采用碳酸鹽做濾料時(shí)，產(chǎn)生CO2氣體吸附在濾料表面形成氣體薄膜，阻礙反應(yīng)進(jìn)行，可以采取控制酸的濃度，加大過(guò)濾速度。461）對(duì)于污廢水的中和處理主要用于哪

23、些）對(duì)于污廢水的中和處理主要用于哪些 場(chǎng)合？場(chǎng)合？選擇中和試劑時(shí)需要考慮哪些標(biāo)準(zhǔn)？選擇中和試劑時(shí)需要考慮哪些標(biāo)準(zhǔn)？2）比較藥劑中和法和過(guò)濾中和法的優(yōu)缺點(diǎn)。）比較藥劑中和法和過(guò)濾中和法的優(yōu)缺點(diǎn)。3）藥劑中和法中石灰投加的方式有哪幾種？）藥劑中和法中石灰投加的方式有哪幾種？比較其優(yōu)缺點(diǎn)。比較其優(yōu)缺點(diǎn)。4）過(guò)濾中和法處理酸性廢水時(shí)，選擇濾料的）過(guò)濾中和法處理酸性廢水時(shí)，選擇濾料的原則是什么？原則是什么？5）有含鹽酸廢水量）有含鹽酸廢水量100m3/d，其中鹽酸質(zhì)量，其中鹽酸質(zhì)量濃度為濃度為5g/L，用石灰石進(jìn)行中和處理（石灰，用石灰石進(jìn)行中和處理（石灰石有效成分石有效成分50%），試求石灰石用量。）

24、，試求石灰石用量。思考題與習(xí)題：47概念：向廢水中投入某種化學(xué)藥劑，使之與廢水中溶解態(tài)的污染物直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成難溶鹽沉淀下來(lái)，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。2、化學(xué)沉淀適用范圍：去除廢水中的重金屬離子（如汞、鎘、鉛、鋅、鎳、鉻等）去除廢水中的堿土金屬離子（如鈣、鎂）去除某些非金屬（如砷、氟、硫、氰、硼等）沉淀除磷（正磷酸鹽）工業(yè)給水處理中的石灰軟化法分類(lèi)：根據(jù)使用的沉淀劑的不同，常用的化學(xué)沉淀法主要有氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法和鋇鹽沉淀法等。48 從普通化學(xué)得知，水中的難溶鹽類(lèi)服從溶度積原則，即在一定溫度下，在含有難溶鹽MmNn（固體）的飽和溶液中，各種離子濃度的乘

25、積為一常數(shù)，稱(chēng)為溶度積常數(shù)Ksp，記為L(zhǎng)MmNn： 上式對(duì)各種難溶鹽都應(yīng)成立。而當(dāng)Mn+mNm-nLMmNn時(shí)，溶液呈過(guò)飽和，超過(guò)飽和那部分溶質(zhì)將析出沉淀，直到符合 LMmNn=Mn+mNm-n時(shí)為止；如果Mn+mNm-nLMmNn，溶液不飽和，難溶鹽將還可以繼續(xù)溶解，也直到符合LMmNnMn+mNm-n 時(shí)為止。2.1 基本原理49 某種無(wú)機(jī)化合物的離子是否能采用化學(xué)沉淀法與廢水分離，主要取決于能否找到適宜的沉淀劑。 對(duì)于金屬離子Mn+的化學(xué)沉淀處理，是否能產(chǎn)生MmNn沉淀，以及Mn+的處理程度，由Mn+mNm-n與溶度積的比較來(lái)決定，與難溶鹽的溶解度無(wú)關(guān)。 水中難溶鹽的溶度積常數(shù)可參照化學(xué)

26、手冊(cè)。50 采用氫氧化物作沉淀劑使工業(yè)廢水中的許多重金屬離子生成氫氧化物沉淀而得以去除，這種方法稱(chēng)作氫氧化物沉淀法。 氫氧化物沉淀與pH值有很大的關(guān)系，金屬氫氧化物的生成條件和存在狀態(tài)與溶液的pH值有直接關(guān)系（可參見(jiàn)教材P180，表12-1）。 此外，有些金屬如 Zn、Pb、Cr、Al等的氫氧化物為兩性化合物，如 pH值過(guò)高，它們會(huì)重新溶解。如：2.2 氫氧化物沉淀法51 氫氧化物沉淀法中的沉淀劑為各種堿性藥劑，常用的有石灰、碳酸鈉、苛性鈉、石灰石、白云石等。 石灰沉淀法的優(yōu)點(diǎn)：去除污染物范圍廣（不僅可沉淀去除重金屬，而且可沉淀去除砷、氟、磷等）、藥劑來(lái)源廣、價(jià)格低、操作簡(jiǎn)便、處理可靠且不產(chǎn)生

27、二次污染。 實(shí)例：應(yīng)用石灰沉淀法處理某有色金屬冶煉廠(chǎng)的酸性含鋅廢水（詳見(jiàn)教材P180)52 工業(yè)廢水中的許多重金屬離子可以形成硫化物沉淀而得以去除。由于大多數(shù)金屬硫化物的溶解度一般比其氫氧化物的要小得多，采用硫化物可使重金屬得到較完全的去除。 硫化物沉淀法常用的沉淀劑有硫化氫、硫化鈉、硫氫化鈉、硫化銨、硫化鉀等。 重金屬離子的濃度和pH有關(guān)，隨著pH值增加而降低。雖然硫化物法比氫氧化物法可更完全地去除重金屬離子，但是由于它的處理費(fèi)用較高，硫化物沉淀困難，常常需要投加凝聚劑以加強(qiáng)去除效果，因此，采用得并不廣泛，有時(shí)僅作為氫氧化物沉淀法的補(bǔ)充方法使用。此外，在使用過(guò)程中還應(yīng)注意避免造成硫化物的二次

28、污染問(wèn)題。2.3 硫化物沉淀法53 主要金屬硫化物的難溶順序如下：Hg+Ag+As3+Cu2+Pb2+Cd2+Zn2+Fe3+注意：某些容易與重金屬離子形成可溶性絡(luò)合物的離子，會(huì)干擾金屬的去除，應(yīng)通過(guò)預(yù)處理除去。如X-（鹵離子）、CN-、SCN-等；另外，S2-也能夠與許多金屬離子形成絡(luò)陰離子，因此，必須控制沉淀劑S2-的濃度，不要過(guò)量太多。542.4 碳酸鹽沉淀法 堿土金屬（Ca、Mg等）和重金屬（Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Cd、Pb、Hg、Bi等）的碳酸鹽都難溶于水，所以可以用碳酸鹽沉淀法去除。 對(duì)于不同的處理對(duì)象，碳酸鹽沉淀法有三種不同的應(yīng)用方式：（1）投加難溶碳酸鹽（如

29、碳酸鈣），利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，使廢水中重金屬離子（如Pb2+、Cd2+、Zn2+等）生成溶解度更小的碳酸鹽沉淀析出；（2）投加可溶性碳酸鹽（如碳酸鈉），使水中金屬離子生成難溶碳酸鹽而沉淀析出；（3）投加石灰，與造成水中碳酸鹽硬度的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，生成難溶的碳酸鈣和氫氧化鎂而沉淀析出，主要用于工業(yè)給水的軟化處理。55應(yīng)用實(shí)例：含鋅廢水： 某些化工廠(chǎng)排出的廢水中含鋅離子，若不進(jìn)行處理將污染環(huán)境。用碳酸鈉與之反應(yīng)，生成碳酸鋅沉淀。沉渣用清水漂洗后，再經(jīng)真空抽濾筒抽干，可以回收或回用生產(chǎn)。其化學(xué)反應(yīng)如下：含銅廢水：某些含銅工業(yè)廢水也可以采用碳酸鹽沉淀法回收，可用碳酸鈉作沉淀劑。當(dāng)

30、pH值在堿性條件下，生成不溶于水的堿式碳酸銅。對(duì)于其沉淀下來(lái)的銅，一般還應(yīng)進(jìn)一步回收利用。56含鉛廢水： 對(duì)于某些含鉛工業(yè)廢水利用碳酸鈉沉淀法處理，在pH值為6.48.7時(shí)，出水的總鉛含量為0.23.8mg/L，可溶性鉛為0.1mg/L。對(duì)于其沉淀下來(lái)的廢渣，應(yīng)該送固體廢物處理中心或在本單位進(jìn)行無(wú)害化處理，以保證不對(duì)環(huán)境造成二次污染。 反應(yīng)式為： Pb2+CO32- PbCO3 572.5 鋇鹽沉淀法主要用于處理含六價(jià)鉻的廢水。沉淀劑：碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇等。以碳酸鋇為例： BaCO3+CrO42- BaCrO4+ CO32- 為了提高除鉻效果，應(yīng)投加過(guò)量的碳酸鋇，反應(yīng)時(shí)間應(yīng)保持2

31、530min。投加過(guò)量的碳酸鋇會(huì)使出水中含有一定數(shù)量的殘鋇。在回用前可用石膏法去除： CaSO4+Ba2+ BaSO4+Ca2+582.6 鹵化物沉淀法1）氯化物沉淀法：氯化物中只有氯化銀的溶解度最小，因此氯化物沉淀法主要用于處理回收廢水中的銀。含銀廢水主要來(lái)源于鍍銀和照相工藝。常用的處理工藝為：電解法氯化物沉淀法。 需要注意的是，鍍銀廢水中含有氰，它會(huì)和銀離子形成Ag(CN)2-絡(luò)陰離子，對(duì)沉淀不利，需要預(yù)先除去。2）氟化物沉淀法：投加石灰，生成CaF2沉淀，可降低廢水中的氟離子濃度。592.7 化學(xué)沉淀法除磷 針對(duì)廢水中正磷酸鹽(PO43-)的沉淀劑鐵鹽：以三氯化鐵、硫酸亞鐵等鐵鹽為沉淀劑

32、，生成磷酸鹽沉淀，注意亞鐵要先氧化成三價(jià)鐵。鋼鐵企業(yè)的含鐵酸洗廢液可愿意作為鐵鹽沉淀劑用于城市污水化學(xué)法除P。鋁鹽：以三氯化鋁、硫酸鋁等為沉淀劑，生成磷酸鋁沉淀；鈣鹽：以石灰為沉淀劑，生成磷酸鈣沉淀。 化學(xué)沉淀除磷只適用于去除正磷酸鹽，對(duì)于以聚磷酸鹽和有機(jī)磷形式存在的磷，需先轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽后才能用化學(xué)沉淀法去除。601）試述硫化物沉淀法常用藥劑、去除對(duì)）試述硫化物沉淀法常用藥劑、去除對(duì)象及特點(diǎn)，并剖析硫化物沉淀法去除象及特點(diǎn)，并剖析硫化物沉淀法去除Hg2+的基本原理。的基本原理。2）舉例說(shuō)明可溶性絡(luò)離子的生成對(duì)化學(xué)）舉例說(shuō)明可溶性絡(luò)離子的生成對(duì)化學(xué)沉淀法處理效果的影響。沉淀法處理效果的影響。思

33、考題：61 利用廢水中利用廢水中的污染物在化學(xué)的污染物在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能被反應(yīng)過(guò)程中能被氧化或還原的性氧化或還原的性質(zhì)，將它轉(zhuǎn)變成質(zhì)，將它轉(zhuǎn)變成無(wú)毒或微毒的，無(wú)毒或微毒的，或易于從水中分或易于從水中分離出來(lái)的新物質(zhì)，離出來(lái)的新物質(zhì)，從而將其從廢水從而將其從廢水中除去的方法。中除去的方法。3、氧化還原62636465666768692 2）反應(yīng)物的濃度）反應(yīng)物的濃度3 3）溫度）溫度1 1）反應(yīng)劑和還原）反應(yīng)劑和還原劑的本性；劑的本性；5 5）溶液的）溶液的PHPH值值4 4）催化劑及某些）催化劑及某些不純物的存在不純物的存在影響處理能力影響處理能力的動(dòng)力學(xué)因素的動(dòng)力學(xué)因素70常用氧化劑常用氧化

34、劑空氣、臭氧、氯氣、空氣、臭氧、氯氣、次氯酸鈉及漂白粉次氯酸鈉及漂白粉常用還原劑常用還原劑硫酸亞鐵、亞硫酸硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉、氫鈉、硼氫化鈉、水合肼及鐵屑等水合肼及鐵屑等71（1 1）應(yīng)用條件）應(yīng)用條件（2 2）適用范圍）適用范圍（3 3）反應(yīng)設(shè)備）反應(yīng)設(shè)備用用O2進(jìn)行氧化反應(yīng)，進(jìn)行氧化反應(yīng)，在常溫、常壓、無(wú)在常溫、常壓、無(wú)催化劑時(shí)，空氣氧催化劑時(shí)，空氣氧化法（曝氣法）所化法（曝氣法）所需反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，需反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，使其使其應(yīng)用受到限制，應(yīng)用受到限制，如加高溫、高壓、如加高溫、高壓、r r射線(xiàn)輻照等，氧化射線(xiàn)輻照等，氧化反應(yīng)速度將大大加反應(yīng)速度將大大加快?？?。主要用于主要用于含硫

35、含硫()（S2-、HS-、H2S）廢水處理廢水處理，來(lái)自，來(lái)自于石油煉制廠(chǎng)、于石油煉制廠(chǎng)、石油化工廠(chǎng)、皮石油化工廠(chǎng)、皮革廠(chǎng)、制藥廠(chǎng)等；革廠(chǎng)、制藥廠(chǎng)等；此外，也用于此外，也用于地地下水氧化除下水氧化除Fe2+、Mn2+?？稍诟髅芊馑w可在各密封塔體（空塔、板式塔、（空塔、板式塔、填料塔等）中進(jìn)填料塔等）中進(jìn)行。行。“曝氣曝氣- -過(guò)濾除過(guò)濾除鐵除錳鐵除錳”可在曝可在曝氣塔、濾池中進(jìn)氣塔、濾池中進(jìn)行。行。72含硫()（S2-、HS-、H2S）廢水處理73反應(yīng)設(shè)備（圖13-1）74空氣氧化除鐵和錳75OOO763.3.1 臭氧的特性773.3.1 臭氧的特性783.3.1 臭氧的特性79803.3.

36、1 臭氧的特性81 （1 1）制備臭氧的方法）制備臭氧的方法 產(chǎn)生臭氧的方法很多，有產(chǎn)生臭氧的方法很多，有電解法、電解法、化學(xué)法、高能射線(xiàn)輻射法、無(wú)聲放電化學(xué)法、高能射線(xiàn)輻射法、無(wú)聲放電法法等。目前在工業(yè)上常用干燥空氣或等。目前在工業(yè)上常用干燥空氣或氧氣經(jīng)氧氣經(jīng)無(wú)聲放電無(wú)聲放電制取。制取。 3.3.2 臭氧的制備8283（2 2）常用的臭氧發(fā)生器）常用的臭氧發(fā)生器1 1）管式臭氧發(fā)生器）管式臭氧發(fā)生器2 2）板式臭氧發(fā)生器（微孔擴(kuò)散板式）板式臭氧發(fā)生器（微孔擴(kuò)散板式反應(yīng)器）反應(yīng)器）3 3）金屬格網(wǎng)式臭氧發(fā)生器）金屬格網(wǎng)式臭氧發(fā)生器84管式臭氧發(fā)生器管式臭氧發(fā)生器85管式臭氧發(fā)生器管式臭氧發(fā)生器

37、86板式臭氧發(fā)生器板式臭氧發(fā)生器87 （1 1）接觸反應(yīng)器的選擇）接觸反應(yīng)器的選擇 水的臭氧處理在水的臭氧處理在接觸反應(yīng)器接觸反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。臭內(nèi)進(jìn)行。臭氧加入水中，水為吸收劑，臭氧為吸收質(zhì)，氧加入水中，水為吸收劑，臭氧為吸收質(zhì)，在氣液兩相進(jìn)行傳質(zhì)，同時(shí)發(fā)生臭氧氧化反在氣液兩相進(jìn)行傳質(zhì)，同時(shí)發(fā)生臭氧氧化反應(yīng)。應(yīng)。 接觸反應(yīng)器的作用有兩個(gè)：接觸反應(yīng)器的作用有兩個(gè)：促進(jìn)氣、水促進(jìn)氣、水?dāng)U散混合擴(kuò)散混合；使氣、水充分接觸，迅速反應(yīng)使氣、水充分接觸，迅速反應(yīng)。3.3.3 臭氧接觸反應(yīng)器88 （1 1）接觸反應(yīng)器的選擇）接觸反應(yīng)器的選擇 因此，應(yīng)根據(jù)臭氧分子因此，應(yīng)根據(jù)臭氧分子在水中的擴(kuò)散速率和在水中的擴(kuò)

38、散速率和與污染物的反應(yīng)速率與污染物的反應(yīng)速率來(lái)選擇接觸反應(yīng)器的型式。來(lái)選擇接觸反應(yīng)器的型式。 1）當(dāng)擴(kuò)散速率較大，反應(yīng)速率為速率控制步驟時(shí)，臭氧接觸反應(yīng)器應(yīng)有利于反應(yīng)的充分進(jìn)行多孔擴(kuò)散板反應(yīng)器、塔板式反應(yīng)器（污染物有表面活性劑、焦油、氨氮等）； 2）當(dāng)反應(yīng)速率較大，擴(kuò)散速率為控速步驟時(shí)，臭氧接觸反應(yīng)器應(yīng)有利于臭氧的加速擴(kuò)散靜態(tài)混合器（污染物有酚、氰、親水性染料、鐵、錳、細(xì)菌等）89 （2 2）多孔擴(kuò)散式反應(yīng)器）多孔擴(kuò)散式反應(yīng)器 有穿孔管、穿孔板、微孔濾板等90 （3 3）靜態(tài)混合器）靜態(tài)混合器 又稱(chēng)管式混合器，是在一根管子內(nèi)安裝許多螺旋槳葉片，相鄰兩片螺旋槳葉片有著相反的方向，水流在旋轉(zhuǎn)分割運(yùn)

39、行中與臭氧接觸而產(chǎn)生許多微小漩渦，使氣水充分混合。91 （4 4）尾氣處理）尾氣處理 從臭氧接觸反應(yīng)器排出的尾氣中殘存臭氧體積分?jǐn)?shù)一般為（5003000）10-6，應(yīng)對(duì)這部分尾氣進(jìn)行妥善處理，以防止對(duì)大氣環(huán)境的污染。常用的處理方法有：活性炭吸附法：活性炭固定床，適用于低濃度臭氧藥劑法：采用亞鐵鹽、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉等還原，或者采用氫氧化鈉分解；燃燒法：加熱溫度大于27092 由于臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，可分解一由于臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，可分解一般氧化劑難于破壞的有機(jī)物，而且般氧化劑難于破壞的有機(jī)物，而且反應(yīng)速度反應(yīng)速度快；出水無(wú)嗅無(wú)味，不產(chǎn)生污泥；原料快；出水無(wú)嗅無(wú)味，不產(chǎn)生污泥；原料( (空

40、空氣氣) )來(lái)源廣來(lái)源廣，制備臭氧的電和空氣不需儲(chǔ)存，制備臭氧的電和空氣不需儲(chǔ)存和運(yùn)輸，因此臭氧氧化法在水處理中是很有和運(yùn)輸，因此臭氧氧化法在水處理中是很有前途的。前途的。 目前，主要目前，主要用于消毒殺菌、飲用水凈化用于消毒殺菌、飲用水凈化和工業(yè)廢水的氧化處理和工業(yè)廢水的氧化處理。3.3.4 臭氧在水處理中的應(yīng)用939495 （1 1）氯系氧化劑）氯系氧化劑（2 2）氯氧化法的應(yīng)用）氯氧化法的應(yīng)用氯類(lèi)氧化劑包括氯類(lèi)氧化劑包括氣態(tài)氯、氣態(tài)氯、液態(tài)氯、次氯酸鈉、次氯液態(tài)氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、二氧化氯酸鈣、二氧化氯等。氯氣等。氯氣既可用作既可用作消毒劑消毒劑，能殺滅，能殺滅細(xì)菌、有害生物、消除有

41、細(xì)菌、有害生物、消除有毒物質(zhì)的毒性。同時(shí)也可毒物質(zhì)的毒性。同時(shí)也可以以氧化污染物氧化污染物，廣泛用于，廣泛用于廢水處理。廢水處理。1）堿性氯化法處理含氰）堿性氯化法處理含氰廢水廢水2）氯化法除酚，最后被）氯化法除酚，最后被氧化為氧化為CO2和和H2O3）氯化法脫色、除臭殺）氯化法脫色、除臭殺藻藻96979899100 （1 1）概述）概述 廢水處理的新技術(shù)，可以解決有毒害但無(wú)廢水處理的新技術(shù)，可以解決有毒害但無(wú)法生物降解的物質(zhì)。法生物降解的物質(zhì)。 光化學(xué)反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)是指在光的作用進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，是指在光的作用進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，利用光化學(xué)反應(yīng)降解污染物，又稱(chēng)之為利用光化學(xué)反應(yīng)降解污染物，又稱(chēng)之為

42、光降解光降解。光降解反應(yīng)包括光降解反應(yīng)包括無(wú)催化劑無(wú)催化劑和和有催化劑有催化劑的兩種，前的兩種，前者稱(chēng)為者稱(chēng)為光化學(xué)氧化光化學(xué)氧化，后者稱(chēng)為，后者稱(chēng)為光催化氧化光催化氧化。101 （2 2）光化學(xué)氧化）光化學(xué)氧化 通過(guò)氧化劑（如O3、H2O2等）在光輻射下產(chǎn)生強(qiáng)氧化能力的羥基自由基HO.而進(jìn)行的。羥基自由基的氧化性很強(qiáng)，其標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為2.85V，在常見(jiàn)的氧化劑中僅次于氟（3.06V）。羥基自由基具有較高的電負(fù)性，因此能夠有選擇地與廢水中的污染物發(fā)生反應(yīng)；羥基自由基是高級(jí)氧化過(guò)程的中間產(chǎn)物，作為引發(fā)劑誘發(fā)后面的鏈反應(yīng)，對(duì)難降解有機(jī)物質(zhì)特別適用；羥基自由基氧化反應(yīng)條件溫和，容易得到應(yīng)用。10

43、2 （2 2）光化學(xué)氧化）光化學(xué)氧化光化學(xué)氧化技術(shù)與其他氧化方法相比，反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生大量的羥基自由基，對(duì)有機(jī)物的降解速率快，而且對(duì)許多難降解有機(jī)物的礦化效果好；光氧化的反應(yīng)條件對(duì)溫度、壓力沒(méi)有特別要求；作為生物處理技術(shù)的前處理，可以大大提高難生物降解廢水的可生化性。UV-H2O2反應(yīng)：UV-O3反應(yīng)；UV-O3-H2O2反應(yīng)UV-US（超聲）反應(yīng)；光化學(xué)氧化系統(tǒng)：重點(diǎn)集中在光源的選取、光學(xué)材料的應(yīng)用以及光化學(xué)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)三個(gè)方面。103 （3 3）均相光催化氧化）均相光催化氧化均相光催化氧化主要指UV-Fenton氧化，以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì)，通過(guò)光-Fenton反應(yīng)產(chǎn)生HO.

44、對(duì)污染物進(jìn)行氧化。優(yōu)點(diǎn)：可降低Fe2+的用量，保持H2O2較高的利用率，紫外光和Fe2+對(duì)H2O2催化分解存在著協(xié)同效應(yīng)；可以使有機(jī)物礦化程度更充分，因?yàn)镕e3+與有機(jī)物降解過(guò)程的中間產(chǎn)物形成的絡(luò)合物是光活性物質(zhì)，可在紫外光作用下迅速還原為Fe2+。104 （4 4）非均相光催化氧化）非均相光催化氧化非均相光催化氧化主要指在體系中投加光敏半導(dǎo)體材料如TiO2、ZnO等作為催化劑，使其在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，吸附在催化劑上的溶解氧/水分子與電子-空穴對(duì)作用，產(chǎn)生HO.等氧化性強(qiáng)的自由基對(duì)污染物進(jìn)行氧化。與均相系統(tǒng)相比，非均相的優(yōu)點(diǎn)：不需要消耗如H2O2和O3這樣的氧化劑；光催化劑在反應(yīng)

45、過(guò)程中不被消耗；自然光，即太陽(yáng)能直接被加以利用。105 濕式氧化法濕式氧化法（WAO）是在高溫高壓下，利）是在高溫高壓下，利用空氣將廢水中的有機(jī)物氧化成用空氣將廢水中的有機(jī)物氧化成CO2和水和水，從而，從而達(dá)到去除污染物的目的。達(dá)到去除污染物的目的。 與常規(guī)氧化方法相比，濕式氧化法具有適用與常規(guī)氧化方法相比，濕式氧化法具有適用范圍廣、處理效率高、二次污染低、氧化速率快、范圍廣、處理效率高、二次污染低、氧化速率快、裝置占地小、可回收能量等優(yōu)點(diǎn)。裝置占地小、可回收能量等優(yōu)點(diǎn)。106 濕式氧化主要用于各類(lèi)高濃度廢水及污泥處理，尤其是毒性大、難以用生化方法處理的農(nóng)藥廢水、染料廢水、制藥廢水、造紙黑液以

46、及城市污泥及垃圾滲濾液等，也用于還原性無(wú)機(jī)物如CN-、SCN-、S2-和放射性廢物的處理。濕式氧化的局限性：要求在高溫高壓下進(jìn)行，其中間產(chǎn)物往往為無(wú)機(jī)酸，故要求設(shè)備能耐高溫、高壓，并耐腐蝕，因此費(fèi)用較高；適用于高濃度小流量的廢水處理，對(duì)低濃度大流量的廢水則很不經(jīng)濟(jì)；即使在高溫高壓條件下，對(duì)某些有機(jī)物如多氯聯(lián)苯等仍難以做到完全氧化。107 （1 1）催化濕式氧）催化濕式氧化（化（CWAO）在傳統(tǒng)的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑以降低反應(yīng)所需的溫度和壓力，并提高氧化分解能力，縮短時(shí)間，防止設(shè)備的腐蝕并降低成本。目前應(yīng)用于濕式氧化的催化劑主要包括過(guò)渡金屬及其氧化物、復(fù)合氧化物和鹽類(lèi)，催化劑也分為

47、均相催化劑和非均相催化劑兩類(lèi)。108 （2 2）超臨界水氧化）超臨界水氧化（SCWO）為徹底去除一些濕式氧化難以去除的有機(jī)物，將反應(yīng)溫度和壓力進(jìn)一步提高至水的臨界點(diǎn)以上，利用超臨界水的良好特性來(lái)加速反應(yīng)進(jìn)程。超臨界水是一種超臨界流體。109110111 （1 1）概述）概述通過(guò)投加還原劑，將廢水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或毒性較小的物質(zhì)的方法稱(chēng)為還原法。常用的還原劑有：鐵屑、鋅粉、硼氫化鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、水合肼（N2H4.H2O）、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硫化氫、二氧化硫等；還原法主要用于處理一些特殊的廢水，如含汞、含鉻、含銅和含硝基苯廢水。112 （2 2）還原法除鉻）還原法除鉻電鍍、制革、

48、冶煉、化工等工業(yè)廢水中常含有劇毒的Cr(VI)，在酸性條件下(pH7.6)，主要以CrO42-形式存在。六價(jià)鉻的毒性比三價(jià)鉻大100倍左右。還原法除鉻一般分兩步：第一步是用還原劑將六價(jià)鉻還原為毒性較低的三價(jià)鉻（酸性條件下）；第二步是在堿性條件下將三價(jià)鉻生成氫氧化鉻沉淀去除。鐵屑（或鋅粉）過(guò)濾硫酸亞鐵-石灰還原法（硫酸亞鐵-粉煤灰法）亞硫酸鹽還原法水合肼還原法113 （2 2）還原法除鉻）還原法除鉻如廠(chǎng)區(qū)同時(shí)有含鉻廢水和含氰廢水時(shí)，可互相進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，以廢治廢，其反應(yīng)為：近年來(lái)試驗(yàn)研究了用活性炭吸附處理含鉻()廢水的方法。當(dāng)pH值很低時(shí)，本質(zhì)上仍是一種還原法：114 （3 3）還原法除汞）還

49、原法除汞氯堿、炸藥、制藥、儀表等工業(yè)廢水中常含有劇毒的Hg2+，處理方法是將Hg2+還原為Hg加以分離和回收。常用的還原劑為比汞活潑的金屬（鐵屑、鋅粒、鋁粉、銅屑等）、硼氫化鈉、醛類(lèi)、聯(lián)胺等。廢水中的有機(jī)汞通常先用氧化劑（如氯）將其破壞，使之轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)汞后，再用金屬置換。硼氫化鈉還原法（NaBH4）：堿性條件金屬還原法：鐵屑過(guò)濾，pH=69 據(jù)某廠(chǎng)試驗(yàn)，用工業(yè)鐵粉去除酸性廢水中的汞()，在5060，混合反應(yīng)11.5h，經(jīng)過(guò)濾分離，廢水中所含汞量可去除90以上115 就是就是利用電解的基本利用電解的基本原理，使廢水中原理，使廢水中有害物質(zhì)通過(guò)電有害物質(zhì)通過(guò)電解過(guò)程，在解過(guò)程，在陰陽(yáng)陰陽(yáng)兩極分別發(fā)

50、生氧兩極分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)化和還原反應(yīng)，以轉(zhuǎn)化成無(wú)害物，以轉(zhuǎn)化成無(wú)害物，達(dá)到凈化水質(zhì)的達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。目的。 116 （1 1）電解之陽(yáng)極氧化作用）電解之陽(yáng)極氧化作用陽(yáng)極氧化作用：電解槽中陽(yáng)極與電源的正極相連，陽(yáng)極既可通過(guò)直接的電極反應(yīng)過(guò)程，使污染物氧化破壞（如CN-的陽(yáng)極氧化），也可通過(guò)某些陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)物（如Cl-、ClO-、O2、H2O2等）間接的破壞污染物（如陽(yáng)極產(chǎn)物Cl2除氰、脫色） 應(yīng)用：去除水中氰、酚以及COD、S2-、有機(jī)農(nóng)藥等，也有利用陽(yáng)極產(chǎn)物Ag+離子進(jìn)行消毒處理。其中電解除氰屬于直接氧化作用；電解除酚屬于間接氧化作用，因需要投加食鹽，利用食鹽電解產(chǎn)生的氯離子陽(yáng)極產(chǎn)物分

51、子氯，然后水解生成次氯酸，進(jìn)行氧化分解酚。117 （2 2）電解之陰極還原作用）電解之陰極還原作用陰極還原作用：電解槽中陰極與電源的負(fù)極相連，能使廢水中的離子直接得到電子被還原，發(fā)生直接還原作用，此外，在陰極還有H+接收電子還原成氫氣，也具有很強(qiáng)的還原作用，使廢水中的某些物質(zhì)被還原。 應(yīng)用：電解除鉻，及電沉積法去除與回收廢水中的重金屬離子。一般認(rèn)為，電解除鉻時(shí)陽(yáng)極溶解產(chǎn)生的亞鐵離子的間接還原反應(yīng)是主要因素，而在陰極上直接將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻是很次要的。因此，必須采用鐵做陽(yáng)極材料。118 （3 3）電解凝聚作用與電解氣浮作用）電解凝聚作用與電解氣浮作用電解凝聚作用：電解槽用鐵或鋁板做陽(yáng)極，通電后

52、受到電化學(xué)腐蝕，具有可溶性。Al或Fe以離子狀態(tài)融入溶液中，經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)而生成羥基絡(luò)合物，這類(lèi)絡(luò)合物可起混凝劑作用，將廢水中的懸浮物與膠體雜質(zhì)通過(guò)混凝加以去除。電解氣浮作用：電解時(shí)，在陰極和陽(yáng)極表面產(chǎn)生H2和O2等氣體，這些氣體以微氣泡形式逸出，比表面積很大，在上升過(guò)程中可以粘附水中的雜質(zhì)及油類(lèi)浮至水面，產(chǎn)生氣浮作用。119電解法處理廢水所用電解槽，按水流方向可分為翻騰式、回流式及豎流式三種。 （4 4）電解槽）電解槽120 （5 5）電解法的應(yīng)用）電解法的應(yīng)用電解法的優(yōu)缺點(diǎn)：裝置緊湊，占地面積小，節(jié)省一次投資；自動(dòng)控制水平高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；藥劑用量少，廢液量少；通過(guò)調(diào)節(jié)槽電壓和電流，可以適

53、應(yīng)較大幅度的水量與水質(zhì)變化沖擊。但電耗和可溶性陽(yáng)極材料消耗較大，副反應(yīng)多，電極易鈍化。電極法可以處理：1）各種離子狀態(tài)的污染物，如CN-、AsO2-、Cr6+、Cd2+、Pb2+、Hg2+等；2）各種有機(jī)和無(wú)機(jī)的耗氧物質(zhì)，如硫化物、氨、酚、油、有色物質(zhì)等；3）致病微生物。121 （5 5）電解法的應(yīng)用）電解法的應(yīng)用處理無(wú)機(jī)污染物：含鉻廢水、含氰廢水等處理有機(jī)污染物：染料廢水、印染廢水等，主要在生物毒性和難降解有機(jī)物的去除方面；電解消毒：間接電解消毒（利用電解原理制造次氯酸鈉或者氯氣等消毒劑）；直接電解消毒（次氯酸殺菌、電場(chǎng)作用、高效氧化劑消毒，如羥基自由基）1221）如何運(yùn)用氧化還原電勢(shì)數(shù)值判

54、斷氧化還原反應(yīng)的）如何運(yùn)用氧化還原電勢(shì)數(shù)值判斷氧化還原反應(yīng)的可行性？可行性？2）用氯處理含氰廢水時(shí)，為何要嚴(yán)格控制溶液的）用氯處理含氰廢水時(shí)，為何要嚴(yán)格控制溶液的pH值？值？3）電解法處理含氰廢水時(shí)，往往在其中投加少量食）電解法處理含氰廢水時(shí)，往往在其中投加少量食鹽，試簡(jiǎn)述理由。鹽，試簡(jiǎn)述理由。4）試展望廢水化學(xué)氧化技術(shù)的發(fā)展方向。）試展望廢水化學(xué)氧化技術(shù)的發(fā)展方向。思考題：123消毒的目的是殺滅水中對(duì)人體健康有害的絕大部分病源微生物，包括病菌、病毒、原生動(dòng)物的包囊等，以防止通過(guò)水傳播疾病。4、化學(xué)消毒消毒是飲用水處理中必不可少的工藝：目的是使處理后飲用水的微生物學(xué)指標(biāo)達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，把飲

55、水導(dǎo)致的水致疾病的風(fēng)險(xiǎn)降到可以接受的安全范圍。（總大腸菌群、耐熱大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)、隱孢子蟲(chóng)、賈地鞭毛蟲(chóng)、剩余消毒劑濃度）廢水處理中，消毒雖非必須，但通常是廢水排入水體前或進(jìn)行再利用前的最后一個(gè)處理步驟，目的是安全排放或回用。消毒不同于滅菌，消毒僅要求殺滅致病微生物，而滅菌要求殺滅所有微生物。124 消毒的種類(lèi)（表消毒的種類(lèi)（表7-17-1）物理法： 加熱、光照射、超聲波，廢水處理中很少用。化學(xué)法： 采用消毒劑進(jìn)行消毒，常用的消毒劑有（表7-1）：多種氧化劑（氯、臭氧、溴、碘、高錳酸鉀等）；某些重金屬離子（銀、銅等）；陽(yáng)離子型表面活性劑、酚類(lèi)125 消毒劑對(duì)水進(jìn)行消毒的過(guò)程：消毒劑達(dá)到微生物體

56、表；滲入細(xì)胞壁；與特定的酶發(fā)生反應(yīng)，中斷細(xì)胞的代謝過(guò)程。 4.1 化學(xué)消毒原理 消毒機(jī)理：破壞細(xì)胞壁，使其通透性增加，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)漏出；損害細(xì)胞膜的生化活性，影響其吸收與保留作用；對(duì)細(xì)胞的重要代謝功能造成損害，破壞酶的活性；損壞核酸組分；改變有機(jī)體的RNA、DNA；改變?cè)|(zhì)的膠體性質(zhì)等。 126 氧化型消毒劑可以通過(guò)氧化以多種途徑產(chǎn)生滅活作用； 紫外照射能使RNA中相鄰的胸腺嘧啶或DNA中相鄰的尿嘧啶形成共價(jià)的二聚體，破壞復(fù)制過(guò)程，從而使生物體不能再繁殖，以致滅活； 加熱可以使細(xì)胞蛋白變性，失去原生質(zhì)的膠體性質(zhì)，產(chǎn)生致死效應(yīng)。127影響消毒效率的因素：1）致病微生物的種類(lèi)及存在狀態(tài) 不同微

57、生物對(duì)消毒劑的耐受能力不同。一般而言，病毒比細(xì)菌較難殺滅，有芽孢的細(xì)菌比無(wú)芽孢的細(xì)菌教難殺滅（廢水中的致病菌多無(wú)芽孢）。單個(gè)細(xì)菌易受消毒劑的致毒作用，而成團(tuán)細(xì)菌的內(nèi)部菌體因受保護(hù)而難以被殺死。2）消毒劑的種類(lèi)和濃度 一般來(lái)說(shuō)，濃度愈高，殺菌效果愈好。3）接觸時(shí)間 接觸時(shí)間越長(zhǎng)，致病微生物的殺滅率越高。 128影響消毒效率的因素：4）水質(zhì)特征 溫度越高，殺菌越好；pH值對(duì)氯的殺菌作用影響大，而對(duì)臭氧的影響不大；懸浮物能掩蔽菌體，使之不受消毒劑的影響；有機(jī)物的存在，消耗氧化性的消毒劑；氨能降低氯的殺菌強(qiáng)度，但卻能維持其持久性。 129 氯消毒以液氯、漂白粉或次氯酸鈉為消毒劑。水廠(chǎng)氯消毒一般采用液氯

58、；小型消毒如游泳池水消毒，多采用次氯酸鈉發(fā)生器；臨時(shí)性消毒多采用漂白粉。4.2.1 氯消毒的化學(xué)反應(yīng) 在不含氨的水中加入氯后，即產(chǎn)生下列反應(yīng)： Cl2+H2O ClO-+H+Cl- HOCl H+ClO- 水中HOCl和ClO-的比例與水的pH值和溫度有關(guān)（圖7-1），可以根據(jù)式7-10進(jìn)行計(jì)算。水的pH值提高，則ClO-所占比例增大，在pH6的條件下，水中的氯基本上以HOCl形式存在。4.2 氯消毒法130 氯的消毒是通過(guò)氧化作用實(shí)現(xiàn)的，HClO和OCl-都有氧化能力，但HClO是中性分子，可以擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并滲入細(xì)菌體內(nèi)，借氯原子的氧化作用破壞菌體內(nèi)的酶，從而使細(xì)菌死亡，而ClO

59、-帶負(fù)電，難于靠近帶負(fù)電的細(xì)菌，所以雖有氧化能力，也很難起消毒作用。因此，水中的pH值越低，消毒效果越好。 盡管ClO-消毒效果低于HOCl，但是由于水中存在HOCl與ClO-的平衡關(guān)系，當(dāng)HOCl被消耗后，ClO-就會(huì)轉(zhuǎn)化為HOCl，繼續(xù)進(jìn)行消毒反應(yīng)，因此，在計(jì)算時(shí)，HOCl與ClO-都被計(jì)入，并通稱(chēng)為游離性氯或自由性氯（游離氯） 131 當(dāng)水中有氨時(shí)，會(huì)生成氯胺： NH3+HClO NH2Cl+H2O NH3+2HClO NHCl2+2H2O NH3+3HClO NCl3+3H2O NH2Cl、NHCl2和NCl3分別是一氯胺、二氯胺和三氯胺（三氯化氮），統(tǒng)稱(chēng)為氯胺。氯胺所含的氯總量稱(chēng)為化

60、合性氯。 氯胺的存在形式同氯和氨的比例以及水的pH值有關(guān)。 氯胺也具有氧化性，有對(duì)微生物的消毒效果，但其氧化能力較弱，因此需要較長(zhǎng)的接觸時(shí)間和較大的投藥量。132氯胺消毒的優(yōu)點(diǎn)：氯胺較穩(wěn)定，在水中的存留時(shí)間長(zhǎng)；能減少三鹵甲烷和氯酚的產(chǎn)生，可使氯酚臭味減輕；防止管網(wǎng)中鐵細(xì)菌的繁殖。 游離氯和化合氯都具有消毒能力，兩者之和稱(chēng)為有效氯，簡(jiǎn)稱(chēng)總氯； 經(jīng)一定接觸時(shí)間后水中剩余的有效氯稱(chēng)為余氯，保留一定余氯的目的是為了保證自來(lái)水出廠(chǎng)后還具有持續(xù)的殺菌力，氯胺的殺菌能力不及HClO強(qiáng)，而且也較緩慢，所以對(duì)于余氯量的要求要高一些，與水的接觸時(shí)間也要長(zhǎng)一些。一般來(lái)說(shuō)，游離性氯與水的接觸時(shí)間應(yīng)為1530min，化