《廢水的化學(xué)處理》ppt課件

1、1第三章第三章 廢水的化學(xué)處理廢水的化學(xué)處理 廢水的化學(xué)處理方法是借助化學(xué)反應(yīng)來廢水的化學(xué)處理方法是借助化學(xué)反應(yīng)來去除水中污染物，從而達到改善水質(zhì)、控制去除水中污染物，從而達到改善水質(zhì)、控制污染的目的。污染的目的。第一節(jié)第一節(jié) 中和法中和法 第二節(jié)第二節(jié) 化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法第三節(jié)第三節(jié) 氧化與還原法氧化與還原法 第四節(jié)第四節(jié) 電解法電解法第五節(jié)第五節(jié) 消毒消毒21 1、何謂離心分離？磁分離？、何謂離心分離？磁分離？ 2 2、何謂離心分離因素？、何謂離心分離因素？ 3 3、按按離心力產(chǎn)生方式離心力產(chǎn)生方式不同，離心分離設(shè)備分為有不同，離心分離設(shè)備分為有 和和 兩兩 種類型種類型。4 4、試述中

2、和方法選擇時的原則。、試述中和方法選擇時的原則。習(xí)題：習(xí)題： 你知道嗎3第一節(jié)第一節(jié) 中和中和4 用化學(xué)方法去除廢水中過量的酸或堿用化學(xué)方法去除廢水中過量的酸或堿以及調(diào)整廢水的酸、堿度，以及調(diào)整廢水的酸、堿度，使其使其pHpH值達到值達到中性左右中性左右的過程即為中和。的過程即為中和。 中和的概念中和的概念第一節(jié)第一節(jié) 中和中和5A、中和法的目的是使廢水呈中性；B、pH調(diào)節(jié)的目的是為某種特殊要求，把廢水的pH值調(diào)整到特定范圍。 堿化把pH值由中性或酸性調(diào)到堿性； 酸化把pH值由中性或堿性調(diào)到酸性。第一節(jié)第一節(jié) 中和中和678石灰有生石灰和熟石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰生石灰的主要成分是的

3、主要成分是CaOCaO，一般呈塊狀，純的為白色，含有雜質(zhì)時為，一般呈塊狀，純的為白色，含有雜質(zhì)時為淡灰色或淡黃色。淡灰色或淡黃色。生石灰吸潮或加水就成為消生石灰吸潮或加水就成為消石灰，消石灰也叫熟石灰石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是，它的主要成分是Ca(OH)Ca(OH)2 2。白云石白云石的主要成份為的主要成份為CaCOCaCO3 3和和MgCOMgCO3 3。9 基本原理基本原理1.1.強酸強堿互相中和時強酸強堿互相中和時，由于生成的強酸強，由于生成的強酸強 堿鹽不發(fā)生水解，因此溶液的堿鹽不發(fā)生水解，因此溶液的pHpH值等于值等于7 7。2.2.中和的一方為弱酸或弱堿中和的一方為弱酸

4、或弱堿，由于生成的鹽，由于生成的鹽 發(fā)生水解，盡管達到等當(dāng)點，但溶液并非發(fā)生水解，盡管達到等當(dāng)點，但溶液并非 中性。中性。 pHpH值大小取決于所生成鹽的水解度。值大小取決于所生成鹽的水解度。 1011 中和處理時首先應(yīng)考慮將酸性廢水與堿性廢水互相中中和處理時首先應(yīng)考慮將酸性廢水與堿性廢水互相中和，其次再考慮向酸性或堿性廢水中投加藥劑中和，以及和，其次再考慮向酸性或堿性廢水中投加藥劑中和，以及過濾中和等。過濾中和等。 中和方法考慮原則中和方法考慮原則12P473 例例12-11314A A、藥劑中和法中和反應(yīng)藥劑中和法中和反應(yīng) 石灰可以中和不同的酸性廢水，在采用石石灰可以中和不同的酸性廢水，在

5、采用石灰乳時，中和反應(yīng)式如下：灰乳時，中和反應(yīng)式如下：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+2H2O2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O2H3PO4+3Ca(OH)2=Ca3(PO4)2+6H2O15B B、中和劑用量中和劑用量 中和劑的投加量按化學(xué)反應(yīng)式進行估中和劑的投加量按化學(xué)反應(yīng)式進行估算。算。 中和劑的實際耗量應(yīng)比理論耗量高，中和劑的實際耗量應(yīng)比理論耗量高，用不均勻系數(shù)用不均勻系數(shù)K K來表示。來表示。 藥劑總耗量可按下式計算：藥劑總耗量可按下式計算：)acaKQ(cG2211a16C C、藥劑中和處理工藝流程藥劑中和處

6、理工藝流程1 1）投藥裝置）投藥裝置 采用石灰作中和劑時，藥劑投配方法分采用石灰作中和劑時，藥劑投配方法分干干投和濕投投和濕投。 干投干投是將石灰粉直接計量投入水中。投加是將石灰粉直接計量投入水中。投加時，使用具有電磁振蕩裝置的石灰投配器。時，使用具有電磁振蕩裝置的石灰投配器。17 濕投法濕投法 濕投法設(shè)備較多，反應(yīng)迅速徹底，投藥濕投法設(shè)備較多，反應(yīng)迅速徹底，投藥量少，僅為理論值的量少，僅為理論值的1.05-1.101.05-1.10倍。倍。 18投加方法比較：投加方法比較：干法干法直接將藥劑投入水中，計量。直接將藥劑投入水中，計量。 設(shè)備簡單，反應(yīng)徹底，速度慢，投量大設(shè)備簡單，反應(yīng)徹底，速度

7、慢，投量大 要求藥劑清潔、干燥。要求藥劑清潔、干燥。 濕法濕法配制溶液（如配制成石灰乳），計量投放。配制溶液（如配制成石灰乳），計量投放。 設(shè)備多，但反應(yīng)迅速，投量省。設(shè)備多，但反應(yīng)迅速，投量省。 192 2）混合反應(yīng)裝置）混合反應(yīng)裝置 廢水量較少和濃度較低且不產(chǎn)生大量沉廢水量較少和濃度較低且不產(chǎn)生大量沉渣時，渣時，可不設(shè)混合反應(yīng)池，中和劑可直接投加在可不設(shè)混合反應(yīng)池，中和劑可直接投加在水泵吸水井中，在管道中進行反應(yīng)（注意校核反水泵吸水井中，在管道中進行反應(yīng)（注意校核反應(yīng)時間）。應(yīng)時間）。 廢水量大時，廢水量大時，一般須設(shè)混合反應(yīng)池，混合反應(yīng)一般須設(shè)混合反應(yīng)池，混合反應(yīng)可在同一池內(nèi)進行，石灰乳

8、池前投入。可在同一池內(nèi)進行，石灰乳池前投入。 C C、藥劑中和處理工藝流程藥劑中和處理工藝流程202122D D、藥劑中和法的優(yōu)缺點藥劑中和法的優(yōu)缺點1 1）優(yōu)點：）優(yōu)點： 適用于任何濃度、性質(zhì)的酸性廢水；對水適用于任何濃度、性質(zhì)的酸性廢水；對水質(zhì)水量的波動適應(yīng)性強，中和劑利用率高，質(zhì)水量的波動適應(yīng)性強，中和劑利用率高，中和過程容易調(diào)節(jié)。中和過程容易調(diào)節(jié)。2 2）缺點：）缺點： 勞動條件差，藥劑配制和投加設(shè)備多，基勞動條件差，藥劑配制和投加設(shè)備多，基建投資大，泥渣多且脫水困難。建投資大，泥渣多且脫水困難。23酸性廢水流過堿性濾料時與濾料進行酸性廢水流過堿性濾料時與濾料進行中和反應(yīng)的方法稱為中和

9、反應(yīng)的方法稱為過濾中和法過濾中和法。2425262728A. A. 普通中和濾池普通中和濾池1 1）適用范圍）適用范圍 適用于含酸濃度不高，并生成易溶鹽的各適用于含酸濃度不高，并生成易溶鹽的各種酸性廢水的中和處理。種酸性廢水的中和處理。當(dāng)廢水中含有大量當(dāng)廢水中含有大量懸浮物、重金屬鹽和其他毒物時不宜采用。懸浮物、重金屬鹽和其他毒物時不宜采用。 292 2）普通中和濾池的形式）普通中和濾池的形式 普通中和濾池為固定床。普通中和濾池為固定床。目前多采用豎流目前多采用豎流式，式，豎流式又分為升流式和降流式兩種。豎流式又分為升流式和降流式兩種。 濾料粒徑一般為濾料粒徑一般為30-50mm30-50mm

10、，過濾速度一般不，過濾速度一般不大于大于5m/h5m/h，接觸時間不小于，接觸時間不小于10min10min，濾床厚度，濾床厚度一般為一般為1-1.5m1-1.5m。 30B. B. 升流式膨脹中和濾池升流式膨脹中和濾池 1 1）基本構(gòu)造：濾池分為四部分。）基本構(gòu)造：濾池分為四部分。312 2）類型）類型 等速升流式膨脹濾池。等速升流式膨脹濾池。 變速升流式膨脹濾池變速升流式膨脹濾池3233C C滾筒中和濾池滾筒中和濾池優(yōu)點優(yōu)點: :進水硫酸濃度可超過極限值數(shù)倍，濾料不必進水硫酸濃度可超過極限值數(shù)倍，濾料不必 破碎到很小濾徑破碎到很小濾徑. .缺點缺點: :構(gòu)造復(fù)雜，動力費用高，設(shè)備噪音較大。

11、構(gòu)造復(fù)雜，動力費用高，設(shè)備噪音較大。 34控制進水控制進水硫酸濃度不大于硫酸濃度不大于23g/L ，防止表面生成覆，防止表面生成覆蓋物蓋物 ，并適當(dāng)增加過濾速度和水溫，消除硬殼。，并適當(dāng)增加過濾速度和水溫，消除硬殼。排除情況后出水排除情況后出水pH值低于正?？刂浦?，應(yīng)定時補值低于正?？刂浦担瑧?yīng)定時補充濾料，維持有效濾料層高充濾料，維持有效濾料層高 。當(dāng)濾料層高度達允許裝料高度后，須倒床更新，清當(dāng)濾料層高度達允許裝料高度后，須倒床更新，清除無效成分（先降低濾速，充分反應(yīng)，用抓斗排渣）除無效成分（先降低濾速，充分反應(yīng)，用抓斗排渣）35362 2、堿性廢水的中和處理、堿性廢水的中和處理（1 1）藥劑

12、中和）藥劑中和372 2、堿性廢水的中和處理、堿性廢水的中和處理（2 2）煙道氣中和）煙道氣中和 煙道氣中含有煙道氣中含有CO2和和SO2，溶于水中，溶于水中形成形成H2CO3、H2SO3，可中和堿性廢水。，可中和堿性廢水。 用煙道氣中和的方法有兩種，用煙道氣中和的方法有兩種，一是一是將堿性廢水作為濕式除塵器的噴淋水，將堿性廢水作為濕式除塵器的噴淋水，另一種是另一種是使煙道氣通過堿性廢水。使煙道氣通過堿性廢水。 優(yōu)點：優(yōu)點：處理效果良好；以廢治廢；處理效果良好；以廢治廢；經(jīng)濟經(jīng)濟 缺點：缺點：會使處理后的廢水中懸浮物會使處理后的廢水中懸浮物含量增加，硫化物和色度增加。含量增加，硫化物和色度增加

13、。38391 1、用石灰處理酸性廢水時，藥劑投配方法分、用石灰處理酸性廢水時，藥劑投配方法分 和和 兩種。兩種。 2 2、試述試述過濾中和方法的適用條件。過濾中和方法的適用條件。3 3、試述確定、試述確定酸堿廢水相互中和酸堿廢水相互中和設(shè)施的基本原則（方法）。設(shè)施的基本原則（方法）。習(xí)題：習(xí)題： 你知道嗎40第二節(jié)第二節(jié) 化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀一、化學(xué)沉淀法概述一、化學(xué)沉淀法概述 向廢水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使它和其中某些溶解物向廢水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使它和其中某些溶解物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶的鹽或氫氧化物而沉淀下來，質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶的鹽或氫氧化物而沉淀下來，這種方法這種方法稱之為化學(xué)沉淀

14、法稱之為化學(xué)沉淀法。 化學(xué)沉淀法經(jīng)常用于處理含汞、鉛、銅、鋅、六價鉻、化學(xué)沉淀法經(jīng)常用于處理含汞、鉛、銅、鋅、六價鉻、硫、氰、氟、砷等有毒化合物的廢水。硫、氰、氟、砷等有毒化合物的廢水。 根據(jù)使用的沉淀劑的不同，通常使用的化學(xué)沉淀法主根據(jù)使用的沉淀劑的不同，通常使用的化學(xué)沉淀法主要有要有氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法和鋇氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法和鋇鹽沉淀法鹽沉淀法等。等。41二、基本原理二、基本原理 水中的難溶鹽（或難溶氫氧化物）的溶解性質(zhì)水中的難溶鹽（或難溶氫氧化物）的溶解性質(zhì)服從溶服從溶度積原則度積原則，即在一定溫度下，在含有難溶鹽（或難溶氫氧即在一定溫度下，

15、在含有難溶鹽（或難溶氫氧化物）化物）M Mm mN Nn n（固體）的飽和溶液中，各種離子濃度的乘積（固體）的飽和溶液中，各種離子濃度的乘積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，計作記為為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，計作記為L LMmNnMmNn ： 上式對各種難溶鹽都應(yīng)成立。上式對各種難溶鹽都應(yīng)成立。而當(dāng)而當(dāng)Mn+mNm-nLMmNn時，溶時，溶液呈過飽和，超過飽和那部分溶質(zhì)將析出沉淀，直到符合液呈過飽和，超過飽和那部分溶質(zhì)將析出沉淀，直到符合 LMmNn=Mn+mNm-n時為止；如果時為止；如果Mn+mNm-nLMmNn，溶液，溶液不飽和，難溶鹽將還可以繼續(xù)溶解，也直到符合不飽和，難溶鹽將還可以繼續(xù)溶解，

16、也直到符合LMmNnMn+mNm-n時為止，時為止，兩者均是一種動態(tài)的平衡兩者均是一種動態(tài)的平衡。42 根據(jù)這種原理，去除廢水中的金屬陽根據(jù)這種原理，去除廢水中的金屬陽離子離子M Mn+n+或酸根陰離子或酸根陰離子N Nm-m-。 例如向水中投加例如向水中投加N Nm-m-離子的某種化合物，離子的某種化合物，使使 M Mn+n+ m mNNm-m- n n L L，形成，形成M Mm mN Nn n沉淀，從沉淀，從而降低廢水中的而降低廢水中的M Mn+n+離子濃度。離子濃度。43三、氫氧化物沉淀法三、氫氧化物沉淀法 采用采用氫氧化物作沉淀劑氫氧化物作沉淀劑使工業(yè)廢水中的許多使工業(yè)廢水中的許多重

17、金屬離子生成氫氧化物沉淀重金屬離子生成氫氧化物沉淀而得以去除，這種而得以去除，這種方法一般稱作氫氧化物沉淀法。方法一般稱作氫氧化物沉淀法。因此用氫氧化物因此用氫氧化物沉淀法去除重金屬離子。沉淀法去除重金屬離子。 常用的沉淀劑有石灰、碳酸鈉等。常用的沉淀劑有石灰、碳酸鈉等。 若以若以M(OH)M(OH)n n表示金屬氫氧化物，則表示金屬氫氧化物，則 M(OH)M(OH)n n=M=Mn+n+nOH+nOH- - L LM(OH)nM(OH)n= M= Mn+n+OHOH- - n n 44三、氫氧化物沉淀法三、氫氧化物沉淀法 氫氧化物沉淀與氫氧化物沉淀與pHpH值有很大的關(guān)系，金屬氫氧化物的生成

18、條件值有很大的關(guān)系，金屬氫氧化物的生成條件和存在狀態(tài)與溶液的和存在狀態(tài)與溶液的pHpH值有直接關(guān)系。值有直接關(guān)系。 根據(jù)水的離子積根據(jù)水的離子積K KH2OH2O=H=H+ +OHOH- -=1=11010-14-14 則得到：則得到： pH=14pH=141/n(1/n( M Mn+n+ L LM(OH)nM(OH)n) ) 用氫氧化物法分離廢水中的重金屬時，廢水的用氫氧化物法分離廢水中的重金屬時，廢水的pHpH值是操作的一值是操作的一個重要條件。個重要條件。 此外，有些金屬如此外，有些金屬如 ZnZn、PbPb、CrCr、AlAl等的氫氧化物為兩性化合等的氫氧化物為兩性化合物，如物，如pH

19、pH值過高，它們會重新溶解。如：值過高，它們會重新溶解。如：45氫氧化物沉淀法試驗結(jié)果氫氧化物沉淀法試驗結(jié)果 兩種以上金屬離子共存時，采用氫氧化兩種以上金屬離子共存時，采用氫氧化物沉淀法去除時往往分步進行，以便回收泥物沉淀法去除時往往分步進行，以便回收泥渣。渣。P485P485應(yīng)用應(yīng)用46四、硫化物沉淀法四、硫化物沉淀法 工業(yè)廢水中的許多工業(yè)廢水中的許多重金屬離子可以形成硫化重金屬離子可以形成硫化物沉淀物沉淀而得以去除。由于而得以去除。由于大多數(shù)金屬硫化物的溶大多數(shù)金屬硫化物的溶解度一般比其氫氧化物的要小得多解度一般比其氫氧化物的要小得多，采用硫化物，采用硫化物可使重金屬得到較完全的去除?？墒?/p>

20、重金屬得到較完全的去除。 硫化物沉淀法是向廢液中加入硫化氫、硫化硫化物沉淀法是向廢液中加入硫化氫、硫化銨或堿金屬的硫化物，使要去除的金屬離子生成銨或堿金屬的硫化物，使要去除的金屬離子生成難溶的硫化物沉淀。以達到分離純化的目的。難溶的硫化物沉淀。以達到分離純化的目的。 常用的沉淀劑有常用的沉淀劑有H H2 2S S、NaNa2 2S S、KSKS、(NH(NH4 4) )2 2S S等。等。47四、硫化物沉淀法四、硫化物沉淀法 注意事項注意事項：S S2-2-能與許多金屬離子形成絡(luò)合陰離子，從而使金屬硫能與許多金屬離子形成絡(luò)合陰離子，從而使金屬硫化物的溶解度增大，不利于重金屬的沉淀去除，因此化物

21、的溶解度增大，不利于重金屬的沉淀去除，因此必必須控制沉淀劑的投加量。須控制沉淀劑的投加量。重金屬離子的濃度和重金屬離子的濃度和pHpH有關(guān)，隨著有關(guān)，隨著pHpH值增加而降低。值增加而降低。雖然硫化物法比氫氧化物法可更完全地去除重金屬離雖然硫化物法比氫氧化物法可更完全地去除重金屬離子，但是由于它的子，但是由于它的處理費用較高，硫化物沉淀困難，常處理費用較高，硫化物沉淀困難，常常需要采用共沉法或投加凝聚劑以加強去除效果常需要采用共沉法或投加凝聚劑以加強去除效果，因此，因此，采用得并不廣泛，有時僅作為氫氧化物沉淀法的補充方采用得并不廣泛，有時僅作為氫氧化物沉淀法的補充方法使用。法使用。此外，在使用

22、過程中還應(yīng)注意避免造成硫化物的二次此外，在使用過程中還應(yīng)注意避免造成硫化物的二次污染問題。污染問題。 48五、其他沉淀法五、其他沉淀法1 1鋇鹽沉淀法鋇鹽沉淀法 主要用于處理六價鉻的廢水主要用于處理六價鉻的廢水 采用的沉淀劑有碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇等。采用的沉淀劑有碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇等。 如以碳酸鋇處理含鉻廢水，則反應(yīng)如下：如以碳酸鋇處理含鉻廢水，則反應(yīng)如下： BaCOBaCO3 3+CrO+CrO4 42-2-=BaCrO=BaCrO4 4+CO+CO3 32-2- 為了提高除鉻效果，投加過量的碳酸鋇，反應(yīng)為了提高除鉻效果，投加過量的碳酸鋇，反應(yīng)時間時間25-30min25-30min。

23、出水中過量的出水中過量的BaBa2+2+用石膏去除。用石膏去除。 CaSOCaSO4 4+Ba+Ba2+2+=BaSO=BaSO4 4+Ca+Ca2+2+ BaCO3與與BaCrO4均為沉均為沉淀，但淀，但BaCrO4的溶度積的溶度積比比BaCO3小得多，小得多，屬于沉屬于沉淀轉(zhuǎn)化。淀轉(zhuǎn)化。492 2碳酸鹽沉淀法碳酸鹽沉淀法 金屬離子的碳酸鹽的溶度積很小，對于高濃度的金屬離子的碳酸鹽的溶度積很小，對于高濃度的重金屬廢水，可以用投加碳酸鈉的方法加以回收或去重金屬廢水，可以用投加碳酸鈉的方法加以回收或去除。除。如：如：含鋅廢水：含鋅廢水： 某些化工廠排出的廢水中含鋅離子，若不進行處某些化工廠排出的

24、廢水中含鋅離子，若不進行處理將污染環(huán)境。用碳酸鈉與之反應(yīng)，生成碳酸鋅沉淀。沉渣用理將污染環(huán)境。用碳酸鈉與之反應(yīng)，生成碳酸鋅沉淀。沉渣用清水漂洗后，再經(jīng)真空抽濾筒抽干，可以回收或回用生產(chǎn)。其清水漂洗后，再經(jīng)真空抽濾筒抽干，可以回收或回用生產(chǎn)。其化學(xué)反應(yīng)如下：化學(xué)反應(yīng)如下：502 2碳酸鹽沉淀法碳酸鹽沉淀法含銅廢水：含銅廢水：某些含銅工業(yè)廢水也可以采用碳酸鹽沉淀某些含銅工業(yè)廢水也可以采用碳酸鹽沉淀法回收，對于其沉淀下來的銅，一般還應(yīng)進一步回收法回收，對于其沉淀下來的銅，一般還應(yīng)進一步回收利用。利用。含鉛廢水：含鉛廢水：對于某些含鉛工業(yè)廢水利用碳酸鹽沉淀法對于某些含鉛工業(yè)廢水利用碳酸鹽沉淀法處理，對

25、于其沉淀下來的廢渣，處理，對于其沉淀下來的廢渣，應(yīng)該送固體廢物處理應(yīng)該送固體廢物處理中心或在本單位進行無害化處理中心或在本單位進行無害化處理，以保證不對環(huán)境造，以保證不對環(huán)境造成二次污染。成二次污染。 反應(yīng)式為：反應(yīng)式為： PbPb2+ 2+ + CO+ CO3 32-2- PbCO PbCO3 3 513 3鐵氧體沉淀法鐵氧體沉淀法 鐵氧體是具有一定晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物，鐵氧體是具有一定晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物，不溶于酸、堿、鹽溶液，也不溶于水。不溶于酸、堿、鹽溶液，也不溶于水。 污水中的重金屬可以通過形成污水中的重金屬可以通過形成M Mx xFeFe3-x3-xO O4 4的的尖晶石型鐵氧體而

26、去除。尖晶石型鐵氧體而去除。 重金屬廢水重金屬廢水+硫酸亞鐵硫酸亞鐵+堿堿 鐵氧體晶粒鐵氧體晶粒 空氣空氣52化學(xué)沉淀法的工藝流程和設(shè)備與化學(xué)混凝法相類似，包括：化學(xué)沉淀法的工藝流程和設(shè)備與化學(xué)混凝法相類似，包括：化學(xué)藥劑化學(xué)藥劑( (沉淀劑沉淀劑) )的配制和投加設(shè)備；混合反應(yīng)裝置，使的配制和投加設(shè)備；混合反應(yīng)裝置，使沉淀物與水分離的設(shè)備沉淀物與水分離的設(shè)備( (沉淀池或氣浮池等沉淀池或氣浮池等) )。思考題：針對廢水中的重金屬設(shè)計相應(yīng)的處理流程。思考題：針對廢水中的重金屬設(shè)計相應(yīng)的處理流程。53第三節(jié)第三節(jié) 氧化還原氧化還原一、氧化還原基本原理一、氧化還原基本原理 把溶解于廢水中的有毒有害

27、物質(zhì)，經(jīng)過氧化還原反應(yīng)，把溶解于廢水中的有毒有害物質(zhì)，經(jīng)過氧化還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)，或轉(zhuǎn)化為氣體或固體容易從水中轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)，或轉(zhuǎn)化為氣體或固體容易從水中分離出去，這種廢水的處理方法稱為分離出去，這種廢水的處理方法稱為氧化還原法氧化還原法。1無機物無機物的化學(xué)氧化還原過程的實質(zhì)是電子轉(zhuǎn)的化學(xué)氧化還原過程的實質(zhì)是電子轉(zhuǎn) 移。移。物質(zhì)的氧化還物質(zhì)的氧化還原能力的強度可以用相應(yīng)的氧化還原電位的數(shù)值來比較。原能力的強度可以用相應(yīng)的氧化還原電位的數(shù)值來比較。2有機物有機物的氧化還原過程，由于涉及共價鍵，許多反應(yīng)并不發(fā)生的氧化還原過程，由于涉及共價鍵，許多反應(yīng)并不發(fā)生電子的直接轉(zhuǎn)移。電子

28、的直接轉(zhuǎn)移。目前化學(xué)氧化還原法僅用于飲用水處理、特種工業(yè)用水處理、有毒目前化學(xué)氧化還原法僅用于飲用水處理、特種工業(yè)用水處理、有毒工業(yè)廢水處理和以回用為目的的廢水深度處理等有限場合。工業(yè)廢水處理和以回用為目的的廢水深度處理等有限場合。 54常用的氧化劑常用的氧化劑：空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉、三氯化鐵等；酸鈉、三氯化鐵等；常用的還原劑常用的還原劑：硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、氯化亞鐵、鐵屑、鋅粉、：硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、氯化亞鐵、鐵屑、鋅粉、二氧化硫、硼氫化鈉等二氧化硫、硼氫化鈉等。在選擇處理藥劑和方法時，應(yīng)當(dāng)遵循下面一些原則在選擇處理藥劑和方

29、法時，應(yīng)當(dāng)遵循下面一些原則 ：(1)處理效果好，反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害，不需進行二次處理。處理效果好，反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害，不需進行二次處理。 (2)處理費用合理，所需藥劑與材料易得。處理費用合理，所需藥劑與材料易得。 (3)操作特性好，在常溫和較寬的操作特性好，在常溫和較寬的pH值范圍內(nèi)具有較快的反應(yīng)速值范圍內(nèi)具有較快的反應(yīng)速度，當(dāng)提高反應(yīng)溫度和壓力后，其處理效率和速度的提高能度，當(dāng)提高反應(yīng)溫度和壓力后，其處理效率和速度的提高能克服費用增加的不足。當(dāng)負荷變化后，通過調(diào)整操作參數(shù)，克服費用增加的不足。當(dāng)負荷變化后，通過調(diào)整操作參數(shù)，可維持穩(wěn)定的處理效果?？删S持穩(wěn)定的處理效果。 (4)與前后處理工序的目標(biāo)

30、一致，搭配方便。與前后處理工序的目標(biāo)一致，搭配方便。55二、化學(xué)氧化二、化學(xué)氧化（一）空氣氧化（一）空氣氧化（P513P513） 空氣氧化法空氣氧化法是以是以空氣中的氧空氣中的氧作為氧作為氧化劑來氧化有機物或還原性物質(zhì)的方法。化劑來氧化有機物或還原性物質(zhì)的方法。 目前常用的是空氣氧化法目前常用的是空氣氧化法處理處理含硫含硫廢水廢水和給水中以和給水中以地下水地下水為水源時為水源時除鐵除鐵。 56二、化學(xué)氧化二、化學(xué)氧化（一）空氣氧化（一）空氣氧化（P513P513） 空氣氧化法處理含硫廢水空氣氧化法處理含硫廢水。 向廢水中同時注入向廢水中同時注入空氣和熱蒸汽空氣和熱蒸汽，硫化物轉(zhuǎn)化，硫化物轉(zhuǎn)化為

31、無毒的硫代硫酸鹽或硫酸鹽。為無毒的硫代硫酸鹽或硫酸鹽。 2S2S2-2-+2O+2O2 2+H+H2 2OSOS2 2O O3 32-2-+2OH+2OH- - 2HS 2HS- -+2O+2O2 2SS2 2O O3 32-2-+ H+ H2 2O O S S2 2O O3 32-2-+2O+2O2 2+2OH+2OH- -2SO2SO4 42-2-+ H+ H2 2O O 堿性條件下空氣氧化法脫硫效果較好。堿性條件下空氣氧化法脫硫效果較好。 5758空氣氧化除鐵：Fe2+ Fe3+ 曝氣后過濾(普通石英砂，錳砂或新型濾料濾池、濾器)可去除水中的鐵（地下水作為水源的給水處理）（一）空氣氧化（

32、一）空氣氧化二、化學(xué)氧化二、化學(xué)氧化5960（二）臭氧氧化（二）臭氧氧化(P494)(P494) 臭氧氧化法是利用臭氧的強氧化能力，使污水臭氧氧化法是利用臭氧的強氧化能力，使污水中的污染物氧化分解成低毒或無毒的化合物。中的污染物氧化分解成低毒或無毒的化合物。 它不僅可降低水中它不僅可降低水中BODBOD、CODCOD，而且還可起脫色、，而且還可起脫色、除臭、除味、殺菌等功能。除臭、除味、殺菌等功能。1 1臭氧的物理化學(xué)性質(zhì)臭氧的物理化學(xué)性質(zhì) 分子式分子式O O3 3，常溫下淡藍色氣體，有特殊臭味。，常溫下淡藍色氣體，有特殊臭味。 臭氧不穩(wěn)定，水中易分解成氧氣，分解速度主臭氧不穩(wěn)定，水中易分解成

33、氧氣，分解速度主要與水的溫度和要與水的溫度和pHpH值有關(guān)，所以值有關(guān)，所以臭氧不易貯存臭氧不易貯存。 612 2臭氧的制備方法臭氧的制備方法 常見的制備方法常見的制備方法: :無聲放電法無聲放電法、放射法、紫外線、放射法、紫外線輻射法、等離子射流法和電解法。輻射法、等離子射流法和電解法。 無聲放電法又有氣相中放電和液相中放電兩種。無聲放電法又有氣相中放電和液相中放電兩種。 在水處理中多采用氣相中無聲放電法。在水處理中多采用氣相中無聲放電法。621 1、何謂化學(xué)沉淀法？其應(yīng)用的主要對象是什么？、何謂化學(xué)沉淀法？其應(yīng)用的主要對象是什么？2 2、何謂氧化還原法？其應(yīng)用的主要領(lǐng)域是什么？、何謂氧化還

34、原法？其應(yīng)用的主要領(lǐng)域是什么？3 3、在應(yīng)用氧化還原法時，選擇處理藥劑和方法應(yīng)當(dāng)遵循哪些、在應(yīng)用氧化還原法時，選擇處理藥劑和方法應(yīng)當(dāng)遵循哪些 基本原則？基本原則？ 習(xí)題：習(xí)題： 你知道嗎633 3。臭氧接觸反應(yīng)設(shè)備。臭氧接觸反應(yīng)設(shè)備 分為分為氣泡式氣泡式、水膜式水膜式和和水滴式水滴式三種反應(yīng)器。三種反應(yīng)器。（1 1）氣泡式反應(yīng)器）氣泡式反應(yīng)器 氣泡產(chǎn)生的方式有氣泡產(chǎn)生的方式有多孔擴散式、機械表面曝氣多孔擴散式、機械表面曝氣及及塔板式塔板式三種。三種。 多孔擴散式反應(yīng)器多孔擴散式反應(yīng)器 多孔擴散裝置有多孔擴散裝置有穿孔管穿孔管、穿孔板穿孔板和和微孔濾板微孔濾板等。等。 根據(jù)氣和水的流向不同分為根

35、據(jù)氣和水的流向不同分為同向流和異向流同向流和異向流。 64多孔擴散裝置有多孔擴散裝置有穿孔管穿孔管、穿孔板穿孔板和和微孔濾板微孔濾板等。等。根據(jù)氣和水的流向不同分為根據(jù)氣和水的流向不同分為同向流和異向流同向流和異向流。65 機械表面曝氣式反應(yīng)器機械表面曝氣式反應(yīng)器 適合適合臭氧投量低的場合臭氧投量低的場合，缺點是能耗大缺點是能耗大。 66 塔板式反應(yīng)器塔板式反應(yīng)器 塔板式反應(yīng)器有塔板式反應(yīng)器有篩板塔篩板塔和和泡罩塔泡罩塔。 67（2 2）水膜式臭氧接觸反應(yīng)器）水膜式臭氧接觸反應(yīng)器 塔內(nèi)裝拉西環(huán)或塔內(nèi)裝拉西環(huán)或鞍狀填料，鞍狀填料，該反應(yīng)器該反應(yīng)器不論處理規(guī)模大小以不論處理規(guī)模大小以及反應(yīng)快滿都能

36、適應(yīng)，及反應(yīng)快滿都能適應(yīng)，但廢水懸浮物高時易但廢水懸浮物高時易堵塞。堵塞。 68（3 3）水滴式臭氧接觸反應(yīng)器）水滴式臭氧接觸反應(yīng)器 優(yōu)點優(yōu)點：設(shè)備簡單，造：設(shè)備簡單，造價低。價低。缺點缺點：對臭氧的吸收：對臭氧的吸收能力低，噴頭易堵塞，能力低，噴頭易堵塞，預(yù)處理要求高。預(yù)處理要求高。 噴霧塔噴霧塔694.尾氣處理尾氣處理 活性碳法：活性碳法：2C+O3 CO2+CO 藥藥 劑劑 法法: 亞鐵鹽等使其還原；氫氧化鈉使其亞鐵鹽等使其還原；氫氧化鈉使其 分解。分解。 燃燃 燒燒 法：法：在在3000以上立即分解。以上立即分解。705.廢水臭氧氧化處理系統(tǒng)設(shè)計廢水臭氧氧化處理系統(tǒng)設(shè)計 臭氧需要量：臭

37、氧需要量：QO3=1.06QC 反應(yīng)器容積反應(yīng)器容積: V = Qt/60 注：注：臭氧投加量臭氧投加量C與與HRT兩個參數(shù)具有一定的兩個參數(shù)具有一定的相關(guān)性，需針對待處理的廢水通過實驗加以確相關(guān)性，需針對待處理的廢水通過實驗加以確定。定。716 6臭氧氧化法在廢水處理中的應(yīng)用臭氧氧化法在廢水處理中的應(yīng)用用途用途：主要用于：主要用于印染廢水處理、含氰或含酚印染廢水處理、含氰或含酚廢水的處理廢水的處理等。等。優(yōu)點優(yōu)點：氧化能力強，對除臭、脫色、殺菌、：氧化能力強，對除臭、脫色、殺菌、去除無機物和有機物都有顯著的效果；無二去除無機物和有機物都有顯著的效果；無二次污染，無污泥；設(shè)備操作運行方便。次污

38、染，無污泥；設(shè)備操作運行方便。缺點缺點：臭氧發(fā)生裝置造價高，臭氧生產(chǎn)產(chǎn)率：臭氧發(fā)生裝置造價高，臭氧生產(chǎn)產(chǎn)率低，臭氧利用率相對低；廢水處理成本高。低，臭氧利用率相對低；廢水處理成本高。 72（1 1）印染廢水處理）印染廢水處理 主要用于脫色。主要用于脫色。 臭氧能將染料分子中的不飽和鍵打開，最臭氧能將染料分子中的不飽和鍵打開，最后生成有機酸和醛類等分子較小的物質(zhì)，使后生成有機酸和醛類等分子較小的物質(zhì)，使之失去顯色能力。之失去顯色能力。73（2 2）含氰廢水處理）含氰廢水處理（電鍍廢水）（電鍍廢水） 氰與臭氧的反應(yīng)為：氰與臭氧的反應(yīng)為： 2KCN+2O2KCN+2O3 32KCNO+2O2KCNO

39、+2O2 2 2KCNO+H 2KCNO+H2 2O+3OO+3O3 32KHCO2KHCO3 3+N+N2 2+3O+3O2 2 第一步生成的氰酸根離子（第一步生成的氰酸根離子（CNO-CNO-）的毒性為氰）的毒性為氰根離子的根離子的1%1%，反應(yīng)第二步達到無害化狀態(tài)。，反應(yīng)第二步達到無害化狀態(tài)。 74（三）氯氧化（三）氯氧化(P488) 氯系氧化劑有氯系氧化劑有：液氯、漂白粉、氯氣、次氯酸：液氯、漂白粉、氯氣、次氯酸鈉等。鈉等。其基本原理都是利用產(chǎn)生的其基本原理都是利用產(chǎn)生的次氯酸根次氯酸根的強的強氧化作用。氧化作用。其作用是去除其作用是去除CODCOD、色度、氣味和氰化、色度、氣味和氰化

40、物等。物等。 主要用于氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油類主要用于氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油類的氧化去除及脫色、脫臭、殺菌、防腐等。的氧化去除及脫色、脫臭、殺菌、防腐等。 氯氧化法常用來處理含氰廢水，國內(nèi)外比較成氯氧化法常用來處理含氰廢水，國內(nèi)外比較成熟的工藝是熟的工藝是堿性氯氧化法堿性氯氧化法。75 氰離子的氧化分兩階段進行。氰離子的氧化分兩階段進行。1 1第一階段第一階段：CNCN- -被氧化為被氧化為CNOCNO- -： 在堿性條件下在堿性條件下： CNCN- -+ ClO+ ClO- -+H+H2 2OCNCl+2OHOCNCl+2OH- -CNOCNO- -+Cl+Cl- -+H+H

41、2 2O O 工藝條件為：工藝條件為：pHpH 1111，當(dāng)，當(dāng)CNCN- -濃度高于濃度高于100mg/L100mg/L時，時，pHpH值最好控制在值最好控制在12-1312-13。2 2第二階段第二階段：CNOCNO- -可在不同的可在不同的pHpH值條件下，進一值條件下，進一步氧化水解步氧化水解（pH=6.5-7.0pH=6.5-7.0） ： 2CNO2CNO- -+3ClO+3ClO- -+H+H2 2O= NO= N2 2+3Cl+3Cl- -+2HCO+2HCO3 3- -76 堿性氯化法處理含氰廢水的工藝流程堿性氯化法處理含氰廢水的工藝流程 堿性氯化法處理含氰電鍍廢水大多數(shù)采堿性

42、氯化法處理含氰電鍍廢水大多數(shù)采用一級氧化處理，有特殊要求時可采用兩級。用一級氧化處理，有特殊要求時可采用兩級。 處理工藝流程有連續(xù)處理和間歇處理。處理工藝流程有連續(xù)處理和間歇處理。 777879808182 利用光和氧化劑產(chǎn)生很強的氧化作用利用光和氧化劑產(chǎn)生很強的氧化作用光催化光催化作用來氧化分解廢水中的有機物和無機物的。作用來氧化分解廢水中的有機物和無機物的。 氧化劑可以是氧化劑可以是O O2 2、ClCl2 2、次氯酸鹽、過氧化氫等，、次氯酸鹽、過氧化氫等，常用氯氣常用氯氣。 光源多用紫外光，但光源多用紫外光，但應(yīng)注意不同波長的光對特定應(yīng)注意不同波長的光對特定物質(zhì)有效物質(zhì)有效。（四）光氧化

43、（四）光氧化(P514)83 是工業(yè)廢水處理的新技術(shù)，可以解決有毒害是工業(yè)廢水處理的新技術(shù)，可以解決有毒害但無法生物降解的物質(zhì)。但無法生物降解的物質(zhì)。1、類型：、類型： （1）光激化氧化法）光激化氧化法 以臭氧、過氧化氫、氧和空氣作為氧化劑以臭氧、過氧化氫、氧和空氣作為氧化劑，將氧化作用和光化學(xué)輻射相結(jié)合，產(chǎn)生氧，將氧化作用和光化學(xué)輻射相結(jié)合，產(chǎn)生氧化能力很強的自由基?；芰軓姷淖杂苫?。 （2）光催化氧化法）光催化氧化法 在水溶液中加入一定量的半導(dǎo)體催化劑，在水溶液中加入一定量的半導(dǎo)體催化劑，在紫外線輻射下產(chǎn)生強氧化能力的自由基。在紫外線輻射下產(chǎn)生強氧化能力的自由基。842、光化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)

44、計、光化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計 目前成品市場較少目前成品市場較少（1）紫外光源的選擇）紫外光源的選擇 選取對水處理最有效的波段范圍。選取對水處理最有效的波段范圍。 （2）水的紫外光吸收系數(shù)和穿透深度）水的紫外光吸收系數(shù)和穿透深度 吸收系數(shù)：只有水吸收光時，才能進行光化學(xué)反應(yīng)吸收系數(shù)：只有水吸收光時，才能進行光化學(xué)反應(yīng)。 穿透深度：紫外光在水中透射時，受水質(zhì)和水深因穿透深度：紫外光在水中透射時，受水質(zhì)和水深因素的影響。素的影響。3、光強和劑量、光強和劑量 光強：功率的大小。光強：功率的大小。 劑量：作用在單位面積上的能量。劑量：作用在單位面積上的能量。85三、化學(xué)還原三、化學(xué)還原 常用硫酸亞鐵和亞硫酸鹽

45、還原處理含鉻廢水。常用硫酸亞鐵和亞硫酸鹽還原處理含鉻廢水。 （1 1）硫酸亞鐵還原法）硫酸亞鐵還原法 H H2 2CrCr2 2O O7 7+6H+6H2 2SOSO4 4+6FeSO+6FeSO4 4 Cr Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3Fe+3Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3+7H+7H2 2O O Cr Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+Fe+Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3+12NaOH 2Cr(OH)+12NaOH 2Cr(OH)3 3+2Fe(OH)+2Fe(OH)3 3+6Na+6Na2 2SOSO4 4 硫酸亞鐵石灰還原法的主要設(shè)計參數(shù)：硫

46、酸亞鐵石灰還原法的主要設(shè)計參數(shù)： 廢水中六價鉻濃度控制在廢水中六價鉻濃度控制在50-100mg/L50-100mg/L； pHpH值值1 13 3、反應(yīng)時間、反應(yīng)時間 30min30min、中和沉淀、中和沉淀pHpH7 79 9 還原劑用量：還原劑用量：FeSOFeSO4 47H7H2 2O:CrO:Cr6+ 6+ = 25-30:1= 25-30:1。86硫酸亞鐵還原法處理含鉻廢水工藝流程硫酸亞鐵還原法處理含鉻廢水工藝流程 87（2 2）亞硫酸鹽還原法）亞硫酸鹽還原法 常用亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉作為常用亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉作為還原劑。焦亞硫酸鈉水解后生成亞硫酸氫鈉。還原

47、劑。焦亞硫酸鈉水解后生成亞硫酸氫鈉。 H H2 2CrCr2 2O O7 7+3Na+3Na2 2SOSO3 3+3H+3H2 2SOSO4 4=Cr=Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3Na+3Na2 2SOSO4 4+4H+4H2 2O O2H2H2 2CrCr2 2O O7 7+6NaHSO+6NaHSO3 3+3H+3H2 2SOSO4 4=2Cr=2Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3Na+3Na2 2SOSO4 4+8H+8H2 2O O 亞硫酸鹽還原法的主要設(shè)計參數(shù)：亞硫酸鹽還原法的主要設(shè)計參數(shù)： 廢水中六價鉻濃度控制在廢水中六價鉻濃度控制在100-1000mg/

48、L100-1000mg/L； pH pH 2 23 3、反應(yīng)時間、反應(yīng)時間30min30min、中和沉淀、中和沉淀pHpH7 78 8。 還原劑用量：亞硫酸鈉還原劑用量：亞硫酸鈉( (亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸 鈉鈉):):CrCr6+6+( (摩爾比摩爾比) )=4(4=4(4、3):13):1。88 HgHg在廢水中主要以在廢水中主要以HgHg2+2+形式存在，當(dāng)它與形式存在，當(dāng)它與金屬還原劑接觸時，被金屬還原劑接觸時，被還原成金屬汞析出，金還原成金屬汞析出，金屬還原劑本身被氧化成屬還原劑本身被氧化成離子而進入水中。可用離子而進入水中。可用來還原汞的金屬有鐵、來還原汞的金屬有

49、鐵、鋅、鉍、錫、錳、鎂、鋅、鉍、錫、錳、鎂、銅、銻等。銅、銻等。 金屬還原法金屬還原法89第四節(jié)第四節(jié) 電解法電解法1、定義、定義 利用電解的原理，使污染物質(zhì)在電解過程中利用電解的原理，使污染物質(zhì)在電解過程中沉積于電極表面或沉淀下來或生成氣體來處沉積于電極表面或沉淀下來或生成氣體來處理廢水的方法叫電解法。理廢水的方法叫電解法。2、電解槽的結(jié)構(gòu)形式、電解槽的結(jié)構(gòu)形式 (1)回流式（回流式（P507) 優(yōu)點：水流沿極板優(yōu)點：水流沿極板折流前進折流前進，流程長，有利，流程長，有利于離子擴散，電解槽容積利用率高。于離子擴散，電解槽容積利用率高。 缺點：施工和檢修困難。缺點：施工和檢修困難。90（2）翻騰式）翻騰式 極板懸掛，水流順著板面前進，減少漏電。極板懸掛，水流順著板面前進，減少漏電。3、電解處理法的作用、電解處理法的作用 （1）氧化作用）氧化作用 電解產(chǎn)生電解產(chǎn)生O2，可以氧化有機物和無機物。，可以氧化有機物和無機物。 （2）還原作用）還原作用 電解產(chǎn)生電解產(chǎn)生H2，可以