水污染控制工程课件教学PPT作者孙体昌娄金生第12章中和

1、1 第第1212章章 中中 和和 Neutralization 2 第第12章章 中和中和 12.1 12.1 酸性废水与碱性废酸性废水与碱性废 水中和水中和 12.1.1 12.1.1 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水需要量性废水需要量 12.1.2 12.1.2 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水中和处理设施性废水中和处理设施 12.2 12.2 药剂中和法药剂中和法 12.2.1 12.2.1 酸性废水的药酸性废水的药 剂中和剂中和 12.2.2 12.2.2 碱性废水的药碱性废水的药 剂中和剂中和 12.3 12.3 过滤中和过滤中和 12.3.1 12.3.1 普通中和滤池普通中和滤池

2、 12.3.2 12.3.2 升流式膨胀中升流式膨胀中 和滤池和滤池 12.3.3 12.3.3 过滤中和滚筒过滤中和滚筒 12.4 12.4 应用案例应用案例 3 第第12章章 中和中和 12.1 12.1 酸性废水与碱性废酸性废水与碱性废 水中和水中和 12.1.1 12.1.1 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水需要量性废水需要量 12.1.2 12.1.2 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水中和处理设施性废水中和处理设施 12.2 12.2 药剂中和法药剂中和法 12.2.1 12.2.1 酸性废水的药酸性废水的药 剂中和剂中和 12.2.2 12.2.2 碱性废水的药碱性废水的药 剂中和

3、剂中和 12.3 12.3 过滤中和过滤中和 12.3.1 12.3.1 普通中和滤池普通中和滤池 12.3.2 12.3.2 升流式膨胀中升流式膨胀中 和滤池和滤池 12.3.3 12.3.3 过滤中和滚筒过滤中和滚筒 12.4 12.4 应用案例应用案例 p化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂、矿山以化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂、矿山以 及金属酸洗车间等都排出及金属酸洗车间等都排出酸性废水酸性废水。有的废水。有的废水 含无机酸，有的含有机酸，有的同时含有机酸含无机酸，有的含有机酸，有的同时含有机酸 和无机酸。含酸废水中酸的质量分数差别很大和无机酸。含酸废水中酸的质量分数差别很大 ，从小于，

4、从小于1%1%到大于到大于10%10%都有。都有。 p印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂等排出印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂等排出 碱性废水碱性废水。其中有有机碱性成分，也有无机碱。其中有有机碱性成分，也有无机碱 性成分，浓度可高达百分之几。性成分，浓度可高达百分之几。 p许多工业废水中除含酸性或碱性成分外，还可许多工业废水中除含酸性或碱性成分外，还可 能含有酸式盐、碱式盐以及其它的无机物和有能含有酸式盐、碱式盐以及其它的无机物和有 机物等。机物等。 4 中和的意义中和的意义 p酸碱废水的酸碱废水的危害危害：酸和碱都具有腐蚀性，将酸：酸和碱都具有腐蚀性，将酸 性和碱性废水随意排放会对环境造

5、成危害，如性和碱性废水随意排放会对环境造成危害，如 腐蚀钢管、混凝土、纺织品、烧灼皮肤；还能腐蚀钢管、混凝土、纺织品、烧灼皮肤；还能 改变环境介质的改变环境介质的pHpH值；毁坏农作物、危害渔值；毁坏农作物、危害渔 业生产、造成生态系统破坏等。业生产、造成生态系统破坏等。 p当废水的浓度不高，回收或综合利用的经济意当废水的浓度不高，回收或综合利用的经济意 义不大时，通常应考虑中和处理。义不大时，通常应考虑中和处理。 5 u中和中和：用化学法去除废水中过量的酸或碱，使：用化学法去除废水中过量的酸或碱，使 废水的废水的pHpH值达到中性左右的过程称为中和值达到中性左右的过程称为中和 u处理酸性废水

6、时，通常以碱或碱性氧化物为中处理酸性废水时，通常以碱或碱性氧化物为中 和剂。处理碱性废水时，通常以酸或酸性氧化和剂。处理碱性废水时，通常以酸或酸性氧化 物为中和剂。物为中和剂。 u对于废水的中和处理，首先应当考虑对于废水的中和处理，首先应当考虑以废治废以废治废 的原则，例如将酸性废水与碱性废水互相中和的原则，例如将酸性废水与碱性废水互相中和 ，或者利用废电石渣中和酸性废水。在没有这，或者利用废电石渣中和酸性废水。在没有这 些条件的情况下，采用药剂中和处理法。些条件的情况下，采用药剂中和处理法。 6 中和的概念和适用情况中和的概念和适用情况 中和处理常用于以下几种情况中和处理常用于以下几种情况

7、在废水排入水体之前，对酸性废水和碱性废水在废水排入水体之前，对酸性废水和碱性废水 进行处理；因为水生生物对进行处理；因为水生生物对pHpH值的变化非常敏值的变化非常敏 感，大量酸性废水或碱性废水排入水体，必然使感，大量酸性废水或碱性废水排入水体，必然使 水体水体pHpH值发生变化，对水生生物产生不良影响值发生变化，对水生生物产生不良影响 在废水排入城市排水管道之前，对酸性废水和在废水排入城市排水管道之前，对酸性废水和 碱性废水进行处理；酸或碱会对排水管道产生腐碱性废水进行处理；酸或碱会对排水管道产生腐 蚀作用，排入城市排水管道的废水的蚀作用，排入城市排水管道的废水的pHpH值应符值应符 合排放

8、标准合排放标准 7 在化学处理或生物处理前，对酸性废水和碱在化学处理或生物处理前，对酸性废水和碱 性废水进行处理。因为有的化学处理法性废水进行处理。因为有的化学处理法( (例如例如 混凝、除磷等混凝、除磷等) )要求废水的要求废水的pHpH值处于某个最佳值处于某个最佳 值。而生物处理要求废水的值。而生物处理要求废水的pHpH值通常应在值通常应在 6.58.56.58.5的范围内的范围内 常用的中和剂：常用的中和剂： l 酸性废水：石灰、石灰石、白云石、苏打、苛酸性废水：石灰、石灰石、白云石、苏打、苛 性钠等。性钠等。 l 碱性废水：盐酸、硫酸等。碱性废水：盐酸、硫酸等。 废水中和处理法可分为三

9、类：酸性废水与碱性废水中和处理法可分为三类：酸性废水与碱性 废水中和法、药剂中和法和过滤中和法废水中和法、药剂中和法和过滤中和法 8 该方法就是把酸性废水和碱性废水共同引入中和该方法就是把酸性废水和碱性废水共同引入中和 池中，两种废水在池内被搅拌混合并发生反应。池中，两种废水在池内被搅拌混合并发生反应。 中和反应的结果是使废水呈中性或弱碱性中和反应的结果是使废水呈中性或弱碱性 12.1.1 12.1.1 酸性废水和碱性废水需要量酸性废水和碱性废水需要量 酸性废水和碱性废水进行中和时，为达到好的中酸性废水和碱性废水进行中和时，为达到好的中 和效果，混合废水中酸和碱的物质的量应该相等和效果，混合废

10、水中酸和碱的物质的量应该相等 。可按当量定律来计算，公式如下：。可按当量定律来计算，公式如下： Qlc1 = Q2c2 9 Q1、Q2分别是酸 性废水和碱性废水 的流量，L/h c1是酸性废水中酸 的物质的量浓度， mol/L；c2是碱性 废水中碱的物质的 量浓度，mol/L。 12.1 12.1 酸性废水与碱性废水中和酸性废水与碱性废水中和 n 在中和过程中，酸、碱废水中所含的酸和碱的在中和过程中，酸、碱废水中所含的酸和碱的 物质的量恰好相等时称为中和反应的物质的量恰好相等时称为中和反应的等当点等当点。 n 强酸强碱互相中和时，由于生成的强酸强碱盐强酸强碱互相中和时，由于生成的强酸强碱盐 不

11、发生水解，因此等当点即中性点，溶液的不发生水解，因此等当点即中性点，溶液的 pHpH值等于值等于7.07.0 n 但中和的一方若为弱酸或弱碱时，由于中和过但中和的一方若为弱酸或弱碱时，由于中和过 程中所生成的盐会发生水解反应，尽管达到等程中所生成的盐会发生水解反应，尽管达到等 当点，但溶液并非呈中性，中和后水的当点，但溶液并非呈中性，中和后水的pHpH值值 取决于所生成盐的水解度。取决于所生成盐的水解度。 10 12.1.1 12.1.1 酸性废水和碱性废水需要量酸性废水和碱性废水需要量 n 中和处理设施主要由酸性和碱性废水排放规律中和处理设施主要由酸性和碱性废水排放规律 及水质变化来确定及水

12、质变化来确定 n 当水质水量变化较小或后续处理对当水质水量变化较小或后续处理对pHpH要求较要求较 宽时，可在集水井宽时，可在集水井( (或管道、混合槽或管道、混合槽) )内进行连内进行连 续混合反应。续混合反应。 n 当水质水量变化不大或后续处理对当水质水量变化不大或后续处理对pHpH值要求值要求 较严格时，可设连续流中和池，中和时间较严格时，可设连续流中和池，中和时间t t视水视水 质水量变化情况确定，质水量变化情况确定，般采用般采用l2hl2h。 11 12.1.2 12.1.2 酸性废水和碱性废水中和处理设施酸性废水和碱性废水中和处理设施 有效容积的计算：有效容积的计算： V V(Q(

13、Q1 1QQ2 2)t )t 当水质水量变化较大，且水量较小，连续流无当水质水量变化较大，且水量较小，连续流无 法保证出水法保证出水pHpH要求时，多采用间歇式中和池要求时，多采用间歇式中和池 。池有效容积可按污水排放周期（如一班或一。池有效容积可按污水排放周期（如一班或一 昼夜）中的废水量计算。昼夜）中的废水量计算。 中和池至少两座交替使用。在间歇式中和池内中和池至少两座交替使用。在间歇式中和池内 完成混合、反应、沉淀、排泥等处理工序。完成混合、反应、沉淀、排泥等处理工序。 12 V是中和池有效容积， m3， t是中和时间，h Q1、Q2分别是酸性 废水和碱性废水的 设计流量，m3 /h 1

14、3 第第12章章 中和中和 12.1 12.1 酸性废水与碱性废酸性废水与碱性废 水中和水中和 12.1.1 12.1.1 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水需要量性废水需要量 12.1.2 12.1.2 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水中和处理设施性废水中和处理设施 12.2 12.2 药剂中和法药剂中和法 12.2.1 12.2.1 酸性废水的药酸性废水的药 剂中和剂中和 12.2.2 12.2.2 碱性废水的药碱性废水的药 剂中和剂中和 12.3 12.3 过滤中和过滤中和 12.3.1 12.3.1 普通中和滤池普通中和滤池 12.3.2 12.3.2 升流式膨胀中升流式膨胀中 和滤池和

15、滤池 12.3.3 12.3.3 过滤中和滚筒过滤中和滚筒 12.4 12.4 应用案例应用案例 12.2.1 12.2.1 酸性废水的药剂中和酸性废水的药剂中和 中和酸性废水常用的中和剂有石灰、石灰石、大中和酸性废水常用的中和剂有石灰、石灰石、大 理石、白云石、碳酸钠、苛性钠和氧化镁等。其理石、白云石、碳酸钠、苛性钠和氧化镁等。其 中最常用的是石灰。中最常用的是石灰。 当使用石灰乳时，氢氧化钙对废水中的杂质有凝当使用石灰乳时，氢氧化钙对废水中的杂质有凝 聚作用，因此适用于处理杂质多、浓度高的酸性聚作用，因此适用于处理杂质多、浓度高的酸性 废水。废水。 在选择中和剂时，还可考虑使用一些工业废渣

16、，在选择中和剂时，还可考虑使用一些工业废渣， 如化学软水站排出的废渣（白垩），有机化工厂如化学软水站排出的废渣（白垩），有机化工厂 或乙炔发生站排放的电石废渣（主要成分是氢氧或乙炔发生站排放的电石废渣（主要成分是氢氧 化钙），热电厂的炉灰渣或硼酸厂的硼泥等。化钙），热电厂的炉灰渣或硼酸厂的硼泥等。 14 12.2 12.2 药剂中和法药剂中和法 （1 1）中和反应）中和反应 石灰可以中和不同种类的酸性废水，使用石灰乳石灰可以中和不同种类的酸性废水，使用石灰乳 时，反应方程式如下：时，反应方程式如下： 2 2HNOHNO3 3十十Ca(OH)Ca(OH)2 2Ca(NOCa(NO3 3) )2

17、2十十2 2H H2 2OO 2HCl2HCl十十Ca(OH)Ca(OH)2 2CaClCaCl2 22H2H2 2OO 2H2H3 3POPO4 4十十3 3Ca(OH)Ca(OH)2 2CaCa3 3(PO(PO4 4) )2 2十十6 6H H2 2OO 2CH2CH2 2COOHCOOH十十Ca(OH)Ca(OH)2 2Ca(CHCa(CH2 2COO)COO)2 22H2H2 2OO 当废水中含有铁、铅、锌、铜、镍等盐类时，也当废水中含有铁、铅、锌、铜、镍等盐类时，也 与石灰乳反应，反应方程式如下：与石灰乳反应，反应方程式如下： FeCl2Ca(OH)2Fe(OH)2CaCl2 Pb

18、Cl2Ca(OH)2Pb(OH)2CaCl2 15 最常遇到的是硫酸废水的中和，根据使用的药剂最常遇到的是硫酸废水的中和，根据使用的药剂 不同，中和反应方程式如下：不同，中和反应方程式如下： H H2 2SOSO4 4十十Ca(OH)Ca(OH)2 2CaSOCaSO4 42H2H2 2OO H H2 2SOSO4 4十十CaCOCaCO3 3CaSOCaSO4 4H H2 2OOCOCO2 2 H H2 2SOSO4 4十十Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2CaSOCaSO4 42H2H2 2OO2CO2CO2 2 碳酸盐中和强酸时，生成的二氧化碳与水中过剩碳酸盐中和强酸时，生成的二

19、氧化碳与水中过剩 的碳酸钙作用生成重碳酸盐：的碳酸钙作用生成重碳酸盐： COCO2 2H H2 2OOCaCOCaCO3 3 = Ca(HCO = Ca(HCO3 3) )2 2 但此反应进行的较慢，因此在强酸被完全中和的但此反应进行的较慢，因此在强酸被完全中和的 时间内，只有极少量的二氧化碳进行反应。时间内，只有极少量的二氧化碳进行反应。 同样，其它一些弱酸与碳酸盐的中和反应也是很同样，其它一些弱酸与碳酸盐的中和反应也是很 慢的，因此不用碳酸盐作中和剂。慢的，因此不用碳酸盐作中和剂。 16 盐类名称盐类名称 不同温度（不同温度（）下在水中的溶解度）下在水中的溶解度/(g/L)/(g/L) 0

20、 0101020203030 NaNa2 2SOSO4 4水化物水化物50509090194194408408 NaNONaNO3 3730730800800880880960960 NaClNaCl357357358358360360360360 CaSOCaSO4 42H2H2 2OO1.761.761.931.932.032.032.102.10 Ca(NOCa(NO3 3) )2 2水化物水化物10211021115311531293129315261526 CaClCaCl2 259559565065074574510201020 MgClMgCl2 2528528535535542

21、.5542.5553553 Mg(NOMg(NO3 3) )2 2639639705705 NaHNaH2 2POPO4 457757769969985285210641064 NaNa2 2HPOHPO4 416.316.3393976.676.6242242 17 各种盐类溶解度表各种盐类溶解度表 硫酸钙在水中的溶解度很小， 此盐不仅形成沉淀，而且当硫 酸浓度很高时，在中和剂表面 会产生硫酸钙的覆盖层，影响 甚至阻止中和反应的继续进行 所以当采用石灰石、 白垩或白云石作中 和剂时，中和剂颗 粒应在0.5mm以下。 （2 2）中和剂用量）中和剂用量 18 酸的酸的 名称名称 分子分子 量量

22、中和酸所需碱性物质的质量中和酸所需碱性物质的质量/(g/g) NaOH Ca(OH) 2 CaO CaCO 3 MgCO3Na2CO3CaMg(CO3)2 40745610084106184 HNO3630.6350.590.4450.7950.6680.840.732 HCl36.51.101.010.771.371.151.451.29 H2SO4980.8160.7550.571.020.861.080.94 H2SO3820.9750.900.681.291.122 CO2441.821.63(1.27)(2.27)(1.91)2.09 C2H4O2600.6660.616(0.466

23、)(0.83)(0.695)0.881.53 CuSO4159.50.2510.4650.3520.6280.5250.6670.576 FeSO4151.90.2640.4850.370.660.5530.7000.605 H2SiF61440.5560.510.380.690.730.63 FeCl21270.630.580.440.790.8350.725 H3PO4981.221.130.861.531.621.41 碱性中和剂的理论比耗量碱性中和剂的理论比耗量 中和酸性废水所需中和中和酸性废水所需中和 剂的理论比耗量可根据剂的理论比耗量可根据 中和反应方程式计算出中和反应方程式计算出

24、 来。来。 注：注：(1)(1)在中和剂分子式下面的数值为该物质的分子量；在中和剂分子式下面的数值为该物质的分子量；(2)(2)括弧中记入的药剂量，表示括弧中记入的药剂量，表示 不建议采用的中和剂，因为反应很慢。不建议采用的中和剂，因为反应很慢。 一般中和剂中都含有杂质，因此，确定反应中一般中和剂中都含有杂质，因此，确定反应中 和剂的实际消耗量时必须考虑中和剂的纯度。和剂的实际消耗量时必须考虑中和剂的纯度。 以以表示中和剂的纯度表示中和剂的纯度(%)(%)，可根据中和剂可根据中和剂 的分析数据确定。当没有分析资料时，可参考的分析数据确定。当没有分析资料时，可参考 采用下列数据：采用下列数据：

25、l 生石灰含生石灰含60%80%60%80%有效有效CaOCaO， l 熟石灰含熟石灰含65%75%Ca(OH)65%75%Ca(OH)2 2， l 电石渣及废石灰含电石渣及废石灰含60%70%60%70%有效有效CaOCaO， l 石灰石含石灰石含90%95%CaCO90%95%CaCO3 3， l 白云石含白云石含45%50%CaCO45%50%CaCO3 3。 19 酸性废水中常含有其它杂质（如金属离子等）酸性废水中常含有其它杂质（如金属离子等） 可能参与并影响中和反应，同时，由于与中和可能参与并影响中和反应，同时，由于与中和 剂混合不均匀等因素使中和反应不可能剂混合不均匀等因素使中和反

26、应不可能100%100% 的完成的完成 因此中和剂的实际消耗量应比理论消耗量高，因此中和剂的实际消耗量应比理论消耗量高， 所以用所以用不均匀系数不均匀系数K K来修正，通过试验可以确来修正，通过试验可以确 定定K K值值 如无试验资料时，用石灰乳中和硫酸时，如无试验资料时，用石灰乳中和硫酸时，K K值值 采用采用1.051.101.051.10；以干投或石灰浆投加时，；以干投或石灰浆投加时，K K值值 采用采用1.4 1.51.4 1.5；中和硝酸和盐酸时，；中和硝酸和盐酸时，K K值采用值采用 1.051.05。 20 中和剂用量中和剂用量 中和剂总耗量可按下式计算：中和剂总耗量可按下式计算

27、： Ga是中和剂总耗量是中和剂总耗量，kg/d； Q是酸性废水量是酸性废水量，m3/d； c1是废水含酸浓度是废水含酸浓度，kg/m3；c2是废水中需中和是废水中需中和 的酸性盐浓度的酸性盐浓度，kg/m3； a1是中和剂理论比耗量，即中和是中和剂理论比耗量，即中和1kg酸所需的酸所需的 中和剂量，中和剂量，kg / kg； a2是中和是中和1kg1kg酸性盐类所需中和剂量酸性盐类所需中和剂量，kg / kg， K K是不均匀系数；是不均匀系数；是中和剂的纯度是中和剂的纯度，%； 21 )( 2211 acacKQ Ga u中和反应产生的盐类及中和剂中惰性杂质成分以中和反应产生的盐类及中和剂中

28、惰性杂质成分以 及原废水中的悬浮物及原废水中的悬浮物般用沉淀法去除。沉渣量般用沉淀法去除。沉渣量 可根据试验确定，也可按下式计算：可根据试验确定，也可按下式计算： G = G = Ga(BGa(Be)e)Q(SQ(Sc cd)d) u式中，式中，G G是沉渣量，是沉渣量，kg/dkg/d；GaGa是中和剂总耗量，是中和剂总耗量， kg/dkg/d；QQ是酸性废水量，是酸性废水量，mm3 3/d/d；B B是消耗单位中和是消耗单位中和 剂所产生的盐量，剂所产生的盐量，kg / kgkg / kg， ue e是单位中和剂中杂质含量，是单位中和剂中杂质含量，kg/kgkg/kg；S S是原水悬浮是原

29、水悬浮 物浓度，物浓度，kg/mkg/m3 3；c c是中和后溶于废水中的盐量，是中和后溶于废水中的盐量， kg/mkg/m3 3；d d是中和后出水悬浮物浓度，是中和后出水悬浮物浓度，kg/mkg/m3 3。 22 中和剂用量的计算中和剂用量的计算 23 消耗单位中和剂所产生的盐和二氧化碳量消耗单位中和剂所产生的盐和二氧化碳量 酸酸盐和盐和CO2 用下列中和剂中和酸生成的盐和用下列中和剂中和酸生成的盐和CO2/g Ca(OH)2NaOHCaCO3HCO3 CaMg(CO3)2 硫酸硫酸 CaSO41.391.390.695 Na2SO41.45 MgSO40.612 CO20.450.90.

30、45 盐酸盐酸 CaCl21.531.530.775 NaCl1.61 MgCl20.662 CO20.611.220.61 硝酸硝酸 Ca(NO3)21.31.30.65 NaNO31.25 Mg(NO3)20.588 CO20.350.70.35 （3 3）工艺流程）工艺流程 l 当废水量少时（每小时几吨到十几吨）药剂中和当废水量少时（每小时几吨到十几吨）药剂中和 法宜采用间歇处理，由两个以上中和池交替进行法宜采用间歇处理，由两个以上中和池交替进行 。废水量大时可采用连续式处理。废水量大时可采用连续式处理。 l 为获得稳定可靠的中和处理效果宜采用多级式自为获得稳定可靠的中和处理效果宜采用多

31、级式自 动控制系统。投药量由设在池出口的动控制系统。投药量由设在池出口的pHpH值检测值检测 仪控制。药剂中和处理工艺流程如图所示：仪控制。药剂中和处理工艺流程如图所示： 24 药剂中和处理工艺流程药剂中和处理工艺流程 （4 4）投药装置）投药装置 l 采用石灰作中和剂时，药剂投配方法分为干采用石灰作中和剂时，药剂投配方法分为干 投和湿投两种，一般采用湿法投配。投和湿投两种，一般采用湿法投配。 l 当石灰用量小于当石灰用量小于1t/d1t/d时，可用人工方法在消解时，可用人工方法在消解 槽内进行搅拌和消解。一般在消解槽内制成槽内进行搅拌和消解。一般在消解槽内制成 40%50%40%50%的乳浊

32、液。的乳浊液。 l 当石灰用量超过当石灰用量超过1t/d1t/d时，应采用机械方法进行时，应采用机械方法进行 消解。消解机有立式和卧式两种。立式消解消解。消解机有立式和卧式两种。立式消解 机适用于石灰耗量为机适用于石灰耗量为48t/d48t/d的情形，但排渣的情形，但排渣 比较麻烦；卧式消解机在石灰用量高于比较麻烦；卧式消解机在石灰用量高于8t/d8t/d 时使用。时使用。 25 l 溶液槽至少应设置溶液槽至少应设置2 2个，交替使用。为防止石个，交替使用。为防止石 灰的沉积，应设搅拌装置。采用机械搅拌时灰的沉积，应设搅拌装置。采用机械搅拌时 ，搅拌机的转速一般为，搅拌机的转速一般为2040r

33、/min2040r/min；如用压；如用压 缩空气搅拌，其强度采用为缩空气搅拌，其强度采用为810L/(m2s)810L/(m2s) ，亦可用水泵搅拌。，亦可用水泵搅拌。 l 投药量大时，可设单独的投配器，如图投药量大时，可设单独的投配器，如图12-212-2 所示。一般情况下由溶液槽直接用管道投药所示。一般情况下由溶液槽直接用管道投药 。如有条件可设自动酸度计，将调节阀安装。如有条件可设自动酸度计，将调节阀安装 在投药管上，由放置在处理后废水中的酸度在投药管上，由放置在处理后废水中的酸度 发送器来控制调节阀，既可提高管理水平，发送器来控制调节阀，既可提高管理水平， 也可保证处理效果。也可保证

34、处理效果。 26 27 加生石灰 去混合槽 石灰乳投配装置石灰乳投配装置 石灰乳投配系统投加器结构 （5 5）混合反应装置）混合反应装置 u当废水量较少、浓度较低且不产生大量沉渣时当废水量较少、浓度较低且不产生大量沉渣时 ，可不设混合反应池，中和剂可直接投加在水，可不设混合反应池，中和剂可直接投加在水 泵吸水井中，在管道中进行反应。但必须满足泵吸水井中，在管道中进行反应。但必须满足 混合反应的时间要求。当废水量较大时，一般混合反应的时间要求。当废水量较大时，一般 需设混合反应池，混合和反应可在同一池内进需设混合反应池，混合和反应可在同一池内进 行，石灰乳在池前投入。行，石灰乳在池前投入。 u用

35、石灰中和酸性废水时，混合反应时间一般采用石灰中和酸性废水时，混合反应时间一般采 用用25min25min，但废水含金属盐类或其他毒物时，但废水含金属盐类或其他毒物时 ，还应考虑除金属及毒物的要求。采用其他中，还应考虑除金属及毒物的要求。采用其他中 和剂时，混合反应时间采用和剂时，混合反应时间采用520min520min。 28 29 四室隔板混合反应四室隔板混合反应 投药管 出水管 压缩空气管 进水管 出水管 进水管 压缩空气管 （6 6）沉渣分离与脱水装置）沉渣分离与脱水装置 v沉渣与水分离一般采用沉淀池。当沉渣量少，沉渣与水分离一般采用沉淀池。当沉渣量少， 且重力排渣时，可采用竖流式沉淀池

36、；当沉渣且重力排渣时，可采用竖流式沉淀池；当沉渣 量大，重力排泥困难时，可采用平流式沉淀池量大，重力排泥困难时，可采用平流式沉淀池 ，沉渣用污泥泵排出。以石灰中和含硫酸废水，沉渣用污泥泵排出。以石灰中和含硫酸废水 为例，一般沉淀时间为为例，一般沉淀时间为12h12h，沉渣体积约为，沉渣体积约为 废水体积的废水体积的10%15%10%15%，含水率约为，含水率约为95%95% v从沉淀池排出的污泥可进一步采用机械脱水或从沉淀池排出的污泥可进一步采用机械脱水或 干化场脱水干化场脱水 v用石灰石作为处理酸性废水的中和剂，可以减用石灰石作为处理酸性废水的中和剂，可以减 少碱耗、降低成本和化学污泥量。但

37、处理过程少碱耗、降低成本和化学污泥量。但处理过程 产生大量粉尘，操作环境比较差。产生大量粉尘，操作环境比较差。 30 31 第第12章章 中和中和 12.1 12.1 酸性废水与碱性废酸性废水与碱性废 水中和水中和 12.1.1 12.1.1 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水需要量性废水需要量 12.1.2 12.1.2 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水中和处理设施性废水中和处理设施 12.2 12.2 药剂中和法药剂中和法 12.2.1 12.2.1 酸性废水的药酸性废水的药 剂中和剂中和 12.2.2 12.2.2 碱性废水的药碱性废水的药 剂中和剂中和 12.3 12.3 过滤中和过滤中

38、和 12.3.1 12.3.1 普通中和滤池普通中和滤池 12.3.2 12.3.2 升流式膨胀中升流式膨胀中 和滤池和滤池 12.3.3 12.3.3 过滤中和滚筒过滤中和滚筒 12.4 12.4 应用案例应用案例 n 碱性废水中和剂有硫酸、盐酸和硝酸等。常用碱性废水中和剂有硫酸、盐酸和硝酸等。常用 的中和剂为工业废酸，有条件的情况下，可采的中和剂为工业废酸，有条件的情况下，可采 用向碱性废水中通入烟道气（含用向碱性废水中通入烟道气（含SOSO2 2和和COCO2 2等酸等酸 性气体）的办法加以中和。性气体）的办法加以中和。 （1 1）中和反应）中和反应 以含氢氧化钠和氢氧化铵的碱性废水为例

39、，采以含氢氧化钠和氢氧化铵的碱性废水为例，采 用工业硫酸作中和剂，其化学反应如下：用工业硫酸作中和剂，其化学反应如下： 2NaOH2NaOHH H2 2SO4NaSO4Na2 2SOSO4 42H2H2 2OO 2NH2NH4 4OHOHH H2 2SO4(NHSO4(NH4 4)2SO)2SO4 42H2H2 2OO 中和碱性废水所需各种不同浓度酸性物质的理中和碱性废水所需各种不同浓度酸性物质的理 论比耗量见下表。论比耗量见下表。 32 如果硫酸铵的浓度足够 高，可考虑回收利用 12.2.2 12.2.2 碱性废水的药剂中和碱性废水的药剂中和 33 碱的名称碱的名称 中和碱所需酸性物质的质量

40、中和碱所需酸性物质的质量/(g/g) H2SO4HClHNO3 CO2SO2 100%98%100%36%100%65% NaOH1.221.240.912.531.572.420.550.80 KOH0.880.900.651.801.131.740.390.57 Ca(OH)21.321.340.992.741.702.620.590.86 NH32.882.932.125.903.715.701.291.88 酸性中和剂的理论比耗量酸性中和剂的理论比耗量 实际上，由于碱性工业废水中含有其它成分，为实际上，由于碱性工业废水中含有其它成分，为 达到良好的处理效果，中和剂的投加量必须大于达到良

41、好的处理效果，中和剂的投加量必须大于 理论计算值理论计算值 （2 2）烟道气中和的工艺与设备）烟道气中和的工艺与设备 烟道气中烟道气中CO2CO2含量一般可达含量一般可达24%24%，有的还含有少，有的还含有少 量的量的SO2SO2和和H2SH2S。如果用碱性废水作为除尘水喷淋。如果用碱性废水作为除尘水喷淋 烟道气，将发生中和反应。以含氢氧化钠碱性废水烟道气，将发生中和反应。以含氢氧化钠碱性废水 为例，用烟道气中和时，其化学反应如下：为例，用烟道气中和时，其化学反应如下： 2NaOH2NaOHCOCO2 2H H2 2ONaONa2 2COCO3 32H2H2 2OO 2NaOH2NaOHSO

42、SO2 2H H2 2ONaONa2 2SOSO3 32H2H2 2OO 从烟囱中抽出并冷却的烟气、废水作为冷却水和从烟囱中抽出并冷却的烟气、废水作为冷却水和 处理水，冷却和冷凝的烟道气经压力管送到液体分处理水，冷却和冷凝的烟道气经压力管送到液体分 离器，在此烟道气和处理水被分离。冷凝的烟道气离器，在此烟道气和处理水被分离。冷凝的烟道气 由一定长度的由一定长度的PVCPVC或或PEPE管送到中和反应器，反应器管送到中和反应器，反应器 包括几个反应池，其数目取决于废水碱度和流速。包括几个反应池，其数目取决于废水碱度和流速。 34 废水用泵送入中和反应器，与烟道气一起流经废水用泵送入中和反应器，与

43、烟道气一起流经 整个反应流程整个反应流程 烟道气用供气装置注入，以保证气体在反应器烟道气用供气装置注入，以保证气体在反应器 内均匀分布内均匀分布 在反应器出口处测定废水在反应器出口处测定废水pHpH值，只有当值，只有当pHpH达达 到限定的范围值时，废水才会自动流入排水沟到限定的范围值时，废水才会自动流入排水沟 35 烟道气中和的工艺与设备烟道气中和的工艺与设备 采用烟道气中和，除了有利于生态平衡之外，采用烟道气中和，除了有利于生态平衡之外， 还可以降低大气中还可以降低大气中COCO2 2污染，形成对环境有益污染，形成对环境有益 的碳酸氢盐，此外在经济上也是有利的的碳酸氢盐，此外在经济上也是有

44、利的 由于免费提供锅炉烟道气所以可以不考虑所使由于免费提供锅炉烟道气所以可以不考虑所使 用的燃料，而且因废水酸性不会太高，所以也用的燃料，而且因废水酸性不会太高，所以也 不需要昂贵的控制系统，还可以避免因酸性烟不需要昂贵的控制系统，还可以避免因酸性烟 气腐蚀结构部件及运行设备而产生的泄漏的危气腐蚀结构部件及运行设备而产生的泄漏的危 险。险。 36 37 第第12章章 中和中和 12.1 12.1 酸性废水与碱性废酸性废水与碱性废 水中和水中和 12.1.1 12.1.1 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水需要量性废水需要量 12.1.2 12.1.2 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水中和处理设施

45、性废水中和处理设施 12.2 12.2 药剂中和法药剂中和法 12.2.1 12.2.1 酸性废水的药酸性废水的药 剂中和剂中和 12.2.2 12.2.2 碱性废水的药碱性废水的药 剂中和剂中和 12.3 12.3 过滤中和过滤中和 12.3.1 12.3.1 普通中和滤池普通中和滤池 12.3.2 12.3.2 升流式膨胀中升流式膨胀中 和滤池和滤池 12.3.3 12.3.3 过滤中和滚筒过滤中和滚筒 12.4 12.4 应用案例应用案例 n 酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应 的方法称为的方法称为过滤中和法过滤中和法。 n 碱性滤料主要有碱

46、性滤料主要有石灰石、大理石和白云石石灰石、大理石和白云石等。等。 n 过滤中和法过滤中和法仅仅适用于酸性废水的中和处理。适用于酸性废水的中和处理。 n 过滤中和的设备称为过滤中和的设备称为中和滤池中和滤池，按照中和滤池，按照中和滤池 的特点又可分为普通中和滤池、升流式膨胀中的特点又可分为普通中和滤池、升流式膨胀中 和滤池和滚筒中和滤池三类。和滤池和滚筒中和滤池三类。 38 12.3 12.3 过滤中和过滤中和 （1 1）普通中和滤池的形式）普通中和滤池的形式 u普通中和滤池为固定床，按照滤池水流方向分普通中和滤池为固定床，按照滤池水流方向分 为为平流式平流式和和竖流式竖流式两种。目前多采用竖流

47、式。两种。目前多采用竖流式。 竖流式又可分为竖流式又可分为升流式升流式和和降流式降流式两种。两种。 u普通中和滤池的滤料粒径不宜过大，一般为普通中和滤池的滤料粒径不宜过大，一般为 3050mm3050mm，不得混有粉料杂质。当废水含有，不得混有粉料杂质。当废水含有 可能堵塞滤料的杂质时，应进行预处理。过滤可能堵塞滤料的杂质时，应进行预处理。过滤 速度一般为速度一般为11.5 11.5 m/hm/h，不大于，不大于5m/h5m/h，接触时，接触时 间不少于间不少于10min10min，滤床厚度一般为，滤床厚度一般为11.5m11.5m。 39 12.3.1 12.3.1 普通中和滤池普通中和滤池

48、 40 普通中和滤池普通中和滤池 升流式升流式 降流式降流式 （2 2）适用范围）适用范围 硫酸废水硫酸废水：因其中和过程中生成的硫酸钙溶解度很因其中和过程中生成的硫酸钙溶解度很 小，易在滤料表面形成覆盖层，阻碍滤料和酸的接小，易在滤料表面形成覆盖层，阻碍滤料和酸的接 触反应。因此，过滤中和法适合于低浓度含硫酸废触反应。因此，过滤中和法适合于低浓度含硫酸废 水的处理，不适于中和浓度高的含硫酸废水。含硫水的处理，不适于中和浓度高的含硫酸废水。含硫 酸废水的极限浓度可根据试验确定。如无试验资料酸废水的极限浓度可根据试验确定。如无试验资料 ，可按经验取值，滤料为石灰石时极限浓度为，可按经验取值，滤料

49、为石灰石时极限浓度为2g/L2g/L ，为白云石时可以提高到，为白云石时可以提高到5g/L5g/L。 硝酸和盐酸废水硝酸和盐酸废水：因浓度过高时，滤料消耗快，给：因浓度过高时，滤料消耗快，给 处理造成一定的困难，因此极限浓度可取处理造成一定的困难，因此极限浓度可取20g/L20g/L。 41 含含HFHF的废水的废水：因：因CaF2CaF2的溶解度很小，要求的溶解度很小，要求HFHF浓浓 度小于度小于300mg/L300mg/L，浓度超限值时，宜采用石灰乳，浓度超限值时，宜采用石灰乳 中和处理。中和处理。 废水中铁盐和泥砂等惰性物质的含量亦不可过高废水中铁盐和泥砂等惰性物质的含量亦不可过高 ，

50、否则会使滤池堵塞，或粘附在滤料表面，使滤，否则会使滤池堵塞，或粘附在滤料表面，使滤 料失效。料失效。 为避免在滤料表面形成硫酸钙覆盖层，当废水中为避免在滤料表面形成硫酸钙覆盖层，当废水中 硫酸的浓度在硫酸的浓度在25g/L25g/L范围内时，可选用白云石作范围内时，可选用白云石作 滤料。其中和反应产生的硫酸镁易溶于水，不过滤料。其中和反应产生的硫酸镁易溶于水，不过 ，该反应速度较石灰石慢，反应方程式为：，该反应速度较石灰石慢，反应方程式为： 2H2SO4CaCO3Mg CO3 CaSO4MgSO42H2O2CO2 42 升流式膨胀中和滤池中废水从滤池的底部进入，从升流式膨胀中和滤池中废水从滤池

51、的底部进入，从 滤池的顶部出水，由于上升流的作用使滤料处于膨滤池的顶部出水，由于上升流的作用使滤料处于膨 胀状态。胀状态。 升流式膨胀中和滤池可分为等滤速和变滤速两种。升流式膨胀中和滤池可分为等滤速和变滤速两种。 等滤速升流式膨胀中和滤池中在整个滤池中各处的等滤速升流式膨胀中和滤池中在整个滤池中各处的 速率是相等的，其结构如下图所示。进水装置可采速率是相等的，其结构如下图所示。进水装置可采 用大阻力或小阻力布水系统。采用大阻力穿孔管布用大阻力或小阻力布水系统。采用大阻力穿孔管布 水系统时，滤池底部装有栅状配管，干管上部和支水系统时，滤池底部装有栅状配管，干管上部和支 管下部开有孔眼，孔径为管下

52、部开有孔眼，孔径为912mm912mm，孔距和孔数可，孔距和孔数可 根据计算确定。根据计算确定。 43 12.3.2 12.3.2 升流式膨胀中和滤池升流式膨胀中和滤池 44 恒滤速升流膨胀中和滤池示意图恒滤速升流膨胀中和滤池示意图 卵石承托层厚度一般为卵石承托层厚度一般为0.150.2m0.150.2m，粒径为，粒径为 2040mm2040mm。滤料粒径为。滤料粒径为0.53mm0.53mm，滤层高度，滤层高度 可根据酸性废水浓度、滤料粒径、中和反应时可根据酸性废水浓度、滤料粒径、中和反应时 间等条件确定。新的或全部更新后的滤料层高间等条件确定。新的或全部更新后的滤料层高 度一般为度一般为1

53、.01.2m1.01.2m。 当滤料层高度因惰性物质的积累达到当滤料层高度因惰性物质的积累达到2.0m2.0m时应时应 更新全部滤料，称为更新全部滤料，称为倒床倒床。运行初期采用。运行初期采用1m1m， 最终换料时一般不小于最终换料时一般不小于2m2m。 45 升流膨胀中和滤池升流膨胀中和滤池 中和滤池的高度一般为中和滤池的高度一般为33.5m33.5m。为使滤料处于。为使滤料处于 膨胀状态并互相摩擦，避免滤床堵塞，流速一般膨胀状态并互相摩擦，避免滤床堵塞，流速一般 采用采用6080m/h6080m/h，膨胀率保持在，膨胀率保持在5050左右。上左右。上 部清水区高度为部清水区高度为0.5m0

54、.5m。 中和滤池至少有一池备用，以供倒床换料。中和滤池至少有一池备用，以供倒床换料。 当废水中硫酸浓度小于当废水中硫酸浓度小于2g/L2g/L时，经中和处理后，时，经中和处理后， 出水的出水的pHpH值可达值可达4.254.25。若废水再经脱气池除。若废水再经脱气池除 去其中去其中CO2CO2气体，废水的气体，废水的pHpH值可提高到值可提高到66.566.5 膨胀中和滤池一般每班加料膨胀中和滤池一般每班加料2424次。当出水的次。当出水的 pH4.2pH4.2时，须倒床换料。滤料量大时，加料和时，须倒床换料。滤料量大时，加料和 倒床须考虑机械化，以减轻劳动强度。倒床须考虑机械化，以减轻劳动

55、强度。 46 变速膨胀中和滤池变速膨胀中和滤池的下部横截面积小，上部横的下部横截面积小，上部横 截面积大。截面积大。 下部滤速较大，为下部滤速较大，为130150m/h130150m/h，上部较小，上部较小， 为为404060m/h60m/h，使滤层全部都能膨胀，上部出，使滤层全部都能膨胀，上部出 水可少带走滤料，从而克服了等速膨胀滤池下水可少带走滤料，从而克服了等速膨胀滤池下 部膨胀不起来，上部带出小颗粒滤料的缺点部膨胀不起来，上部带出小颗粒滤料的缺点 滤池出水中的滤池出水中的COCO2 2用除气塔除去。用除气塔除去。 47 变速膨胀中和滤池变速膨胀中和滤池 48 变速中和滤池变速中和滤池除

56、气塔布置示意图除气塔布置示意图 优点优点缺点缺点 操作简单操作简单 出水出水pHpH值值 比较稳定比较稳定 沉渣量少沉渣量少 进水酸浓进水酸浓 度受到限度受到限 制制 需定期倒需定期倒 床，劳动床，劳动 强度较高强度较高 49 过滤中和法的优缺点过滤中和法的优缺点 过滤中和滚筒：滚筒用钢板制成，内衬防腐过滤中和滚筒：滚筒用钢板制成，内衬防腐 层。筒为卧式，直径层。筒为卧式，直径1m1m以上，长度为直径的以上，长度为直径的 6767倍。滚筒线速度采用倍。滚筒线速度采用0.30.5m/s0.30.5m/s，转速，转速 为为1020r/min1020r/min。筒和旋转轴向出水方向倾斜。筒和旋转轴向

57、出水方向倾斜 0.510.51，滤料粒径可达十几毫米，装料体，滤料粒径可达十几毫米，装料体 积占筒体体积的一半积占筒体体积的一半 优点：优点：进水硫酸浓度可超过极限值数倍，滤进水硫酸浓度可超过极限值数倍，滤 料不必破碎到很小粒径。料不必破碎到很小粒径。 缺点：缺点：构造复杂，动力消耗高，运行时设备构造复杂，动力消耗高，运行时设备 产生的噪音较大。产生的噪音较大。 50 12.3.3 12.3.3 过滤中和滚筒过滤中和滚筒 51 卧式过滤中和滚筒示意卧式过滤中和滚筒示意 筒内壁焊数条纵向挡板， 带动滤料不断翻滚 为避免滤料被水 带出，在滚筒出 水端设穿孔滤板 出水需脱CO2 52 第第12章章

58、中和中和 12.1 12.1 酸性废水与碱性废酸性废水与碱性废 水中和水中和 12.1.1 12.1.1 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水需要量性废水需要量 12.1.2 12.1.2 酸性废水和碱酸性废水和碱 性废水中和处理设施性废水中和处理设施 12.2 12.2 药剂中和法药剂中和法 12.2.1 12.2.1 酸性废水的药酸性废水的药 剂中和剂中和 12.2.2 12.2.2 碱性废水的药碱性废水的药 剂中和剂中和 12.3 12.3 过滤中和过滤中和 12.3.1 12.3.1 普通中和滤池普通中和滤池 12.3.2 12.3.2 升流式膨胀中升流式膨胀中 和滤池和滤池 12.3.3

59、 12.3.3 过滤中和滚筒过滤中和滚筒 12.4 12.4 应用案例应用案例 （1 1） 计算实例计算实例 某厂某厂A A车间排出含车间排出含NaOHNaOH质量分数为质量分数为1.4%1.4%的碱性废的碱性废 水水8m8m3 3/h/h，B B车间排出含车间排出含HClHCl质量分数为质量分数为0.629%0.629%的的 酸性废水酸性废水16.3m16.3m3 3/h/h，试确定两种废水中和处理方案，试确定两种废水中和处理方案 解解 1 1）浓度换算：）浓度换算：首先将酸和碱的质量分数换算成物首先将酸和碱的质量分数换算成物 质的量浓度质的量浓度 酸性废水酸性废水HClHCl的物质的量浓度

60、的物质的量浓度= (mol/L) (mol/L) 53 12.4 12.4 应用案例应用案例 1000 0.629% 0.1723 36.5 碱性废水碱性废水NaOHNaOH的物质的量浓度的物质的量浓度 (mol/L)(mol/L) 2 2）酸碱总量计算：）酸碱总量计算：分别计算每小时两种废水排分别计算每小时两种废水排 放出的酸、碱总物质的量放出的酸、碱总物质的量 HClHCl的物质的量的物质的量0.17230.172316.316.310001000 2808.492808.49（molmol） NaOHNaOH的物质的量的物质的量0.34990.34998.08.010001000 279