第十二講.廢水處理的各種方法簡介(2)介紹.ppt

1、介紹了第12講廢水處理的各種方法(2)，主要內(nèi)容，1，吸附2，離子交換3，中和4，氧化還原5，膜分離法教材參考內(nèi)容：137148，1，吸附水處理吸附法利用有吸附性的多孔材料去除水體中微量可溶性雜質(zhì)的處理工藝。1.吸附本質(zhì)吸附是一種或多種物質(zhì)(稱為吸附質(zhì))牙齒其他物質(zhì)(稱為吸附劑)表面自動變化的過程(累積或濃縮)。是一種抵消上的反應(yīng)。水處理中，主要討論液體固體介面，固相物質(zhì)作為吸附劑，一般是多孔物質(zhì)。液相中的吸附材料被定義為吸附質(zhì)吸附法。吸附法是水中一種或多種物質(zhì)在固體表面(吸附劑)上吸附去除的方法。分為三種茄子類型。(1)物理吸附；(2)化學(xué)吸附；(3)離子交換吸附、2、吸附劑吸附劑的種類有活

2、性炭、硅膠、腐植酸煤、硅酸鈣、沸石、硅藻土、焦炭、木屑、爐子等多種多樣。活性炭是最常用的吸附劑，市面上銷售的產(chǎn)品具有粉末、粒狀、片狀、纖維狀形態(tài)。活性炭的制造分兩個階段進行：木材、鋸材、樹皮、煤等含碳物質(zhì)，通過碳化和活化。碳化也稱為熱分解，是在空氣隔離條件下加熱原材料，加熱的溫度一般在600以下。碳化分解原材料，釋放多種氣體，進一步分解或碎片化，重組成微晶體結(jié)構(gòu)(Microsoft)?；罨茄趸瘎┑淖饔茫蓟蠹訜岵牧?，產(chǎn)生新的微孔，擴大微孔尺寸。除活性炭外，腐植酸煤(風(fēng)化煤)也是價錢廉價的天然吸附劑。腐殖酸分子結(jié)構(gòu)中羧基、苯酚羥基、甲氧基等活性基團具有重金屬吸附更換的性能。腐殖酸炭可用于處理

3、含多種重金屬離子的廢水(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、Ni、Cr、Co等)，對放射性元素、石油、表面活性劑、染料、農(nóng)藥等污染物也有一定的吸附效果。3、吸附法在廢水處理中的應(yīng)用(1)活性炭吸附有機物，用于去除生物、物理、化學(xué)法不能去除的微量溶解有機物。另外，在有機工業(yè)廢水的生物處理廠中添加適量的粉末活性炭，有助于提高生物處理效果，降低廢水的色度。(2)活性炭對無機物的吸附具有很強的吸附能力，可以去除某些金屬及其化合物(如銻、鉍、錫、汞、鈷、鉛、鎳等)?；钚蕴靠捎糜谔幚淼蜐舛群瘡U水，可將廢水中汞的含量從0.11.0 mg/L降低到0.010.05MG/L。含鉻2030mg/L的廢水吸附在活性炭上

4、后，出水中鉻的含量可以減少到1mg/L。(3)沸石對NH4的吸附常用于飲用水深度凈化。吸附柱的工作過程，廢水(初始濃度為Co)進入更換柱后，先接觸頂層吸附劑，使其鈍化。廢水通過繼續(xù)下層時，污染物濃度逐漸降低，工作層下降，整個吸附床分為上部失效層(飽和區(qū))、中部工作層和下部新層三部分。工作層的最前端到達吸附床底部后，水開始作為污染物出來。牙齒時刻稱為吸附床的滲透時刻，此后，徑流污染物含量逐步提高，直到排放標準接近為止，必須再生吸附劑。(威廉莎士比亞、吸附劑、吸附劑、吸附劑、吸附劑、吸附劑、吸附劑、吸附劑、吸附劑)4。吸附劑的再生，2，離子交換方法，離子交換方法是利用離子交換劑的交換器與水中的金屬

5、離子進行交換反應(yīng)，將金屬離子狀態(tài)物質(zhì)替換為交換劑，將其去除。(屬于更換吸附)1、離子交換離子交換劑可分為武器和有機兩類茄子。武器離子交換制包括磺化介質(zhì)、天然綠色沙、沸石等。有機離子交換劑一般指合成更換樹脂，是有機高分子聚合物，其骨架是由聚合物電解質(zhì)和橫木交叉物質(zhì)組成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，上面結(jié)合了許多可離子交換的基團。離子交換樹脂是由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的母體和附著在其上的活性基團組成的高聚物。，根據(jù)交換基團，離子交換樹脂分為陽離子型、負離子型、兩性離子型。羊離子交換樹脂含有能與陽離子交換的活潑酸性基團。負離子更換樹脂含有可與負離子交換的堿性基團。2.離子交換樹脂的反應(yīng)量離子交換樹脂用鈉離子(鈉型)或氫取代

6、廢水中的陽離子(氫型)。該交換反應(yīng)表示鈉型：氫型：式中的R牙齒樹脂，M表示陽離子(如Cu2，Zn2，Ni2，Cd2，Mg2)，更換結(jié)果廢水中的金屬離子留在樹脂中凈化，出水中主要是鈉鹽(如使用鈉型)負離子離子交換樹脂將溶液中的負離子交換為羥基離子(OH-)，從廢水中去除負離子。更換反應(yīng)如下：A2-表示負離子。用離子交換方法處理重金屬廢水時，普通金屬離子(例如Cu2、Zn2、Cd2等)可以使用陽離子更換樹脂。以負離子形式存在的金屬離子復(fù)合物或酸根(如HgCl42-、Cr2O72-等)必須用負離子更換樹脂去除。為了同時從廢水中去除陰陽離子，可以串聯(lián)使用負離子和陽離子交換器(兩相音相)。離子交換過程是

7、可逆平衡吸附過程，樹脂達到吸附飽和時，更換能力喪失。此時可以進行解吸再生，恢復(fù)樹脂的更換能力。陽離子樹脂可以用酸溶液或鹽溶液再生，通常用硫酸或鹽酸(氫型)或氯化鈉(鈉型)溶液再生羊水。負離子更換樹脂通常用氫氧化鈉或氫化鉀溶液再生。3，離子交換選擇性，電荷越高，原子水合半徑越小，交換就越容易。在低溫和低濃度下，離子交換順序為h型： Fe3 Al3 Ca2 mg2k=NH4 na(h)Li oh型： po43-so42-NO3-cl-f-(oh-)HCO 3，4，4也就是說，可以從廢水中去除金屬陽離子，也可以去除負離子，可以高純度凈化廢水，還可以有選擇地從含有多種金屬離子的廢水中回收貴金屬。牙齒方

8、法的缺點是離子交換裴秀智價錢數(shù)值高。也就是說，裴秀智再生要使用酸、堿、鹽，運營成本高，再生液要進一步處理。因此，離子交換法在大規(guī)模廢水掩埋的工程中采用較少。一般用于傳記電鍍廢水、人造絲鋅廢水、水毒性小的廢水(如含汞)或回收價值高的金、銀、鉑等廢水。離子交換設(shè)備主要有固定床、移動床、流動床。目前使用最廣泛的是固定床(單、多、復(fù)合、混合床)。三，中和，一，應(yīng)用前提工業(yè)礦業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常產(chǎn)生大量酸堿廢水。例如金屬酸洗廢水和味精發(fā)酵廢水、鐵礦開采排水都是典型的酸性廢水，造紙廢水是典型的堿性廢水。(1)。在廢水排入水體之前，水生生物對pH值的變化非常敏感，因此排出大量廢水，使水的pH值偏酸或堿時會產(chǎn)生不利影

9、響。(2)。一般城市排水管道(China排水)對工業(yè)廢水排放的pH值有明確的規(guī)定，因為廢水在排入城市排水管道(China排水)之前，酸和堿起到排水管道腐蝕作用。(3)。在廢水需要化學(xué)或生物處理之前，化學(xué)處理必須將廢水pH值提高或降低到最適合特定需要的值。生物處理一般應(yīng)保持廢水pH值在6.58.5范圍內(nèi)，使處理結(jié)構(gòu)內(nèi)的微生物保持最佳活性。2，中和劑，常見的酸性廢水中和劑有氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、電石渣、生石灰、石灰石、白云石等。常見的堿性廢水中和劑有“三山”、煙氣、二氧化硫等。由于廢水量大，中和劑的選用必須追求經(jīng)濟，以降低廢水處理成本。經(jīng)常使用酸性廢水和處理中的生石灰、石灰石、白云石等廉價、

10、質(zhì)量好的中和劑，其中石灰應(yīng)用最廣泛，可以同時起到中和和混凝作用，其價錢、來源、處理效果好，幾乎所有重金屬離子(除汞外)都能一起沉淀。酸堿廢水除了pH值偏離正常值外，還含有很多其他污染物，在酸堿廢水處理中，必須采用中法和法，不僅遵守pH值，還必須有效地凈化其他污染物。3、中和方法酸或堿廢水濃度高(3%5%以上)時，應(yīng)考慮重復(fù)使用及綜合利用的可能性。如果濃度不高(低于3%)，則考慮中和處理。(1)酸性廢水酸堿廢水相互中和、藥劑中和和過濾以及3茄子方法(2)堿性廢水堿/酸性廢水相互中和、酸中和、煙氣中和3茄子方法。過濾及主要設(shè)備，(A)中和塔(B)中和輥，4，氧化還原，將溶解在氧化還原反應(yīng)、廢水中的

11、有毒有害污染物轉(zhuǎn)化為無毒、微毒或易于分離的新物質(zhì)的方法。廢水中的有機污染物(顏色、嗅覺、味道、大邱)和恢復(fù)性無機離子(CN，S2，F(xiàn)e2，Mn2)都可以用氧化法消除這種危險。廢水中的重金屬離子(Hg2、Cd2、Cu2、Ag、Cr6、Ni2等)可以用還原法去除。1.常用于廢水處理的氧化劑和還原劑最常用的氧化劑包括空氣、吳尊和氯、次氯酸鈉、漂白劑、漂白劑等氯系氧化劑、過氧化氫、高錳酸鉀、電解工藝陽極。最常用的還原劑有硫酸亞鐵、氯化鐵、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、鐵、鋅粉、電解過程陰極。2、廢水處理對氧化還原反應(yīng)要求，可以有效氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)后產(chǎn)物是無毒的。常溫下仍然有很快的反應(yīng)速度。反應(yīng)時，酸度沒有太

12、大變化。沒有二次污染，合理的價錢，原料很容易得到。3，化學(xué)氧化法，(1)氯系氧化從氰化鍍銅，鋅，鎘等漂洗水處理開始，首先要打破氰化物。用氯系氧化劑在堿性條件下破壞含氰廢水是氧化法的典型例子。廢水中的鎢通常是自由CN、HCN和穩(wěn)定性不同的多種金屬鉻化合物，以Zn(CN)42、Ni(CN)42、Fe(CN)63等形式存在。氰化物氧化破壞第二階段進展：第一階段：氰化物氧化硅氧烷CNClO H2O=CNCL 2oh CNCL 2oh=CNO CL H2O廢水pH應(yīng)受堿性控制，防止高毒性CNCL氣體逸出，氰化物氧化應(yīng)成為毒性極強的氰化根CNO。第二階段：堿性氯化處理過程的繼續(xù)，牙齒過程中的氰酸鹽破壞。2

13、 CNO 3ClO H2O=N2 3Cl 2HCO3使用過量氧化劑時，兩階段反應(yīng)進行到最后，稱為“完全氧化法”。(2)空氣氧化空氣中的氧氣是廉價的氧化劑，但只能氧化容易氧化的金屬離子。代表性的例子是二價鐵氧化成三價鐵。因為廢水中的二價鐵在pH 8上很難沉淀。三價鐵可以在pH34時沉淀，沉淀性能好，容易脫水。此外，氧化煉油廠的含硫廢水：2HS-2o 2 S2 o 32-H2O 2 S2-2o 2 H2O S2 o 32-2OH-；S2O32- 2O2 2OH-2SO42- H2O (3)吳尊氧化劑是僅次于氟的強氧化劑，高于氧氯。氧化反應(yīng)總是能瞬間完成，但在空氣中必須自行分解，現(xiàn)在才能工作。除了不

14、含金、鉑、碳的鉻鐵合金以外，所有金屬都被腐蝕，用于制造設(shè)備。臭氧的準備無聲放電；輻射法紫外線輻射法等離子體射流法。水殺菌消毒的具體應(yīng)用；印染廢水處理：主要脫色；氰化物廢水處理；苯酚廢水處理。優(yōu)點和缺點對除臭、脫色、殺菌、有機物去除、無機物有明顯效果。不會造成二次污染。準備臭氧的電和空氣不需要儲存和運輸。不會產(chǎn)生泥。但是費用高，處理成本高。4，化學(xué)還原法，六價鉻的毒性比三價鉻大100倍。廢水中毒性強的六價鉻(通常以Cr2O72或CrO42存在)在酸性條件下作為還原劑將六價鉻還原為三價鉻，然后用堿性藥劑和沉淀物制作氫氧化鉻沉淀，將其去除。(1)硫酸亞鐵還原處理含鉻廢水是成熟常用的處理方法。硫酸亞鐵

15、主要是第一鐵離子起還原作用。在酸性條件下(pH=23)，還原反應(yīng)為cr2o 72 6 Fe 2 14H=2cr 3 6 Fe 3 7h 2 ocr 2 o 42 3fe 2 8H=CR3 3fe 3 4H2O下一堿(普通廢堿和石灰乳)控制廢水pH=8.59。利用藥劑還原法，選擇六價鉻、還原劑、堿性中和劑，盡可能地區(qū)適宜。如果工廠區(qū)有SO2廢氣或H2S廢氣，可用作六價鉻的還原劑。工廠區(qū)既有含鉻廢水，又有含氰廢水，可以徐璐氧化還原反應(yīng)處理，達到報廢廢品的目的。CR2O72 6CN 14H 2CR3 3 3 (CONH2) 2H2O，(2)還原法還可用于從廢水中提取銅。利用鐵粉(鐵屑)將廢水中的銅離

16、子還原為金屬銅，沉積在鐵(碎屑)表面，再利用。牙齒方法也被稱為“沉淀動力學(xué)法”，Cu2 Fe=Cu Fe2化學(xué)氧化還原不僅用于廢水處理，還廣泛用于水凈化。在自來水中添加氯可以有效地殺死水中的微生物。自來水的吳尊氧化除了殺死微生物外，還可以氧化分解水中微量的污染物。5，電解，鋁(或鐵)作為可用性陽極，不銹鋼或鋁，鐵作為陰極，在直流電場電解廢水的方法。通電后，陽極金屬(鋁或鐵)放電用金屬離子溶于廢水中，水解形成氫氧化鋁或氫氧化鐵膠體，廢水中的重金屬離子結(jié)合陰極和OH-形成金屬氫氧化物，并在陽極吸附形成的氫氧化物膠體中沉淀去除。廢水中的金屬離子可以直接從陰極中獲得電子，并返回金屬單質(zhì)，在陰極中沉積。另外，電解生產(chǎn)O2可以氧化有機物和無機物。電解生成H2可以還原某些物質(zhì)，例如脫色。失去電子的金屬離子容易產(chǎn)生水解羥基復(fù)合物。制造氣體，以微氣泡的形式排出，放出雜質(zhì)。(1)在含6價鉻的傳記電鍍廢水處理中，鐵板可以用作陽極。鐵陽極溶解的亞鐵離子可以將六價鉻還原為三價鉻，亞鐵還原為三價鐵。三價鉻和三價鐵最終產(chǎn)生氫氧化物沉淀，(2)，5，膜分離法，膜分離法包括反滲透法、傳記滲透法、擴散滲透法、液膜法、超濾法等。(1)反滲透法在反滲透裝置中利用反滲透膜分離水和金屬離子，在用