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Neutralization2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、.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剂中和12.3 12.3 过滤中和过滤中和

3、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，从小于1%1%到大于到大于10%10%都有。都有。p印染厂

4、、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

5、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。5u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

6、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 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；

7、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

8、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

9、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 = Q2c29Q1、Q2分别是酸性废水和碱性废水的流量，

10、L/hc1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7.07.0n 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

11、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。1012.1.1 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。

12、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。1112.1.2 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(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

13、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。12V是中和池有效容积，m3， t是中和时间，hQ1、Q2分别是酸性废水和碱性废水的设计流量，m3 /h13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

14、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 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

15、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，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

16、等。1412.2 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 2十十2 2H H2 2OO2HCl2HCl十十Ca(OH)Ca(OH)2 2CaClCaCl2 22H2H2 2OO2H2H3 3POPO4 4十十3 3Ca(OH)Ca(OH)2 2CaCa3 3(PO(PO4 4) )2 2十十6 6H H2 2OO2CH2CH2 2COOHCOOH十十Ca(OH

17、)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 PbCl2Ca(OH)2Pb(OH)2CaCl215 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 2OOH H2 2SOSO4 4十

18、十CaCOCaCO3 3CaSOCaSO4 4H H2 2OOCOCO2 2H 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

19、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 0101020203030NaNa2 2SOSO4 4水化物水化物50509090194194408408NaNONaNO3 3730730800800880880960960NaClNaCl357357358358360360360360CaSOCaSO4 42H2H2 2OO1.761.761.931.932.032.032.102.

20、10Ca(NOCa(NO3 3) )2 2水化物水化物10211021115311531293129315261526CaClCaCl2 259559565065074574510201020MgClMgCl2 2528528535535542.5542.5553553Mg(NOMg(NO3 3) )2 2639639705705NaHNaH2 2POPO4 457757769969985285210641064NaNa2 2HPOHPO4 416.316.3393976.676.624224217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

21、，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)NaOHCa(OH)2CaOCaCO3MgCO3Na2CO3CaMg(CO3)240745610084106184HNO3630.6350.590.4450.7950.6680.840.732HCl36.51.101.010.771.371.151.451.29H2SO4980.8160.7550.571.020.861.080.94H

22、2SO3820.9750.900.681.291.122CO2441.821.63(1.27)(2.27)(1.91)2.09C2H4O2600.6660.616(0.466)(0.83)(0.695)0.881.53CuSO4159.50.2510.4650.3520.6280.5250.6670.576FeSO4151.90.2640.4850.370.660.5530.7000.605H2SiF61440.5560.510.380.690.730.63FeCl21270.630.580.440.790.8350.725H3PO4981.221.130.861.531.621.41碱性中和

23、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(%)(

24、%)，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：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

25、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

26、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： 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)(2211ac

27、acKQGau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 = Ga(BG = Ga(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

28、量，是单位中和剂中杂质含量，kg/kgkg/kg；S S是原水悬浮是原水悬浮物浓度，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/gCa(OH)2NaOHCaCO3HCO3CaMg(CO3)2硫酸硫酸CaSO41.391.390.695Na2SO41.45M

29、gSO40.612CO20.450.90.45盐酸盐酸CaCl21.531.530.775NaCl1.61MgCl20.662CO20.611.220.61硝酸硝酸Ca(NO3)21.31.30.65NaNO31.25Mg(NO3)20.588CO20.350.70.35（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

30、效果宜采用多级式自动控制系统。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投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。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%的乳浊液。的乳

31、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。立式消解机消解。消解机有立式和卧式两种。立式消解机适用于石灰耗量为适用于石灰耗量为48t/d48t/d的情形，但排渣比较的情形，但排渣比较麻烦；卧式消解机在石灰用量高于麻烦；卧式消解机在石灰用量高于8t/d8t/d时使用时使用。25l 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/min2040r/min；

32、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。也可保证处理效果。2627加生石灰去混合槽石灰乳投配

33、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

34、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。2829四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；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

35、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。3031第第

36、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滤池 12.3.3 12.

37、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，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 2SO4Na

38、SO4Na2 2SOSO4 42H2H2 2OO2NH2NH4 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中和碱所需酸性物质的质量/(g/g)H2SO4HClHNO3CO2SO2100%98%100%36%100%65%NaOH1.221.240.912.531.572.420.550.

39、80KOH0.880.900.651.801.131.740.390.57Ca(OH)21.321.340.992.741.702.620.590.86NH32.882.932.125.903.715.701.291.88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

40、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 2OO2NaOH2NaOHSOSO2 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

41、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

42、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

43、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。3637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

44、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

45、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。3812.3 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

46、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 m/h11.5 m/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。3912.3.1 12.3.1 普通中和滤池普通中和滤池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

47、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

48、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，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，

49、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 CO3CaSO4MgSO42H2O2CO242 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

50、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。4312.3.2 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

51、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1.01.2m1.01.2m。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

52、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0.5m0.5m。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。

53、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

54、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气塔布置示意图除气塔布置示意图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

55、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。5012.3.3 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CO252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

56、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 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

57、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的物质的量浓度的物质的量浓度= (mol/L) (mol/L) 5312.4 12.4 应用案例应用案例1000 0.629%0.172336.

58、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0.17230.172316.316.3100010002808.492808.49（molmol） NaOHNaOH的物质的量的物质的量0.34990.34998.08.0100010002799.202799.20（molmol）541000 1.4%0.344940.01u3 3）计算两种废水混合后溶液的物质的量浓度：）计算两种废水

59、混合后溶液的物质的量浓度：若将两种废水直接混合，由于若将两种废水直接混合，由于HClHCl的物质的量的物质的量大于大于NaOHNaOH的物质的量，混合、反应后废水中的物质的量，混合、反应后废水中尚有尚有HClHCl残留：残留：uHClHCl的残留量为：的残留量为：u 2808.49 2808.492799.20 = 9.292799.20 = 9.29（molmol）u混合后的混合后的HClHCl物质的量浓度物质的量浓度 （mol/mol/）5531038. 0)3 .168100029. 9（4 4）计算混合后废水的）计算混合后废水的pHpH值：值：p因为因为HClHCl在水中全部电离，所以

60、混合后废水的在水中全部电离，所以混合后废水的氢离子的物质的量浓度与氢离子的物质的量浓度与HClHCl的物质的量浓度的物质的量浓度相等，即相等，即H+0.380.3810-3mol/L10-3mol/L。废水。废水pHpH值值为：为：ppHpHlg lgH+ lg0.38lg0.3810-310-33.423.42p因此，中和处理后废水的因此，中和处理后废水的pHpH值仍偏酸性。欲值仍偏酸性。欲使混合后废水使混合后废水pHpH值为值为7 7，可向混合后的废水，可向混合后的废水中投加中投加NaOHNaOH进一步中和，每小时进一步中和，每小时NaOHNaOH的的投加量为：投加量为：pNaOHNaOH