废水的化学及物理化学处理1、2、3

废水的化学及物理化学处理

1.中和法

2.混凝法

3.氧化还原法

主讲：老师4.1中和法CompanyLogo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。中和原理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。CompanyLogo投加石灰方式干法湿法（一）投药中和法CompanyLogoCompanyLogo管式反应器4、中和槽类型带折流板的管式反应器带搅拌的混合反应器CompanyLogo仪器配置合理，实现了小型化。带有多项功能的数字式pH调节仪

电磁式定量泵小型中和装置CompanyLogo（二）过滤中和法1、碱性滤料2、特点3、适用范围石灰石（CaCO3）大理石（CaCO3）白云石（CaCO3·MgCO3）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)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）。CompanyLogo滚筒式中和滤池。开流式膨胀中和滤池4、常用设备CompanyLogoCompanyLogo（三）利用废水和废渣的中和法（四）利用天然水体及土壤中碱度的中和法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。CompanyLogo4.2混凝法CompanyLogo一、混凝法概述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”是凝聚和絮凝的总称（即混合和反应）胶体失去稳定性的过程脱稳胶体相互聚集注；胶体是颗粒粒径在0.1μm～1nm之间。CompanyLogo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CompanyLogo三、工艺流程混凝工艺流程由药剂投加、混合、反应及沉淀分离等单元组成。

混合

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用，使胶体脱稳，形成小“矾花”。

反应

在一定的水流条件下，小“矾花”通过吸附架桥和沉淀物网捕等作用形成较大的絮体。沉淀

反应过程形成的大絮体进入沉淀池进行分离。（问题）CompanyLogo四、混凝剂的调配与投加（1）混凝剂的调配（2）混凝剂的投加固体投加液体投加CompanyLogo

(一)混凝剂干投法（应用较少）

工艺流程：药剂输送→粉碎→提升→计量→加药混合工作原理：图CompanyLogo(二)混凝剂湿投法

工艺流程：溶解池→溶液池→定量控制设备→投加设备→混合池溶解设备：溶解池、搅拌设备。药剂调配：水力调配、机械调配、压缩空气调配和人工调配等。

溶液池：配制一定浓度溶液的设施。其它设备：（略）CompanyLogo(三)混凝剂投加方式①重力投加②虹吸式定量投加③水射器投加④用计量泵投加药剂

CompanyLogo①重力投加

可直接将混凝剂溶液投入管道内或水泵吸水管喇叭口处。CompanyLogo

②虹吸式定量投加

可通过改变虹吸管进口和出口高度之差(H)，控制投加量。CompanyLogo

③水射器投加CompanyLogo④用计量泵投加药剂CompanyLogo(三)混凝剂计量方式

基本要求：

投量准确；工作灵活可靠；设备简单；操作方便。

①浮子—苗嘴(孔板)计量系统

②浮球阀计量系统

③流量计计量系统

④计量泵计量

⑤三角堰计量系统CompanyLogo

①

浮子—苗嘴(孔板)计量系统CompanyLogo

②浮球阀计量系统

利用槽内浮球阀与槽底管口高差(H)恒定，槽底管口流量不变原理，通过改变池底管口苗嘴或孔板的孔径来控制投药量。CompanyLogo

③流量计计量系统

④计量泵计量

CompanyLogo⑤三角堰计量系统（适用于大、中流量计量。）CompanyLogo五、混合

(一)混合的作用

使药剂能快速、均匀地分散到废水中。

★★快速：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絮体，并不要求生成大颗粒；

★★均匀：是为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。

水力条件要求：

搅拌时间：10－30s，工业应用常取2min。速度梯度：G=500～1000s-1。CompanyLogo

(二)混合方式水力混合机械混合

常见混合方式：管式混合水泵混合机械混合CompanyLogo

1、管式混合

A、普通管道混合

B、管式静态混合器

C、扩散混合器CompanyLogo

A、普通管道混合

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：

《图》CompanyLogo

B、管式静态混合器

管内装设若干个固体混合单元体。CompanyLogo

C、扩散混合器

在管式孔板混合器前加一锥形帽，水流和药剂对冲锥形帽而后扩散形成剧烈紊流，使药剂和水达到快速混合。CompanyLogo

2、其它水力混合方式

A、分流隔板混合池

B、跌水混合池

C、水跃式混合池

D、涡流式混合设备

E、廊道式格板混合池CompanyLogo

A、分流隔板混合池CompanyLogo

B、跌水混合池利用水流在跌落过程中产生的冲击达到混合的效果。CompanyLogo

C、水跃式混合池

利用3m/s以上的流速迅速流下时所产生的水跃进行混合。

CompanyLogo

D、涡流式混合设备设计要点：底部锥角30-45°；反应时间1-1.5min，≤2min；入口流速1-1.5m/s；圆柱部分上升流速25mm/s。CompanyLogo

E、廊道式格板混合池CompanyLogo3、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快速混合的目的。特点：混合效果好，不需另建混合设施；节省动力；各型水厂均可采用；要求：泵房距离处理设备不大于150m。CompanyLogo水泵混合的投药位置

（1）泵前投加☆★（2）泵后投加☆★

1、泵前投加

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。缺点是药剂对水泵有一定的腐蚀作用。

2、泵后投加

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500m）时，为防止反应过早，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。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。CompanyLogo

4、机械搅拌混合

CompanyLogo六、絮凝反应

(一)反应的作用是使混合形成的小絮凝体经过充分碰撞接触，絮凝成较大颗粒的过程。

CompanyLogo

(二)絮凝反应设备

(1)设备分类（按搅拌方式分）

A、水力搅拌反应池：

B、机械搅拌反应池：

CompanyLogo

(2)水力搅拌反应池

A、隔板反应池

B、折板反应池

C、穿孔旋流反应池

D、旋流式反应池

E、涡流式反应池

CompanyLogo

A、隔板反应池

a、往复式

b、回转式

a、往复式特点：水流在池内作180º

转弯，局部水头损失较大，且絮凝体有破碎的可能。水头损失0.3-0.5m。

b、回转式特点：水流在池内作90º转弯，局部水头损失大为减小，且絮凝效果有所提高。水头损失比往复式小40%。CompanyLogo

B、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、平行折板和平行直板。另外还有采用波形板的。

（竖直放置）CompanyLogo

C、穿孔旋流反应池

由若干方格组成，分格数不少于6格。隔墙上下开孔，水流沿池壁切线进入形成旋流。第一格孔口小，旋转速度大，随后依次递减，对应G值递减。CompanyLogo

D、旋流式反应池

设计要点：反应时间8-15min；喷嘴入口流速2-3m/s。CompanyLogo

E、涡流式反应池设计要点：底部锥角30-45°，反应时间6-10min，入口流速0.7m/s，圆柱部分上升流速4-6mm/s。CompanyLogo

（3）机械搅拌反应池

A、浆板式和叶轮式。

B、水平轴和垂直轴

分格串联，每格设以搅拌机。分格越多，絮凝效果越好。但造价高和维修量大。

为适应絮体形成规律，第一格搅拌强度最大，其余依次递减，对应G值也递减。CompanyLogo（4）组合絮凝池CompanyLogo七、混凝剂和助凝剂CompanyLogo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，时间长。CompanyLogo4.3氧化还原法CompanyLogo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。CompanyLogo常用氧化剂——空气、臭氧、氯气、次氯酸钠及漂白粉；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CompanyLogo2）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CompanyLogo二、氧化法1.应用条件2.适用范围3.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）氧化法含硫（Ⅱ）废水处理可在各密封塔体（空塔、筛板塔、填料塔等）中进行。CompanyLogo

1.氯系氧化剂2.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CompanyLogo

1.制