环境工程基础4.ppt

2.3废水的化学处理方法与过程 2.3.1 混凝法 2.3.2 中和法 2.3.3 氧化还原法 2.3.4 化学沉淀法 胶体稳定——细小颗粒带电现象 胶体表面优先吸附有共同成分的离子 胶体本身成分表面电离 静电斥力大于等于重力，胶体稳定不沉降。 胶体带电现象实证——电泳现象 胶体脱稳方法——加入反电性高价电解质，压缩双电层。 混凝机理 固体悬浮物与胶体物质带负电性，颗粒带电同性相斥，导致细小悬浮物在废水中处于稳定状态。 通过投加电解质、高分子表面活性物质，使带电颗粒双电层压缩，电性降低，产生颗粒团聚作用，颗粒长大后通过沉淀去除。 混凝过程包括凝聚与絮凝两个过程：凝聚指胶体脱稳，微小颗粒聚集；絮凝指小絮凝颗粒通过吸附、卷带和桥联而形成大的絮体。 混凝剂 混凝剂分为无机与有机两大类。 混凝工艺与设备 混凝处理工艺包括：混合、反应、絮体分离三个阶段。 从工艺上分：分开式—混合池与反应池、沉淀池分开 综合式—将絮体的絮凝过程与沉淀分离过程安排在同一构筑物内完成。 影响因素分析 SS浓度：SS过大与过小都对混凝不利，因此在SS过小的情况下经常要另外加入一些絮凝絮体或颗粒物。 水温：温度降低会对混凝沉降产生不利影响，增加混凝剂用量 加药种类与加药量：无机絮凝剂主要作用为使得带电颗粒脱稳，而有机絮凝剂主要使颗粒架桥及长大，因此要在加药种类及加药量上合理调节。 流速：废水在反应池与沉淀池的流速过大，会破坏已经长大的絮体，因此要保持废水流速在一个较低的水平 应用场合与特点 废水预处理、中间处理环节、深度处理 目标：去除SS、去除废水色度、去除部分重金属离子 优点：设备简单、处理效果好、运行相对稳定 缺点：絮凝剂投加量大、运行费用高、产生的污泥处理困难。 工艺计算方法 常用标准试验进行混凝剂优化使用条件确定，然后进行放大计算。 2.3.2 中和法 中和法原理 中和法就是利用酸碱中和生成盐的化学原理将废水从酸性与碱性条件下校正到中性附近，以便于结合其他手段处理。 中和法设备 包括反应池、加药泵、搅拌机、沉淀池、过滤池等 中和流程 投药中和流程： 过滤中和流程： 适用于有固体中和滤料的场合。该流程结构简单，运行费用低，而且在合适条件下处理效果良好。 中和法应用场合 酸性废水处理： 石灰乳液＋酸性废水，费用较低廉。 NaOH、Na2CO3、氨水溶液＋酸性废水，碱液均匀，中和效果好，但是药剂费用高。 石灰石过滤中和工艺 碱性废水处理： 常用废酸、酸性废水、烟道气（含有CO2)对碱性废水进行接触及中和反应，工艺过程比较简单。 中和法的计算原则: 可溶性中和剂: 酸碱等当量计算,中和剂不可过量。 不溶性中和剂: 中和剂可过量, 并主要考虑表面反应动力学速度是否达到废水流量要求。 2.3.3 氧化还原法 氧化还原法原理 氧化法：向废水中投加氧化剂，氧化废水中的有毒有害物质，使之转化为毒害性较小物质或无毒化。 还原法：采用还原剂改变有毒有害物质价态，使之转化为毒害性较小物质或无毒化。 氧化法应用举例 氯化消毒：通过向废水中加氯、或者加次氯酸钠等溶液，可以对废水中细菌灭活，并能够降低BOD及消除异味。 氯易溶于水中，在清水中，发生下列反应： Cl2 + H2O ? HOCl + H+ + Cl- HOCl ? H+ + OCl- HOCl和OCl-的比例与水中温度和pH有关。pH高时，OCl-较多。 pH9，OCl-接近100%。 pH6，HOCl接近100%。 pH=7.54, [HOCl]=[OCl-] HOCl和OCl-都有氧化能力，但细菌是带负电的，所以一般认为主要是通过HOCl的作用来消毒的。只有它才能扩散到细菌表面，并穿透细胞壁到细菌内部，破坏细菌酶系统。实践也表明pH越低，消毒作用越强。 氯化消毒的主要基团为次氯酸，次氯酸能够在水中长期稳定存在，因此在给水中保持一定的余氯以防止给水中细菌的生长。 臭氧消毒：臭氧是一种强氧化剂，对各种有机基团均有较强的氧化能力。 作用：既是氧化剂，又是消毒剂，渗入细胞壁。 作为消毒剂，不会产生三卤甲烷副产物，杀菌和氧化能力比氯强。但由于臭氧在水中不稳定，易散失，因此在O3之后，往往需要投加少量的氯等。 废水经臭氧处理后臭氧迅速分解，因此不产生二次污染。但是臭氧不稳定，不能作为细菌防止药剂。 高级氧化技术：分解、消除毒性难降解有机物。往往在高温高压下进行。 还原法应用举例 常用的还原剂有铁粉、锌粉、硫酸亚铁以及电解阴极等 还原法最主要用于对高价铬的处理。以亚硫酸氢钠还原六价铬，将之降价为毒性较低的三价铬，再通过碱沉淀去除的方法，其的反应方程为： 2.3.4化学沉淀法 化学沉淀法原理 投加某种化学药剂（沉淀