1、123第一节第一节 化工废水及其处理原则化工废水及其处理原则第二节第二节 物理处理方法物理处理方法第三节第三节 化学处理方法化学处理方法第四节第四节 物理化学处理方法物理化学处理方法第五节第五节 生化处理方法生化处理方法第六节第六节 污泥的处理污泥的处理第七节第七节 化工废水处理实例化工废水处理实例4n 化工废水的种类化工废水的种类n 化工废水污染的特点化工废水污染的特点n 废水处理原则废水处理原则567 8 9n 化工废水的种类化工废水的种类n 化工废水污染的特点化工废水污染的特点n 废水处理原则废水处理原则10 11n 化工废水的种类化工废水的种类n 化工废水污染的特点化工废水污染的特点n
2、 废水处理原则废水处理原则12131415 浊 度表示水因含悬浮物而呈浑浊表示水因含悬浮物而呈浑浊状态，即对光线透过时所发状态，即对光线透过时所发生阻碍的程度。水的浊度大生阻碍的程度。水的浊度大小不仅与颗粒的数量和性状小不仅与颗粒的数量和性状有关，而且同光散射性有关有关，而且同光散射性有关，我国采用，我国采用1L蒸馏水中含蒸馏水中含lmg二氧化硅为一个浊度单位，二氧化硅为一个浊度单位，即即1度度 。浊度仪16PH计17 色 度水的感官性状指标之一。当水水的感官性状指标之一。当水中存在着某种物质时，可使水中存在着某种物质时，可使水着色，表现出一定的颜色，即着色，表现出一定的颜色，即色度。规定色度
3、。规定1mg/L以氯铂酸离子以氯铂酸离子形式存在的铂所产生的颜色，形式存在的铂所产生的颜色，称为称为1度度 。色度仪18 硬 度水的硬度是由水中的钙盐和镁水的硬度是由水中的钙盐和镁盐形成的。硬度分为暂时硬度盐形成的。硬度分为暂时硬度(碳酸盐碳酸盐)和永久硬度和永久硬度(非碳酸盐非碳酸盐)，两者之和称为总硬度。水中，两者之和称为总硬度。水中的硬度以的硬度以“度度”表示，表示，lL水中的水中的钙和镁盐的含量相当于钙和镁盐的含量相当于lmg/L的的CaO时，叫做时，叫做l度度 。19 溶 解 氧溶解在水中的分子态氧，溶解在水中的分子态氧，叫溶解氧。叫溶解氧。20时，时，01MPa下，饱和溶解氧含量下
4、，饱和溶解氧含量为为910-6。它来自大气和。它来自大气和水中化学、生物化学反应水中化学、生物化学反应生成的分子态氧生成的分子态氧 。溶解氧测定仪20 电 导 率是截面是截面lcm2，高度，高度为为1cm的水柱所具的水柱所具有的电导。它随水有的电导。它随水中溶解盐的增加而中溶解盐的增加而增大。电导率的单增大。电导率的单位为位为scm 。电 导 率 仪212223u 2425262728293031u 32u我国已制定了比较完善的水系环境保护的质量标准，我国已制定了比较完善的水系环境保护的质量标准，对化工废水处理来说，最基本的是对化工废水处理来说，最基本的是地表水环境质地表水环境质量标准量标准(
5、 (GB3838-2002)GB3838-2002)和和污水综合排放标准污水综合排放标准（GB8978-1996GB8978-1996）。u（1）地表水环境质量标准地表水环境质量标准( (GB3838-2002)GB3838-2002)：是是国家现行最基本的水质标准。国家现行最基本的水质标准。 该标准依据地表水域该标准依据地表水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为5 5类：类：33类：类：主要适用于源头水、国家自然保护区；主要适用于源头水、国家自然保护区；类：类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一 级保护区
6、、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产 卵场、幼鱼的索饵场等；卵场、幼鱼的索饵场等；类类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地 二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道，水二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道，水 产养殖区等渔业水域及游泳区；产养殖区等渔业水域及游泳区；类：类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接主要适用于一般工业用水区及人体非直接接 触的娱乐用水区；触的娱乐用水区；类：类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。34（2）污水综合排放标准（污水综合排放标准（GB8978-19
7、96GB8978-1996）：）：u国家现行的重要的污水排放标准。该标准按污水的国家现行的重要的污水排放标准。该标准按污水的排放去向，分年限规定了排放去向，分年限规定了6969种水污染物，最高允许种水污染物，最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量。排放浓度及部分行业最高允许排水量。u我国也制定了许多行业废水排放标准。现已明确规我国也制定了许多行业废水排放标准。现已明确规定：定：有行业排放标准的企业就执行本行业的标准，有行业排放标准的企业就执行本行业的标准，其它则执行本排放标准其它则执行本排放标准。35污水综合排放标准（污水综合排放标准（GB8978-1996GB8978-1996）对向地对向
8、地面水体和城市下水道排放的污水，分别规定了执行面水体和城市下水道排放的污水，分别规定了执行级别（分别为一级、二级、三级）标准。级别（分别为一级、二级、三级）标准。 它还将排放的污染物按其性质分为两类：它还将排放的污染物按其性质分为两类：u 第一类污染物第一类污染物是指能在环境和动植物体内积蓄，对是指能在环境和动植物体内积蓄，对人体健康产生长远不良影响者，如汞、镉、铬、铅、人体健康产生长远不良影响者，如汞、镉、铬、铅、砷、苯并芘等；砷、苯并芘等；u 第二类污染物第二类污染物是指对人体健康影响较小的。各类污是指对人体健康影响较小的。各类污染物都分别列出了对应的各类接受水域的最高允许染物都分别列出了
9、对应的各类接受水域的最高允许浓度及最大排水量。浓度及最大排水量。36n 重力分离（沉淀）法重力分离（沉淀）法n 离心分离法离心分离法n 过滤法过滤法372.2 2.2 物理处理法物理处理法u物理法在工业废水处理中占有重要的地位。与其他物理法在工业废水处理中占有重要的地位。与其他方法相比，物理法具有设备简单、成本低、管理方方法相比，物理法具有设备简单、成本低、管理方便、效果稳定等优点。它主要用于去除废水中的漂便、效果稳定等优点。它主要用于去除废水中的漂浮物、悬浮固体、沙和油类等物质。物理法一般用浮物、悬浮固体、沙和油类等物质。物理法一般用作其他处理方法的预处理或补充处理。作其他处理方法的预处理或
10、补充处理。u物理法包括：物理法包括：重力分离重力分离、离心分离离心分离、过滤过滤等等。382.2.1 2.2.1 重力分离（沉淀）法重力分离（沉淀）法u重心分离法利用废水中呈悬浮状的污染物与水的重心分离法利用废水中呈悬浮状的污染物与水的密度不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用使密度不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用使其从水中分离出来。此法常常被用作其他处理方其从水中分离出来。此法常常被用作其他处理方法的预处理或再处理。法的预处理或再处理。39沉淀法又分为自然沉淀和混凝沉淀两种：沉淀法又分为自然沉淀和混凝沉淀两种：（1 1）自然沉淀）自然沉淀 自然沉淀是依靠废水中固体颗粒的自身重量进行自然沉淀
11、是依靠废水中固体颗粒的自身重量进行沉降。此种方法仅对较大颗粒的污染物可以达到沉降。此种方法仅对较大颗粒的污染物可以达到去除的目的，是典型的重力沉淀法。去除的目的，是典型的重力沉淀法。（2 2）混凝沉淀）混凝沉淀 混凝沉淀的基本原理是在废水中投入电解质作为混凝沉淀的基本原理是在废水中投入电解质作为混凝剂，使废水中的微小颗粒与混凝剂能结成较混凝剂，使废水中的微小颗粒与混凝剂能结成较大的胶团，加速在水中的沉降，此法实质为化学大的胶团，加速在水中的沉降，此法实质为化学处理方法，具体内容将在化学处理方法中再介绍。处理方法，具体内容将在化学处理方法中再介绍。2.2.1.1 沉淀法的分类沉淀法的分类402.
12、2.1.2 沉降设备沉降设备 生产上用来对污水进行沉淀处理的设备称为沉淀生产上用来对污水进行沉淀处理的设备称为沉淀池，根据池内水流的方向不同，沉淀池的形式大致池，根据池内水流的方向不同，沉淀池的形式大致可以分为五种：可以分为五种： （1 1）平流式沉淀池平流式沉淀池； （2 2）竖流式沉淀池；）竖流式沉淀池； （3 3）辐射式沉淀池辐射式沉淀池； （4 4）斜管式沉淀池；）斜管式沉淀池； （5 5）斜板式沉淀池等。）斜板式沉淀池等。沉淀池的操作区域可以分为沉淀池的操作区域可以分为水流部分水流部分和和沉淀部分沉淀部分。41 （1）水流部分）水流部分u 废水在这部分内流动，悬浮固体颗粒也在这部分区
13、域内进行废水在这部分内流动，悬浮固体颗粒也在这部分区域内进行沉降。为了使水流均匀的通过各个水断面，一般均在污水的入沉降。为了使水流均匀的通过各个水断面，一般均在污水的入口处设置挡板，并且要使进水的入口置于池内的水面以下。口处设置挡板，并且要使进水的入口置于池内的水面以下。另外在沉淀池的出水口前，设置浮渣挡板，用以防止漂浮在另外在沉淀池的出水口前，设置浮渣挡板，用以防止漂浮在水面上的浮渣以及油污等流出沉淀池。水面上的浮渣以及油污等流出沉淀池。 （2）沉淀部分）沉淀部分u 沉降物在此部分沉淀，沉降到池底的污泥需定期排放。采用沉降物在此部分沉淀，沉降到池底的污泥需定期排放。采用机械排泥的沉降池底是平
14、底。也可以采用泥浆泵或利用水的机械排泥的沉降池底是平底。也可以采用泥浆泵或利用水的压力将污泥排出，此时池底应为锥形。另外还可以将两种排压力将污泥排出，此时池底应为锥形。另外还可以将两种排泥方式同时采用。泥方式同时采用。 42各类沉淀池的构造，简单介绍如下。各类沉淀池的构造，简单介绍如下。平流式沉淀池的优点是结构简单，效果良好，但排泥困难。平流式沉淀池的优点是结构简单，效果良好，但排泥困难。43各类沉淀池的构造，简单介绍如下。各类沉淀池的构造，简单介绍如下。44各类沉淀池的构造，简单介绍如下。各类沉淀池的构造，简单介绍如下。452.2.1.3 2.2.1.3 隔油池隔油池u石油开采与炼制、煤化工
15、、石油化工及轻工业行业石油开采与炼制、煤化工、石油化工及轻工业行业的生产过程排出大量含油废水。油品相对密度一般的生产过程排出大量含油废水。油品相对密度一般都小于都小于1 1，只有重油相对密度大于，只有重油相对密度大于1 1。化工炼油废水。化工炼油废水中的油类一般以三种状态存在，即：中的油类一般以三种状态存在，即：u 悬浮状态悬浮状态，这部分油在废水中分散颗粒较大，这部分油在废水中分散颗粒较大，易于上浮分离，占总含油量的易于上浮分离，占总含油量的80-90%80-90%；u 乳化状态乳化状态，油珠颗粒较小，直径一般在，油珠颗粒较小，直径一般在0.05-0.05-2525mm之间，不易上浮去除，约
16、占总含油之间，不易上浮去除，约占总含油10-15%10-15%；46u溶解状态溶解状态，这部分油仅占总含油量的，这部分油仅占总含油量的0.2-0.5%0.2-0.5%。u只要去除前两部分油，则废水中的绝大多数油类物只要去除前两部分油，则废水中的绝大多数油类物质被去除，一般能够达到排放要求。对于悬浮状态质被去除，一般能够达到排放要求。对于悬浮状态的油类，一般用隔油池分离；对于乳化油则采用浮的油类，一般用隔油池分离；对于乳化油则采用浮选法分离。选法分离。u常用的隔油池有平流式、竖流式及斜板式。国内多常用的隔油池有平流式、竖流式及斜板式。国内多采用平流式隔油池，其构造与平流式沉淀池相似，采用平流式隔
17、油池，其构造与平流式沉淀池相似，在实际运行中主要起隔油作用，但也有一定的沉淀在实际运行中主要起隔油作用，但也有一定的沉淀作用。作用。47超疏水超疏水PVDFPVDF膜用于分离乳化油膜用于分离乳化油482.2.1.4 2.2.1.4 沉淀池的基本计算沉淀池的基本计算 49u此公式是固体颗粒在水中沉降速度的基础公式，说此公式是固体颗粒在水中沉降速度的基础公式，说明影响颗粒从液体中分离的主要因素：明影响颗粒从液体中分离的主要因素：颗粒与液体颗粒与液体的密度差的密度差、颗粒直径颗粒直径和和液体的动力粘度液体的动力粘度。密度差为。密度差为负值时，颗粒将上浮，负值时，颗粒将上浮，u u为其上浮速度。从这个
18、角为其上浮速度。从这个角度上说，水中颗粒的上浮或下沉，在分离本质上是度上说，水中颗粒的上浮或下沉，在分离本质上是一致的。一致的。50n 重力分离（沉淀）法重力分离（沉淀）法n 离心分离法离心分离法n 过滤法过滤法512.2.22.2.2离心分离法离心分离法2.2.2.12.2.2.1离心分离的原理离心分离的原理u含悬浮物的废水在高速旋转时，由于悬浮颗粒所受到的离心含悬浮物的废水在高速旋转时，由于悬浮颗粒所受到的离心力大小不同，质量大的被甩到外圈，质量小的则留在内圈，力大小不同，质量大的被甩到外圈，质量小的则留在内圈，通过不同的出口将它们分别引导出来，利用此原理就可分离通过不同的出口将它们分别引
19、导出来，利用此原理就可分离废水中悬浮颗粒，使废水得以净化。废水中悬浮颗粒，使废水得以净化。u当废水高速旋转时，水中的颗粒物所受的离心力当废水高速旋转时，水中的颗粒物所受的离心力C C表示如下：表示如下：5253u在进行离心分离时，离心力对悬浮颗粒的作用远远在进行离心分离时，离心力对悬浮颗粒的作用远远超过重力。例如：若旋转半径超过重力。例如：若旋转半径r=0.5mr=0.5m，转速转速n=300r/minn=300r/min，则，则=50=50。因此离心力远超过重力的因此离心力远超过重力的大小，显然，废水进行离心分离时，加大废水的旋大小，显然，废水进行离心分离时，加大废水的旋转速度，能提高离心分
20、离效率，大大加强悬浮颗粒转速度，能提高离心分离效率，大大加强悬浮颗粒的分离过程。的分离过程。542.2.2.22.2.2.2离心分离方式离心分离方式u离心分离设备按离心力产生的方式不同可分为离心分离设备按离心力产生的方式不同可分为水力旋水力旋 流器流器和和离心机离心机两种类型。两种类型。u水力旋流器（或称旋液分离器）有水力旋流器（或称旋液分离器）有压力式压力式（见图（见图1-4)1-4)和和重重力式力式两种，其设备固定，液体靠水泵压力或重力（进出水两种，其设备固定，液体靠水泵压力或重力（进出水头差）由切线方向进入设备，造成旋转运动产生离心力。头差）由切线方向进入设备，造成旋转运动产生离心力。离
21、心机依靠转鼓高速旋转，使液体旋转产生离心力。离心机依靠转鼓高速旋转，使液体旋转产生离心力。u压力式水力旋流器，可以将废水中所含的粒径压力式水力旋流器，可以将废水中所含的粒径5 5mm以上的以上的颗粒分离出去。进水浓度的颗粒分离出去。进水浓度的6-10 6-10 m/sm/s，流速一般应在进水流速一般应在进水管稍向下倾管稍向下倾3-53-5，这样有利于水流向下旋转运动。，这样有利于水流向下旋转运动。5556u压力水力旋转器的优点压力水力旋转器的优点: :体积小，单位容积的处理体积小，单位容积的处理能力高，处理能力可达能力高，处理能力可达1000 1000 m3/(/(m2 。h););其次构其次
22、构造简单，使用方便，易于安装维护；缺点是水泵和造简单，使用方便，易于安装维护；缺点是水泵和设备易磨损，设备费用高，耗电较多。设备易磨损，设备费用高，耗电较多。57u重力式旋流器重力式旋流器也称水力旋流沉淀池。废水由切线方向进入池也称水力旋流沉淀池。废水由切线方向进入池内，造成旋流，颗粒被抛向池壁并沉于池底。这种旋流器的内，造成旋流，颗粒被抛向池壁并沉于池底。这种旋流器的离心力较弱，分离主要靠重力，故其生产能力一般只有离心力较弱，分离主要靠重力，故其生产能力一般只有20-20-200 200 m3/(/(m2 。h) )。u离心机处理废水，也称为机械旋转的离心分离方法，离心机离心机处理废水，也称
23、为机械旋转的离心分离方法，离心机的种类很多，按照分离系数的种类很多，按照分离系数的大小进行分类，离心机可以的大小进行分类，离心机可以分为分为: :n常速离心机，常速离心机，30003000。n高速离心机，高速离心机， 30001200030001200012000。 特点：分离效率高，但设备复杂，造价较昂贵。适用于小批特点：分离效率高，但设备复杂，造价较昂贵。适用于小批量、有特殊要求的难处理的废水方面。量、有特殊要求的难处理的废水方面。58n 重力分离（沉淀）法重力分离（沉淀）法n 离心分离法离心分离法n 过滤法过滤法592.2.3 2.2.3 过滤法过滤法u 废水中含有的微粒物质和胶状物质，
24、可以采用机械废水中含有的微粒物质和胶状物质，可以采用机械过滤的方法加以去除。过滤法常用在废水的最终处理，过滤的方法加以去除。过滤法常用在废水的最终处理，使滤出的水可以进行循环使用。有时过滤也作为废水使滤出的水可以进行循环使用。有时过滤也作为废水处理的预处理方法，用以防止水中的微粒物质及胶状处理的预处理方法，用以防止水中的微粒物质及胶状物质破坏水泵，堵塞管道及阀门等。物质破坏水泵，堵塞管道及阀门等。60 1 1 格栅过滤格栅过滤u 格栅一般斜置在进水泵站集水井的进口处。它本身的格栅一般斜置在进水泵站集水井的进口处。它本身的水流阻力并不大，只有几厘米，阻力主要产生于筛余水流阻力并不大，只有几厘米，
25、阻力主要产生于筛余物堵塞栅条。一般当格栅的水头损失达到物堵塞栅条。一般当格栅的水头损失达到10-1510-15cmcm时就时就该清洗。该清洗。 2 2 筛网过滤筛网过滤u 一些工业废水含有较细小的悬浮物，选择不同尺寸的一些工业废水含有较细小的悬浮物，选择不同尺寸的筛网，能去除水中不同类型和大小的悬浮物，如纤维、筛网，能去除水中不同类型和大小的悬浮物，如纤维、纸浆、藻类等。相当于一个初沉池的作用。纸浆、藻类等。相当于一个初沉池的作用。u筛网过滤装置很多，有振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网过滤装置很多，有振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、转盘式筛网、微滤机等。筛网、转盘式筛网、微滤机等。 613 3
26、颗粒介质的过滤颗粒介质的过滤u适用范围：适用范围：去除废水中的微粒物质和胶状物质，去除废水中的微粒物质和胶状物质，常用做离子交换和活性炭处理前的预处理，也能常用做离子交换和活性炭处理前的预处理，也能用做废水的三级处理。用做废水的三级处理。u颗粒介质选择：颗粒介质选择：根据废水中滤出的微粒尺寸大小、根据废水中滤出的微粒尺寸大小、废水性质、过滤速度等因素。废水性质、过滤速度等因素。u常用滤料：常用滤料：石英石英沙沙、无烟煤粒、石榴石粒、磁铁、无烟煤粒、石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒以及聚苯乙烯发泡塑矿粒、白云石粒、花岗岩粒以及聚苯乙烯发泡塑料球等。其中以石英料球等。其中以石英沙沙使用最广，
27、其主要用于酸使用最广，其主要用于酸性废水，而碱性废水用大理石或石灰石。性废水，而碱性废水用大理石或石灰石。62u图图1 1- -5 5为常用的颗粒介质过滤设备，为常用的颗粒介质过滤设备，即即普通快滤池普通快滤池。快滤池一般用钢筋混凝土建造，池内有排水槽、滤料快滤池一般用钢筋混凝土建造，池内有排水槽、滤料层、垫料层和配水系统；池外有集中管廊，配有进水层、垫料层和配水系统；池外有集中管廊，配有进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。 63u快滤池中的滤料组成：快滤池中的滤料组成：通常采用综合滤料过滤器，由通常采用综合滤料过滤器，由不同密度
28、和粒度的颗粒组成。滤床上层是相对密度较不同密度和粒度的颗粒组成。滤床上层是相对密度较小（相对密度小（相对密度1.551.55）的无烟煤颗粒，一般粒径为）的无烟煤颗粒，一般粒径为2 2mmmm，占综合滤料的占综合滤料的50-60%50-60%；底层是相对密度较大（相对密底层是相对密度较大（相对密度度2.62.6）的细粒材料硅砂，粒径为）的细粒材料硅砂，粒径为0.250.25mmmm，占，占25-30%25-30%，以及钛铁矿柘榴石（相对密度以及钛铁矿柘榴石（相对密度4 4以上），占以上），占10-15%10-15%以以上；最下面是砾石承托层。上；最下面是砾石承托层。64 u综合滤料滤池接近理想滤
29、池，这种滤池的滤速可综合滤料滤池接近理想滤池，这种滤池的滤速可达达15-3015-30m/hm/h，为普通滤池的为普通滤池的3-63-6倍。表倍。表1 1- -3 3列出了列出了普通快速滤池的滤料组成和滤速范围。普通快速滤池的滤料组成和滤速范围。65n 中和法中和法n 混凝沉淀法混凝沉淀法n 氧化还原法氧化还原法662.32.3化学处理法化学处理法u化学法是废水处理的基本方法之一。它是利用化化学法是废水处理的基本方法之一。它是利用化学作用来处理废水中的溶解物质或胶体物质，可学作用来处理废水中的溶解物质或胶体物质，可用来去除废水中的金属离子、细小的胶体有机物、用来去除废水中的金属离子、细小的胶体
30、有机物、无机物、植物营养素（氮、磷）、乳化油、色度、无机物、植物营养素（氮、磷）、乳化油、色度、臭味、酸、碱等，对于废水的深度处理有着重要臭味、酸、碱等，对于废水的深度处理有着重要作用。作用。u化学法包括：化学法包括：中和法中和法、混凝法混凝法、氧化还原法氧化还原法、 电化学等方法电化学等方法。672 2.3.1 .3.1 中和法中和法u在化工、炼油企业中，对于低浓度的含酸、在化工、炼油企业中，对于低浓度的含酸、含碱废水，在无回收及综合利用价值时，往往含碱废水，在无回收及综合利用价值时，往往采用中和的方法进行处理。中和法也常用于废采用中和的方法进行处理。中和法也常用于废水的预处理，调整废水的水
31、的预处理，调整废水的pHpH。u中和就是酸碱相互作用生成盐和水。例如：中和就是酸碱相互作用生成盐和水。例如：u 中和也即中和也即pHpH调整，或称为酸碱度的调整。调整，或称为酸碱度的调整。68u对含酸或含碱废水、浓度在对含酸或含碱废水、浓度在4%4%（含酸浓度；含碱（含酸浓度；含碱浓度为浓度为2%2%）以下时，如果不能进行经济有效的回）以下时，如果不能进行经济有效的回收、利用，则应经过中和，将废水的收、利用，则应经过中和，将废水的pHpH调整到呈调整到呈中性状态，才能够排放。而对含酸、含碱浓度高中性状态，才能够排放。而对含酸、含碱浓度高的废水，则必须考虑回收及开展综合利用的方法，的废水，则必须
32、考虑回收及开展综合利用的方法，如通过结晶法、渗析法、离子交换法等回收。如通过结晶法、渗析法、离子交换法等回收。691.1.酸性废水的中和处理方法酸性废水的中和处理方法 对酸性废水进行中和时，可采用以下一些方法。对酸性废水进行中和时，可采用以下一些方法。u使酸性废水通过石灰石滤床；使酸性废水通过石灰石滤床；u与石灰乳混合；与石灰乳混合；u向酸性废水中投加烧碱或纯碱溶液；向酸性废水中投加烧碱或纯碱溶液；u与碱性废水混合，使废水与碱性废水混合，使废水pHpH近于中性；近于中性；u向酸性废水中投加碱性废渣，如电石渣、碳酸钙、向酸性废水中投加碱性废渣，如电石渣、碳酸钙、碱渣等。碱渣等。70 通常通常，尽
33、量选用碱性废水或废渣来中和酸性废水，尽量选用碱性废水或废渣来中和酸性废水，以达到以废治废的目的。以达到以废治废的目的。采用中和法时，应注意两点：采用中和法时，应注意两点：u中和时间一般要长中和时间一般要长。例如对含有弱酸的废水，。例如对含有弱酸的废水，选用碳酸盐，反应选用碳酸盐，反应速度速度很慢；很慢；u中和后，应避免生产大量沉渣中和后，应避免生产大量沉渣，否则会影响处，否则会影响处理效果，同时又带来沉渣的处理问题，故生成的理效果，同时又带来沉渣的处理问题，故生成的盐要有一定大小的溶解度。盐要有一定大小的溶解度。712.2.碱性废水处理方法碱性废水处理方法u对碱性废水，一般可以采用以下途径进行
34、中和。对碱性废水，一般可以采用以下途径进行中和。n向碱性废水中鼓入烟道废气（主要为向碱性废水中鼓入烟道废气（主要为CO2CO2和和SO2SO2）；）；n向碱性废水注入压缩的二氧化碳气体；向碱性废水注入压缩的二氧化碳气体；n向碱性废水投入酸或酸性废水等；向碱性废水投入酸或酸性废水等；对碱性废水进行中和时，可首先考虑采用酸性废水的对碱性废水进行中和时，可首先考虑采用酸性废水的中和处理。若附近没有酸性废水时可采用投加酸进行中和处理。若附近没有酸性废水时可采用投加酸进行中和。中和。72u 用烟道气中的用烟道气中的CO2CO2和和SO2SO2两种酸性气体对碱性废水进行两种酸性气体对碱性废水进行中和。这是
35、一种以废治废，开展综合利用的很好办法，中和。这是一种以废治废，开展综合利用的很好办法，既可以降低废水的既可以降低废水的pHpH，又可以去除烟道气中的灰尘，又可以去除烟道气中的灰尘，并使烟道气中的并使烟道气中的CO2CO2及及SO2SO2气体从烟气中分离出去，防气体从烟气中分离出去，防止烟道气污染大气。止烟道气污染大气。u例如例如, , 长沙市印染厂等单位的运行情况证明，烟道气长沙市印染厂等单位的运行情况证明，烟道气中和法对降低碱性废水中和法对降低碱性废水pHpH效果明显，一般可由效果明显，一般可由10-1210-12降降至至5-75-7左右。不过这种中和后的废水中硫化物、色度、左右。不过这种中
36、和后的废水中硫化物、色度、耗氧量都有所增加，今后仍需加以研究解决。耗氧量都有所增加，今后仍需加以研究解决。73n 中和法中和法n 混凝沉淀法混凝沉淀法n 氧化还原法氧化还原法742 2.3.2.1 .3.2.1 混凝沉淀原理混凝沉淀原理u混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。物质发生电中和，形成绒粒沉降。u混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为1010-3-3-10-10-6-6mmmm的细小悬浮颗
37、粒，而且还能够去除色度、油分、微的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。75u废水在未加混凝剂之前，水中的胶体和细小悬浮废水在未加混凝剂之前，水中的胶体和细小悬浮颗粒的本身质量很轻，受水的分子热运动的碰撞颗粒的本身质量很轻，受水的分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动。而作无规则的布朗运动。而且水中的胶体微粒表而且水中的胶体微粒表面都带有一层同性面都带有一层同性( (如负如负) )电荷，在其周围的溶液电荷，在其周围的溶液中又吸引众多的异性中又吸引众多的异性( (如正如正) )电荷离子形成双电层电荷离子
38、形成双电层胶团，其中紧靠内层的异离子被牢固吸引形成吸胶团，其中紧靠内层的异离子被牢固吸引形成吸附层。吸附层胶核表面与溶液主体之间的电位差附层。吸附层胶核表面与溶液主体之间的电位差称称(动动) )电位电位。7677u它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子都能与较大的颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，阻周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，阻碍各胶体的聚合。碍各胶体的聚合。u一种胶体的胶粒带电越多，其一种胶体的胶粒带电越多，其 ( (动动) )电位就越大；电位就
39、越大；扩散层中反离子越多，水化作用也越大，水化层也扩散层中反离子越多，水化作用也越大，水化层也越厚，因此扩散层也越厚，稳定性越强。（越厚，因此扩散层也越厚，稳定性越强。（ 电电位：胶体滑动面上的电位称为移动电位，即位：胶体滑动面上的电位称为移动电位，即电位。电位。电位越高，扩散层越厚，胶体颗粒越具稳定性。）电位越高，扩散层越厚，胶体颗粒越具稳定性。）78u 废水中投入混凝剂后，胶体因废水中投入混凝剂后，胶体因电位降低电位降低 或消除，破坏了颗粒的稳定状态（或消除，破坏了颗粒的稳定状态（称脱稳称脱稳）。）。 脱稳的颗粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。脱稳的颗粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。
40、 未经脱稳的胶体也可形成大的颗粒，这种现象称未经脱稳的胶体也可形成大的颗粒，这种现象称为为絮凝絮凝。u不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝。按机理，混凝可分为聚或絮凝。按机理，混凝可分为压缩双电层压缩双电层、吸吸附电中和附电中和、吸附架桥吸附架桥、沉淀物网捕沉淀物网捕四种。四种。79（1 1）压缩双电层机理）压缩双电层机理u由胶体粒子的双电层结构可知，反离子的浓度在由胶体粒子的双电层结构可知，反离子的浓度在胶粒表面最大，并沿着胶粒表面向外的距离呈递胶粒表面最大，并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布，最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液减分布，
41、最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度将减少。该过程的实质是加入的反离子层的厚度将减少。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。80u由于扩散层厚度的减小，由于扩散层厚度的减小，电位相应降低，因此胶电位相应降低，因此胶粒间的相互排斥力也减少。另一方面，由于扩散层粒间的相互排斥力也减少。另一方面，由于扩散层减薄，它们相撞的距离也减少，因此相互间的吸引减薄
42、，它们相撞的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大。从而其排斥力与吸引力的合力由斥力力相应变大。从而其排斥力与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主（排斥势能消失了），胶粒得为主变成以引力为主（排斥势能消失了），胶粒得以迅速凝聚。以迅速凝聚。81（2 2）吸附电中和机理）吸附电中和机理u胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种 吸作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥吸作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了力，降低了电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。电
43、位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。此时静电引力常是这些作用的主要方面。此时静电引力常是这些作用的主要方面。82（3 3）吸附架桥机理）吸附架桥机理u吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联的过程。胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联的过程。u聚合物在胶粒表面的吸附来源于各种物理化学作用，聚合物在胶粒表面的吸附来源于各种物理化学作用，如范德华引力、静电引力、氢键、配位键等，取决如范德华引力、静电引力、氢键、配位键等，取决于聚合物同胶粒表面二
44、者化学结构的特点。因其线于聚合物同胶粒表面二者化学结构的特点。因其线形长度较大，当它的一端吸附某一胶粒后，另一端形长度较大，当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐变大，形成粗大絮凝体。架桥，使颗粒逐渐变大，形成粗大絮凝体。83（4 4）沉淀物网捕机理）沉淀物网捕机理u当采用硫酸铝、石灰或氯化铁等高价金属盐类作当采用硫酸铝、石灰或氯化铁等高价金属盐类作混凝剂时，当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧混凝剂时，当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物（如化物（如Al(OH)3Al(OH)3、Fe(OH)3Fe(
45、OH)3）或金属碳酸盐（如）或金属碳酸盐（如CaCO3CaCO3）时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些）时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。水中沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。水中胶粒本身可作为这些沉淀所形成的核心时，凝聚胶粒本身可作为这些沉淀所形成的核心时，凝聚剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比，即胶剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比，即胶粒越多，金属凝聚剂投加量越少。粒越多，金属凝聚剂投加量越少。 84u 以上介绍的混凝的四种机理，在水处理中往往可以上介绍的混凝的四种机理，在水处理中往往可能是同时或交叉发挥作用的，只是在一定情况下以能是同时或交叉
46、发挥作用的，只是在一定情况下以某种机理为主而已。某种机理为主而已。实际混凝过程包括实际混凝过程包括凝聚凝聚和和絮凝絮凝两个步骤两个步骤, , 凝聚使胶体脱稳并聚集为微絮粒，而后凝聚使胶体脱稳并聚集为微絮粒，而后絮凝使微絮粒通过吸附，桥连和网捕而成长为更大絮凝使微絮粒通过吸附，桥连和网捕而成长为更大絮体而沉淀。絮体而沉淀。u低分子电解质的混凝剂以压缩双电层作用产生凝集低分子电解质的混凝剂以压缩双电层作用产生凝集为主；高分子聚合剂则以架桥联结产生絮凝为主。为主；高分子聚合剂则以架桥联结产生絮凝为主。故通常将故通常将低分子电解质称为混凝剂低分子电解质称为混凝剂，而把，而把高分子聚高分子聚合物单独称为
47、絮凝剂合物单独称为絮凝剂。852 2.3.2.2 .3.2.2 影响混凝效果的因素影响混凝效果的因素 在废水的混凝沉淀处理过程中，影响混凝效果的因在废水的混凝沉淀处理过程中，影响混凝效果的因素比较多。其中重要的有：素比较多。其中重要的有：水样的影响水样的影响 对不同水样，由于废水中的成分不同，同一种混凝对不同水样，由于废水中的成分不同，同一种混凝剂的处理效果可能会相差很大。剂的处理效果可能会相差很大。药剂投加量的影响药剂投加量的影响 药剂投加量有其最佳值，混凝剂投加量不足，则水药剂投加量有其最佳值，混凝剂投加量不足，则水中杂质未能充分脱稳去除，加入太多则会再稳定。中杂质未能充分脱稳去除，加入太
48、多则会再稳定。86水温的影响水温的影响其影响主要表现在：其影响主要表现在：u影响药剂在水中起化学反应的速度，对金属盐类混影响药剂在水中起化学反应的速度，对金属盐类混凝剂影响很大，因其水解是吸热反应；凝剂影响很大，因其水解是吸热反应；u水温较低时，絮凝体形成缓慢，结构松散，颗粒细水温较低时，絮凝体形成缓慢，结构松散，颗粒细小。该因素主要影响金属盐类的混凝，对高分子混小。该因素主要影响金属盐类的混凝，对高分子混凝剂影响较小。凝剂影响较小。87 碱度的影响碱度的影响u主要指金属盐类，因其混凝过程中水解产生大主要指金属盐类，因其混凝过程中水解产生大量量H+H+离子，造成离子，造成pHpH下降，以至降到
49、最优混凝条下降，以至降到最优混凝条件以下，保持一定碱度则使反应过程中件以下，保持一定碱度则使反应过程中pHpH基本基本保持恒定；对于高分子混凝剂，因其作用并非保持恒定；对于高分子混凝剂，因其作用并非靠大量水解来实现的，且水中均会保持有一定靠大量水解来实现的，且水中均会保持有一定的碱度，故对其最佳投加量影响不大。的碱度，故对其最佳投加量影响不大。88 废水废水pHpH的影响的影响u对金属盐类，对金属盐类，pH pH 影响其在水中水解产物的种影响其在水中水解产物的种类与数量，一般在类与数量，一般在pHpH为为5.5-8.05.5-8.0时有较高脱除时有较高脱除率；对人工合成高分子混凝剂，则影响其活
50、性率；对人工合成高分子混凝剂，则影响其活性基团的性质。基团的性质。89水力条件的影响水力条件的影响u混凝的过程是混凝剂与胶粒发生反应并逐步凝聚在混凝的过程是混凝剂与胶粒发生反应并逐步凝聚在一起的过程，水流速度过于缓慢，则混凝剂与胶粒一起的过程，水流速度过于缓慢，则混凝剂与胶粒反应速率太小，速度过于激烈则使结成的絮体重新反应速率太小，速度过于激烈则使结成的絮体重新破裂。破裂。u一般混凝过程分为混合与反应两个阶段，混合阶段一般混凝过程分为混合与反应两个阶段，混合阶段持续大约持续大约10-3010-30s s，主要是使药剂迅速而均匀地扩散，主要是使药剂迅速而均匀地扩散到水中；反应阶段通常为到水中；反
