废水的化学及物理化学处理1、2、3

1、LOGO废水的化学及物理化学处理废水的化学及物理化学处理 1.中和法中和法 2.混凝法混凝法 3.氧化还原法氧化还原法 主讲：老师主讲：老师4.1中和法中和法Company Logo中和法是利用碱性药剂或酸性药剂将废水从酸性或碱性调整到中性附近的一类处理方法。 中和处理发生的主要反应是酸与碱生成盐和水的中和反应。一、中和法概述一、中和法概述 酸性废水中常见的酸性物质有硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸等无机酸及醋酸、甲酸、柠檬酸等有机酸，并常溶解有金属盐。 碱性废水中常见的碱性物质有苛性钠、碳酸钠、硫化钠及胺类等。Company Logo干法干法湿法湿法Company LCompany Logo管

2、式反应器管式反应器4、中和槽类型、中和槽类型带折流板的管式反应器带搅拌的混合反应器Company Logo仪器配置合理，实现了小型化。仪器配置合理，实现了小型化。 带有多项功能的数字式带有多项功能的数字式pHpH调节仪调节仪 电磁式定量泵电磁式定量泵 小型中和装置小型中和装置 Company Logo1、碱性滤料、碱性滤料3、适用范围、适用范围石灰石（CaCO3）大理石（CaCO3）白云石（CaCO3MgCO3）等。过滤中和法的优点是操作管理简单，出水pH值较稳定，沉渣最少(只有废水体积的0.1)，缺点是需要控制进水的硫酸浓度。各种酸在中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序大致为：Ca(NO3

3、)2 、CaCl2 MgSO4 CaSO4 CaCO3 、MgCO3 由此可见：中和处理硝酸、盐酸时，滤料选用石灰石、大理石或白云石都行；中和处理碳酸时，不宜采用过滤中和法；中和处理硫酸时，最好选用含镁的中和滤料（白云石）。Company Logo滚筒式中和滤池。滚筒式中和滤池。开流式膨胀中和滤池开流式膨胀中和滤池Company LCompany Logo在同时存在酸性废水和碱性废水的情况下，可以以废治废，互相中和。天然水体及土壤中的重碳酸盐可用来中和酸性废水，但必须持慎重态度，对其长远影响进行观察。Company Logo4.2混凝法混凝法Company Logo一、混凝法概述一、混凝法概述

4、是指在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。通过混凝法，可以去除废水中难以用沉降法去除的细分散固体颗粒、乳状油及胶体物质等。“混凝”是凝聚凝聚和絮凝絮凝的总称（即混合和反应）胶体失去稳定胶体失去稳定性的过程性的过程脱稳胶体脱稳胶体相互聚集相互聚集注；胶体是颗粒粒径在0.1m1nm之间。Company Logo二、混凝原理二、混凝原理 注：在废水实际处理中，上述各种机理往往同时或交叉发挥作用，只是依条件的不同而以其中的某一种起主导作用而已。1.压缩双电层理论4. 网捕作用2. 电性中和作用3. 吸附架桥作用Company Logo三、工艺流程三、工艺

5、流程 混凝工艺流程由混凝工艺流程由药剂投加药剂投加、混合混合、反应反应及及沉淀分离沉淀分离等单元组成。等单元组成。 混合混合 使混凝剂迅速、均匀地分散到使混凝剂迅速、均匀地分散到 废水中，通过压缩双电层和电中和作废水中，通过压缩双电层和电中和作用，使胶体脱稳，形成小用，使胶体脱稳，形成小“矾花矾花”。 反应反应 在一定的水流条件下，小在一定的水流条件下，小“矾花矾花” ” 通过吸附架桥和沉淀物网捕等作用形通过吸附架桥和沉淀物网捕等作用形成较大的絮体。成较大的絮体。 沉淀沉淀 反应过程形成的大絮体进入沉淀反应过程形成的大絮体进入沉淀池进行分离。池进行分离。（问题）（问题）Company Logo

6、四、混凝剂的调配与投加四、混凝剂的调配与投加 （1 1）混凝剂的调配混凝剂的调配 （2 2）混凝剂的投加混凝剂的投加 固体投加固体投加 液体投加液体投加Company Logo ( (一一) )混凝剂干投法混凝剂干投法 （应用较少）（应用较少） 工艺流程：工艺流程：药剂输送药剂输送粉碎粉碎提升提升计量计量加药混合加药混合工作原理：工作原理：图图Company Logo( (二二) )混凝剂湿投法混凝剂湿投法 工艺流程：工艺流程： 溶解池溶解池溶液池溶液池定量控制设备定量控制设备投加设备投加设备混合池混合池 溶解设备：溶解设备：溶解池、搅拌设备。溶解池、搅拌设备。 药剂调配：药剂调配：水力调配、

7、机械调配、压缩空气调配和人水力调配、机械调配、压缩空气调配和人工调配等。工调配等。 溶液池：溶液池：配制一定浓度溶液的设施。配制一定浓度溶液的设施。 其它设备其它设备：（略）：（略）Company Logo( (三三) ) 混凝剂投加方式混凝剂投加方式 重力投加重力投加 虹吸式定量投加虹吸式定量投加 水射器投加水射器投加 用计量泵投加药剂用计量泵投加药剂 Company Logo 重力投加重力投加 可直接将混凝可直接将混凝剂溶液投入管道内剂溶液投入管道内或水泵吸水管喇叭或水泵吸水管喇叭口处。口处。Company Logo 虹吸式定量投加虹吸式定量投加 可通过改变可通过改变虹吸管进口和虹吸管进口

8、和出口高度之差出口高度之差(H)(H)，控制投控制投加量。加量。Company Logo 水射器投加水射器投加Company Logo 用计量泵投加药剂用计量泵投加药剂Company Logo( (三三) ) 混凝剂计量方式混凝剂计量方式 基本要求：基本要求： 投量准确；投量准确； 工作灵活可靠；工作灵活可靠； 设备简单；设备简单； 操作方便。操作方便。 浮子浮子苗嘴苗嘴( (孔板孔板) )计量系统计量系统 浮球阀计量系统浮球阀计量系统 流量计计量系统流量计计量系统 计量泵计量计量泵计量 三角堰计量系统三角堰计量系统 Company Logo 浮子浮子苗嘴苗嘴( (孔板孔板) )计量系统计量系

9、统Company Logo 浮球阀计量系统浮球阀计量系统 利用槽内浮球阀与槽利用槽内浮球阀与槽底管口高差底管口高差(H)(H)恒定，槽恒定，槽底管口流量不变原理，通底管口流量不变原理，通过改变池底管口苗嘴或孔过改变池底管口苗嘴或孔板的孔径来控制投药量。板的孔径来控制投药量。Company Logo 流量计计量系统流量计计量系统 计量泵计量计量泵计量 Company Logo 三角堰计量系统三角堰计量系统 （适用于大、中流量计量。）（适用于大、中流量计量。）Company Logo五、混合五、混合 ( (一一) ) 混合的作用混合的作用 使药剂能使药剂能快速、均匀快速、均匀地分散到废水中。地分散

10、到废水中。 快速快速：是因混凝剂在废水中发生水解反应的是因混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快，需要尽量造成急速扰动以生成大量细小速度很快，需要尽量造成急速扰动以生成大量细小絮体，并不要求生成大颗粒；絮体，并不要求生成大颗粒； 均匀均匀：是为了化学反应能在废水中各部分得到是为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。均衡发展。 水力条件要求：水力条件要求： 搅拌时间：搅拌时间：101030s30s，工业应用常取工业应用常取2min2min。 速度梯度：速度梯度：G=500G=5001000s1000s-1-1。Company Logo ( (二二) ) 混合方式混合方式 水力混合水力混合 机械混

11、合机械混合 常见混合方式：常见混合方式： 管式混合管式混合 水泵混合水泵混合 机械混合机械混合Company Logo 1 1、管式混合管式混合 A A、普通管道混合普通管道混合 B B、管式静态混合器管式静态混合器 C C、扩散混合器扩散混合器Company Logo A A、普通普通管道混合管道混合 把药剂投入水泵压水水管内，借助水流进行混合。把药剂投入水泵压水水管内，借助水流进行混合。 药剂加入方式：药剂加入方式： 图图Company Logo B B、管式静态混合器管式静态混合器 管内装设若干个固体混合单元体。管内装设若干个固体混合单元体。Company Logo C C、扩散混合器扩

12、散混合器 在管式孔板混合器前在管式孔板混合器前加一锥形帽，水流和药加一锥形帽，水流和药剂对冲锥形帽而后扩散剂对冲锥形帽而后扩散形成剧烈紊流，使药剂形成剧烈紊流，使药剂和水达到快速混合。和水达到快速混合。Company Logo 2 2、其它水力混合方式、其它水力混合方式 A A、分流隔板混合池分流隔板混合池 B B、跌水混合池跌水混合池 C C、水跃式混合池水跃式混合池 D D、涡流式混合设备涡流式混合设备 E E、廊道式格板混合池廊道式格板混合池Company Logo A A、分流隔板混合池分流隔板混合池Company Logo B B、跌水混合池跌水混合池 利用水流在跌落过程中产生的冲击

13、达到混合的效果。利用水流在跌落过程中产生的冲击达到混合的效果。Company Logo C C、水跃式混合池水跃式混合池 利用利用3m/s3m/s以上的流速迅速流下时所产生的水跃进行混合。以上的流速迅速流下时所产生的水跃进行混合。 Company Logo D D、涡流式混合设备涡流式混合设备设计要点：设计要点： 底部锥角底部锥角30-4530-45； 反应时间反应时间1-1.5min1-1.5min，2min2min； 入口流速入口流速1-1.5m/s1-1.5m/s； 圆柱部分上升流速圆柱部分上升流速25mm/s25mm/s。Company Logo E E、廊道式格板混合池廊道式格板混合

14、池Company Logo3 3、水泵混合、水泵混合 将药剂投加在水泵的吸水管内或喇叭口处，利用水泵叶轮高速旋转达到将药剂投加在水泵的吸水管内或喇叭口处，利用水泵叶轮高速旋转达到快速混合的目的。快速混合的目的。特点：特点： 混合效果好，不需另建混合混合效果好，不需另建混合设施；设施； 节省动力；节省动力； 各型水厂均可采用；各型水厂均可采用；要求：要求： 泵房距离处理设备不大于泵房距离处理设备不大于150m150m。Company Logo水泵混合的投药位置水泵混合的投药位置 （1 1）泵前投加）泵前投加 （2 2）泵后投加）泵后投加 1 1、泵前投加泵前投加 加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口

15、处，见加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口处，见图。目前大多数采用这种方式，主要优点是可利图。目前大多数采用这种方式，主要优点是可利用水泵叶轮使药剂和原水得到充分混合，而且借用水泵叶轮使药剂和原水得到充分混合，而且借助于水泵吸力吸入，容易加注。助于水泵吸力吸入，容易加注。 缺点是药剂对水泵有一定的腐蚀作用。缺点是药剂对水泵有一定的腐蚀作用。 2 2、泵后投加泵后投加 加注在水泵出水压力管（见图）或沉淀池进口处。加注在水泵出水压力管（见图）或沉淀池进口处。 当取水泵离净水装置较远（约大于当取水泵离净水装置较远（约大于500m500m）时，为防止反应时，为防止反应过早，已结成的絮粒在管道或进入沉淀池时

16、破碎，从而影响净过早，已结成的絮粒在管道或进入沉淀池时破碎，从而影响净水效果，所以采用泵后投加。水效果，所以采用泵后投加。 泵后投加因投药点承压或无吸力，故需要用水射器或加药泵后投加因投药点承压或无吸力，故需要用水射器或加药泵。其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀。泵。其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀。Company Logo 4 4、机械搅拌混合机械搅拌混合 Company Logo六、絮凝反应六、絮凝反应 ( (一一) ) 反应的作用反应的作用 是使混合形成的小絮凝体经过充分碰撞接触，絮凝成较大颗粒是使混合形成的小絮凝体经过充分碰撞接触，絮凝成较大颗粒的过程。的过程。 Company Logo(1

17、)(1)设备分类设备分类 （按（按搅拌方式搅拌方式分）分） A A、水力搅拌反应池：水力搅拌反应池： B B、机械搅拌反应池：机械搅拌反应池： Company Logo (2)(2)水力搅拌反应池水力搅拌反应池 A A、隔板反应池隔板反应池 B B、折板反应池折板反应池 C C、穿孔旋流反应池穿孔旋流反应池 D D、旋流式反应池旋流式反应池 E E、涡流式反应池涡流式反应池 Company Logo A A、隔板反应池隔板反应池 a a、往复式往复式 b b、回转式回转式 a a、往复式往复式 特点：特点： 水流在池内作水流在池内作180180 转弯，局部水头损失较大，转弯，局部水头损失较大，

18、且絮凝体有破碎的可能。且絮凝体有破碎的可能。 水头损失水头损失0.3-0.5m0.3-0.5m。 b b、回转式回转式 特点：特点： 水流在池内作水流在池内作9090转弯，局部水头损失大为减小，转弯，局部水头损失大为减小，且絮凝效果有所提高。且絮凝效果有所提高。 水头损失比往复式小水头损失比往复式小40%40%。 Company Logo B B、折板反应池折板反应池 平折板反应池一般分为三段。三段的折板布置可分别采用相对折板、平平折板反应池一般分为三段。三段的折板布置可分别采用相对折板、平行折板和平行直板。行折板和平行直板。 另外还有采用波形板的。另外还有采用波形板的。 （竖直放置）（竖直放

19、置）Company Logo C C、穿孔旋流反应池穿孔旋流反应池 由若干方格组成，由若干方格组成，分格数不少于分格数不少于6 6格。格。 隔墙上下开孔，水隔墙上下开孔，水流沿池壁切线进入形成流沿池壁切线进入形成旋流。第一格孔口小，旋流。第一格孔口小，旋转速度大，随后依次旋转速度大，随后依次递减，对应递减，对应G G值递减。值递减。Company Logo 设计要点：设计要点： 反应时间反应时间8-15min8-15min； 喷 嘴 入 口 流 速喷 嘴 入 口 流 速 2 -2 -3m/s3m/s。 Company Logo E、涡流式反应池涡流式反应池设计要点：设计要点： 底部锥角底部锥角

20、30-4530-45， 反应时间反应时间6-10min6-10min， 入口流速入口流速0.7m/s0.7m/s， 圆柱部分上升流速圆柱部分上升流速4-4-6mm/s6mm/s。Company Logo （3 3）机械搅拌反应池）机械搅拌反应池 A A、浆板式浆板式和和叶轮式。叶轮式。 B B、水平轴水平轴和和垂直轴垂直轴 分格串联，每格设以搅分格串联，每格设以搅拌机。分格越多，絮凝效拌机。分格越多，絮凝效果越好。但造价高和维修果越好。但造价高和维修量大。量大。 为适应絮体形成规律，为适应絮体形成规律，第一格搅拌强度最大，其第一格搅拌强度最大，其余依次递减，对应余依次递减，对应G G值也递值也

21、递减。减。Company Logo （4 4）组合絮凝池）组合絮凝池Company Logo类别名称剂量范围mg/L最佳PH值范围应用特点无机盐类硫酸铝Al2(SO4)35506左右混凝效果较好，使用方便；最佳PH值范围窄；使用水温：2030硫酸亚铁FeSO45508.511.0适用碱度及硬度均较高的水；水温对混凝效果影响较小；絮凝体形成快，较稳定；产品及溶液腐蚀性强氯化铁FeCl34408.511.0处理高浊度水；絮凝体较坚固，沉淀性较好；固体产品吸湿性强，对包装运输不利有机盐类聚合氯化铝（PAC）22059适用于低温低浊及高浊度水；投药量少，混凝效果好；适用PH值范围广；产品腐蚀性强聚合硫

22、酸铁2060511适用于低温低浊及高浊度水；易溶于水；适用PH值范围广；净化后水的PH值与碱度变化幅度较小；宜当日配置当日投加有机高分子混凝剂聚丙烯酰铵（PAM）聚氧化乙烯（PEO）5以下视不同离子情况而定聚合度高；对胶体表面有强吸附作用，在胶粒之间形成桥联七、混凝剂和助凝剂七、混凝剂和助凝剂Company Logo八、影响混凝效果的主要因素八、影响混凝效果的主要因素1. 水温3.混凝剂的种类和加量2.废水的PH值 PH值的高低不但直接影响着污染物存在的形态和表面性质，而且影响着混凝剂的水解平衡及产物的存在形态和时间。4.搅拌强度和搅拌时间 混合阶段搅拌强度大，时间短；反应阶段搅拌强度小，时间

23、长。Company Logo4.3氧化还原法氧化还原法Company Logo一、氧化还原法一、氧化还原法 利用废水中的污染物在化学反应过程中能被氧化或还原的性质，将它转变成无毒或微毒的，或易于从水中分离出来的新物质，从而将其从废水中除去的方法。Company Logo常用氧化剂常用氧化剂空气、臭氧、氯气、次氯酸钠及漂白粉；常用还原剂常用还原剂硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠、水合肼及铁屑等Company Logo2）反应物的浓度3）温度1）反应剂和还原剂的本性；5）溶液的PH值4）催化剂及某些不纯物的存在影响处理能力的动力学因素Company Logo二、氧化法二、氧化法1.1.应用条件应用条

24、件2.2.适用范围适用范围3.3.反应设备反应设备用O2进行氧化反应，在常温、常压、无催化剂时，空气氧化法（曝气法）所需反应时间很长，使其应用受到限制，如加高温、高压、r射线辐照等，氧化反应速度将大大加快。（一）空气（及纯氧）氧化法（一）空气（及纯氧）氧化法含硫（）废水处理可在各密封塔体（空塔、筛板塔、填料塔等）中进行。Company Logo 1.1.氯系氧化剂氯系氧化剂2.2.氯氧化法在废水处理中的应用氯氧化法在废水处理中的应用氯类氧化剂包括气态氯、液态氯、次氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯等。在废水处理中，氯气被广泛用作消毒剂，能杀灭细菌、在害生物，消除有毒物质的毒性。1）碱性氯化法处理含氰废水2）氯化法除酚，最后被氧化为CO2和H2O3）氯化法脱色（二）氯氧化法（二）氯氧化法Company Logo 1.1.制备臭氧的方法制备臭氧的方法2.2.工业生产中常用的臭氧发生器工业生产中常用的臭氧发生器 产生臭氧的方法很多，有电解法、化学法、高能射线辐射法、无声放电法等。目前在工业上常用干燥空气或氧气经无