廢水化學(xué)處理法

【學(xué)員問題】廢水化學(xué)處理法的類型？

【解答】廢水臭氧化處理法

廢水臭氧化處理法是用臭氧作氧化劑對廢水進(jìn)行凈化和消毒處理的方法。用此法處理廢水所使用的是含低濃度臭氧的空氣或氧氣。臭氧是一種極不穩(wěn)定、易分解的強氧化劑，需現(xiàn)場制造，工藝設(shè)施主要由臭氧發(fā)生器和氣水接觸設(shè)備組成。

臭氧在水處理中的應(yīng)用水經(jīng)臭氧處理可達(dá)到降低COD．殺菌、增加溶解氧、脫色除臭、降低濁度幾個目的。臭氧的消毒能力比氯更強。對脊髓灰質(zhì)炎病毒，用氯消毒，保持O.5～1mg/L，余氯量需1.5～2h.而達(dá)到同樣效果用臭氧消毒，保持O.045～O.45mgO3？只需2min.將混凝或活性污泥法不臭氧化聯(lián)合可以有效地去除色度和難陣解的有機物，紫外線照射可以激活O3分子和污染物分子，加快反應(yīng)速度，增強氧化能力，降低具氧消耗量。

這種方法主要用于：水的消毒，去除水中酚、氰等污染物質(zhì)，水的脫色，水中鐵、錳等金屬離子的去除，異味和臭味的去除等。主要優(yōu)點是反應(yīng)迅速、流程簡單、無二次污染。在環(huán)境保護(hù)和化工等方面廣泛應(yīng)用。

廢水電解處理法

廢水電解處理法是應(yīng)用電解的基本原理，使廢水中有害物質(zhì)通過電解轉(zhuǎn)化成為無害物質(zhì)以實現(xiàn)凈化的方法。廢水電解處理包括電極表面電化學(xué)作用、間接氧化和間接還原、電浮選和電絮凝等過程，分別以不同的作用去除廢水中的污染物。

以含氰廢水為例，在陽極表面的電化學(xué)氧化過程為：

CN-+2OH-梍2e→CNO-+H2O2CNO-+4OH梍→2CO2↑+N2↑+2H2O

其主要優(yōu)點：①使用低壓直流電源，不必大量耗費化學(xué)藥劑；②在常溫常壓下操作，管理簡便；③如廢水中污染物濃度發(fā)生變化，可以通過調(diào)整電壓和電流的方法，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定；④處理裝置占地面積不大。但在處理大量廢水時電耗和電極金屬的消耗量較大，分離的沉淀物不易處理利用，主要用于含鉻廢水和含氰廢水的處理。

廢水化學(xué)沉淀處理法

廢水化學(xué)沉淀處理法是通過向廢水中投加可溶性化學(xué)藥劑，使之與其中呈離子狀態(tài)的無機污染物起化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于或難溶于水的化合物沉淀析出，從而使廢水凈化的方法。投入廢水中的化學(xué)藥劑稱為沉淀劑，常用的有石灰、硫化物和鋇鹽等。

化學(xué)沉淀法的原理是通過化學(xué)反應(yīng)使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔铮ㄟ^過濾和分離使沉淀物從水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法。由于受沉淀劑和環(huán)境條件的影響，沉淀法往往出水濃度達(dá)不到要求，需作進(jìn)一步處理，產(chǎn)生的沉淀物必須很好地處理與處置，否則會造成二次污染。

根據(jù)沉淀劑的不同，可分為：①氫氧化物沉淀法，即中和沉淀法，是從廢水中除去重金屬有效而經(jīng)濟(jì)的方法；②硫化物沉淀法，能更有效地處理含金屬廢水，特別是經(jīng)氫氧化物沉淀法處理仍不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的含汞、含鎘廢水；③鋇鹽沉淀法，常用于電鍍含鉻廢水的處理。化學(xué)沉淀法是一種傳統(tǒng)的水處理方法，廣泛用于水質(zhì)處理中的軟化過程，也常用于工業(yè)廢水處理，以去除重金屬和氰化物。

廢水混凝處理法

廢水混凝處理法是通過向廢水中投加混凝劑，使其中的膠粒物質(zhì)發(fā)生凝聚和絮凝而分離出來，以凈化廢水的方法。混凝系凝聚作用與絮凝作用的合稱。前者系因投加電解質(zhì)，使膠粒電動電勢降低或消除，以致膠體顆粒失去穩(wěn)定性，脫穩(wěn)膠粒相互聚結(jié)而產(chǎn)生；后者系由高分子物質(zhì)吸附搭橋，使膠體顆粒相互聚結(jié)而產(chǎn)生。

混凝劑在污水處理中的應(yīng)用：顆粒中較大的粗粒懸浮物可以利用自然沉淀去除，但是更微小的懸浮物，甚至是某些有害的化學(xué)離子，特別是膠體粒子沉降得很慢，甚至能在水中長期保持分散的懸浮狀態(tài)而不能自然下沉，難以用自然沉淀的方法從水中分離除去?；炷齽┑脑硎瞧茐倪@些細(xì)小顆粒的穩(wěn)定性，使其互相接觸而凝聚在一起，形成絮狀物，并下沉分離。

利用混凝劑治理污水綜合了混合、反應(yīng)、凝聚、絮凝等九個過程。由于混凝劑投入水中，大多可以提供大量的正離子。正離子能把膠體顆粒表面所帶的負(fù)電中和掉，使其顆粒間排斥力減小，從而容易靠近并凝聚成絮狀細(xì)粒，實現(xiàn)了使水中細(xì)小膠體顆粒脫穩(wěn)并凝聚成微小細(xì)粒的過程。微小的細(xì)粒通過吸附、卷帶和架橋形成更大的絮體沉淀下來，達(dá)到了可從水中分離出來的目的?；炷齽┛蓺w納為兩類；①無機鹽類，有鋁鹽（硫酸鋁、硫酸鋁鉀、鋁酸鉀等）、鐵鹽（三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵等）和碳酸鎂等；②高分子物質(zhì)，有聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺等。處理時，向廢水中加入混凝劑，消除或降低水中膠體顆粒間的相互排斥力，使水中膠體顆粒易于相互碰撞和附聚搭接而形成較大顆?；蛐跄w，進(jìn)而從水中分離出來。影響混凝效果的因素有：水溫、pH值、濁度、硬度及混凝劑的投放量等。

廢水氧化處理法

廢水氧化處理法是利用強氧化劑氧化分解廢水中污染物，以凈化廢水的方法。強氧化劑能將廢水中的有機物逐步降解成為簡單的無機物，也能把溶解于水中的污染物氧化為不溶于水、而易于從水中分離出來的物質(zhì)。

常用氧化劑：①氯類，有氣態(tài)氯、液態(tài)氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、二氧化氯等；②氧類，有空氣中的氧、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等。氧化劑的選擇應(yīng)考慮：對廢水中特定的污染物有良好的氧化作用，反應(yīng)后的生成物應(yīng)是無害的或易于從廢水中分離，價格便宜，來源方便，常溫下反應(yīng)速度較快，反應(yīng)時不需要大幅度調(diào)節(jié)pH值等。氧化處理法幾乎可處理一切工業(yè)廢水，特別適用于處理廢水中難以被生物降解的有機物，如絕大部分農(nóng)藥和殺蟲劑，酚、氰化物，以及引起色度、臭味的物質(zhì)等。

廢水中和處理法

廢水中和處理法是利用中和作用處理廢水，使之凈化的方法。其基本原理是，使酸性廢水中的H+與外加OH-，或使堿性廢水中的OH-與外加的H+相互作用，生成弱解離的水分子，同時生成可溶解或難溶解的其他鹽類，從而消除它們的有害作用。反應(yīng)服從當(dāng)量定律。采用此法可以處理并回收利用酸性廢水和堿性廢水，可以調(diào)節(jié)酸性或堿性廢水的pH值。

選擇中和方法時應(yīng)考慮以下因素①含酸或含堿廢水所含酸類或堿類的性質(zhì)、濃度、水量及其變化規(guī)律。②首先應(yīng)尋找能就地取材的酸性或堿性廢料，并盡可能地加以利用。③本地區(qū)中和藥劑或材料（如石灰、石灰石等）的供應(yīng)情況。④接納廢水的水體性質(zhì)和城市下水管道能容納廢水的條件。此外，酸性污水還可根據(jù)排出情況及含酸濃度，對中和方法進(jìn)行選擇。

廢水中和處理法（一）酸、堿廢水（或廢渣）中和法：（1）酸堿廢水的相互中和可根據(jù)當(dāng)量定律定量計算：NaVa=NbVb，其中：Na、Nb分別為酸堿的當(dāng)量濃度；Va、Vb分別為酸堿溶液的體積。中和過程中，酸堿雙方的當(dāng)量數(shù)恰好相等時稱為中和反應(yīng)的等當(dāng)點。強酸、強堿的中和達(dá)到等當(dāng)點時，由于所生成的強酸強堿鹽不發(fā)生水解，因此等當(dāng)點即中性點，溶液的pH值等于7.0.但中和的一方若為弱酸或弱堿，由于中和過程中所生成的鹽，在水中進(jìn)行水解，因此，盡管達(dá)到等當(dāng)點，但溶液并非中性，而根據(jù)生成鹽水的水解可能呈現(xiàn)酸性或堿性，pH值的大小由所生成鹽的水解度決定。

（二）投藥中和法：投藥中和法是應(yīng)用廣泛的一種中和方法。最常用的堿性藥劑是石灰，有時也選用苛性鈉，碳酸鈉、石灰石或白云石不等。選擇堿性藥劑時，不僅要考慮它本身的溶解性，反應(yīng)速度、成本、二次污染、使用方便等因素，而且還要考慮中和產(chǎn)物的性狀、數(shù)量及處理費用等因素。

（三）過濾中和法：一般適用于處理含酸濃度較低（硫酸<20g/L，鹽酸、硝酸<20g/L的少量酸性廢水，對含有大量懸浮物、油、重金屬鹽類和其他有毒物質(zhì)的酸性廢水不適用。濾料可用石灰石或白云石，石灰石濾料反應(yīng)速度比白云石快，但進(jìn)水中硫酸充許濃度則較白云石濾料低。中和鹽酸、硝酸廢水，兩者均可采用。中和含硫酸廢水，采用白云石為宜。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。

現(xiàn)有技術(shù)中，污水的處理方法有很多種，中和處理法是廢水化學(xué)處理法之一。其基本原理是，使酸性廢水中的陰離子和陽離子，或使堿性廢水中的陰離子與外加的陽離子相互作用，生成弱解離的水分子，同時生成可溶解或難溶解的其他鹽類，從而消除它們的有害作用。采用此法可以處理并回收利用酸性廢水和堿性廢水，可以調(diào)節(jié)酸性和堿性廢水的pH值。

工廠里的廢水常呈現(xiàn)酸性或堿性，若直接排放將會造成水污染，所以需進(jìn)行一系列的處理。堿性污水需用酸來中和，酸性污水需用堿來中和，如硫酸廠的污水中含有硫酸等雜質(zhì)，可以用熟石灰來進(jìn)行中和處理，生成硫酸鈣沉淀和水。

目前，對污水的處理工藝選擇時考慮到運行成本的問題，大部分污水處理設(shè)施都包括有生化處理單元，生化處理單元對進(jìn)水pH要求比 較高。pH值能夠影響微生物細(xì)胞質(zhì)膜上的荷電性質(zhì)，從而使微生物細(xì) 胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的功能發(fā)生變化，生物體內(nèi)的生化反應(yīng)都在酶的參與 下進(jìn)行，酶反應(yīng)需要合適的pH值范圍才能發(fā)揮最大的轉(zhuǎn)化作用;氫離 子太高還會導(dǎo)致蛋白質(zhì)和核酸發(fā)生水解，因此，廢水的酸堿性對廢水 處理裝置中細(xì)菌的代謝活力有很大的影響。廢水生化處理實踐經(jīng)驗表 明，廢水pH值保持在6.0到9.0之間較為適宜。

常見的酸堿中和處理裝置酸堿投加泵多采用小型隔膜加藥泵來進(jìn)行加藥量的控制，這種控制方式流量較小，泵口容易堵塞，從而導(dǎo)致酸堿中和效果不好，無法精確控制最終出水的pH值。另外，有些廢 水的pH值會發(fā)生變化，對于這種時而是堿性、時而是酸性的廢水，目 前的污水酸堿中和裝置運行不穩(wěn)定，pH變化對后續(xù)污水處理工藝單元 影響較大。

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