污水深度处理工艺运行与管理-化学法运行管理

化学法运行与管理主要内容废水化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等。本知识点主要掌握混凝法、化学沉淀法、氧化还原法、电解法。（一）胶体的特性（1）胶体的双电层结构在一般水质中，粘土、细菌、病毒等都是带负电的胶体。而氢氧化铝或氢氧化铁等微晶体都是带正电的胶体。胶核荷电示意图一、混凝法（1）胶体的双电层结构胶团结构式

胶体双电层结构示意图

（2）胶体稳定性

致使胶体颗粒稳定性的主要原因：①颗粒的布朗运动；②胶体颗粒间同性电荷的静电斥力；③颗粒表面的水化作用。（二）混凝原理

混凝是凝聚和絮凝的总称。

把能起凝聚和絮凝作用的药剂统称为混凝剂胶体失去稳定性的过程脱稳胶体相互聚集（1）混凝机理目前普遍用四种机理来定性描述水的混凝现象。1、压缩双电层作用机理两个胶粒相互接近，电位降低，它们互相排斥的力就减小，胶粒得以迅速凝聚。2、吸附电中和指胶粒表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，中和了部分电荷，使胶粒脱稳。胶粒吸附了过多的反离子，使原来带的负电荷转变成带正电荷。3、吸附架桥指高分子物质和胶粒、胶粒与胶粒之间的吸附与桥连作用。4、沉淀网捕或卷扫（2）影响混凝效果的主要因素1、水温2、pH值3、悬浮物含量4、水力条件包括混合阶段和絮凝阶段。（三）混凝剂（三）混凝剂一)无机盐类混凝剂目前应用最广的是铝盐和铁盐。（1）硫酸铝

·使用水温：20-40℃·适宜pH范围：5.5～8，随原水的硬度而异（2）聚合氯化铝(PAC)[Al2(OH)nCl6-n]mn=1-5,m≤10,整数淡黄色、橙黄色、棕褐色粉末状或片状一)无机盐类混凝剂（3）三氯化铁

FeCl3·6H2O，黑褐色晶体，有强烈吸水性，极易溶于水。（4）聚合硫酸铁（PFS)和聚合氯化铁(PFC)

特点：具有较强的除浊、去除COD及重金属离子的能力，同时还具有脱色、脱臭、脱水等功能，其适宜的pH范围宽，絮凝体比重大，沉降迅速，在低温时也有较好的处理效果。（三）混凝剂二）有机高分子混凝剂高分子混凝剂有无机和有机的两种。我国当前使用较多的有机高分子混凝剂是人工合成的聚丙烯酰胺（PAM)，分子结构为：（三）混凝剂

三）助凝剂

1．调整剂

2．絮体结构改良剂

3．氧化剂粉煤灰（三）混凝剂（四）混凝过程

混合过程包括药剂的溶解、配制、计量、投加、混合和反应等几个部分。混凝剂投加分干法投加和湿法投加两种方式。干投法使用较少。湿投法是将混凝剂先溶解，再配制成一定浓度的溶液后定量地投加。

1、混凝剂溶解和溶液配制混凝剂是在溶解池中进行溶解。溶解池应有搅拌装置，搅拌的目的是加速药剂的溶解。1、混凝剂溶解和溶液配制搅拌方式水力搅拌机械搅拌空气搅拌（四）混凝过程1、混凝剂溶解和溶液配制2、混凝剂投加（1）计量设备采用计量泵、转子流量计或电磁流量仪等玻璃转子流量计电磁流量计2、混凝剂投加（2）投加方式投加方式分为重力投加或压力投加

1）重力投加取水泵房离水厂加药间较近的中小型水厂采用利用重力将药剂投加在水泵吸水管内

2）压力投加适用于将药剂投加到压力水管中，或需要投加到标高较高、距离较远的净水构筑物内。利用水泵或水射器将药剂投加到原水管中。2、混凝剂投加（2）投加方式

吸水管内重力投加水射器压力投加(五）混凝设备一）混合设备常用的混合方式是水泵混合、管式混合、机械混合和水力混合等方式。

(1)水泵混合：利用提升水泵进行混合是一种常用的方法。

(2)管式混合：管式静态混合器和扩散混合器

(3)水力混合：隔板混合在混合池内设有数块隔板，水流通过隔板孔道时产生急剧的收缩和扩散，形成涡流，使药剂与原水充分混合。

(4)机械混合：用电动机带动桨板或螺旋桨进行强烈搅拌是一种有效的混合方法一）混合设备管式静态混合器二）絮凝设施絮凝设施的形式较多，一般分为水力搅拌式和机械搅拌式两大类。水力搅拌式是利用水流自身流动过程中的阻力进行搅拌。如：隔板絮凝池和折板絮凝池机械搅拌式是利用电机或其他动力带动叶片进行搅动。常见的搅拌器有桨板式和叶轮式，桨板式较为常用。根据搅拌轴的安装位置，又分为水平轴式和垂直轴式。前者通常用于大型水厂，后者一般用于中小型水厂。(五）混凝设备二）絮凝设施(五）混凝设备

1、氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法常用的沉淀剂有石灰、苛性钠等。最常用的是石灰法。氢氧化物沉淀法可用于矿山、铅锌冶炼厂等废水的处理。

2、硫化物沉淀法

3、铁氧体沉淀法某矿山废水处理工艺流程

二、化学沉淀法

（一）氧化法处理工业废水

1、氯氧化法①含氰废水的氯氧化法处理第一阶段:将CN－氧化成氰酸盐。反应方程式为：

三、氧化还原法

（一）氧化法处理工业废水

1、氯氧化法①含氰废水的氯氧化法处理第二阶段，CNO－转化为N2。反应方程式为：（一）氧化法处理工业废水

2、空气氧化法因空气的氧化能力较弱，空气氧化法主要用于含还原性较强物质的污水处理，如含硫污水的处理。

含硫污水、蒸汽、空气通过射流混合器并升温至80～90℃，进入氧化脱硫塔，经喷嘴雾化，分四段进行氧化反应。氧化过程中气水比应大于15，污水在塔内反应停留时间为1.5～2.5h。（一）氧化法处理工业废水

3、臭氧氧化法臭氧处理工艺主要有两类：①以空气为原料气；②以纯氧为原料气臭氧氧化法主要是用于有机废水的消毒杀菌，还用于废水的脱色、除臭、除氰、除铁、除洗涤剂、除酚及其他有机物和深度处理中。例如，印染废水色度较高，用臭氧处理效果较好。

还原法主要用于去除废水中的Cr6+、Hg2+等重金属离子。常用的还原剂：硫酸亚铁、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫、硼氢化钠等。

1、还原法去除六价铬废水中的在酸性条件下（pH<4为宜）与还原剂反应生成,再加碱生成沉淀，在pH=8～9时的溶解度最小。

2、还原法去除汞铁屑：Fe+Hg2+=Hg+Fe2+

硼氢化钠可将Hg2+还原为Hg：（二）还原法处理工业废水

四、电解法

1、功能与原理电解法就是利用电解的基本原理，将含电解质的废水通过电解过程，在阳、阴两极上分别发生氧化反应和还原反应，从而使某些污染物转化为无害物质以实现废水净化的方法。用来进行电解的装置叫电解槽。利用电解法可处理各种离子状态的污染物，也可处理各种无机和有机的耗氧物质，如硫化物、氨、酚、油和有色物质等，还可处理一些致病微生物。2、电解法处理重金属废水电解法处理重金属废水主要是电解还原法。将水中的金属阳离子（如Cr6+、Hg2+等）还原为无毒、低毒物质。目前在生产应用中，都是以铁板作为阳极，电解过程靠铁板溶解产生的亚铁离子去还原相应的金属离子。同时，由于电解时阴极析出了氢气，废水的pH值升高，使溶液中重金属以氢氧化物形式沉淀，达到净化的目的。3、电解处理的运行管理⑴控制极板的间距：极板间距一般为30～40mm⑵控制槽电压电能消耗与电压有关，槽电压取决于废水的电阻率和极板间距。⑶控制电流密度废水中污染物浓度较大时，可适当提高电流密度

⑷控制电解槽的pH值⑸搅拌可以促进离子的对流与扩散，减少电极的浓差极化现象，并能起清洁电极表面的作用，防止沉淀物在电解槽中沉淀，通常采用压缩空气对电解槽进行搅拌。⑹注意观察极板的腐蚀和钝化现象，做到及时更换或清洁