污水深度處理工藝運行與管理-化學(xué)法運行管理

化學(xué)法運行與管理主要內(nèi)容廢水化學(xué)處理法是通過化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的廢水處理法。以投加藥劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的處理單元有混凝、中和、氧化還原等。本知識點主要掌握混凝法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法、電解法。（一）膠體的特性（1）膠體的雙電層結(jié)構(gòu)在一般水質(zhì)中，粘土、細菌、病毒等都是帶負電的膠體。而氫氧化鋁或氫氧化鐵等微晶體都是帶正電的膠體。膠核荷電示意圖一、混凝法（1）膠體的雙電層結(jié)構(gòu)膠團結(jié)構(gòu)式

膠體雙電層結(jié)構(gòu)示意圖

（2）膠體穩(wěn)定性

致使膠體顆粒穩(wěn)定性的主要原因：①顆粒的布朗運動；②膠體顆粒間同性電荷的靜電斥力；③顆粒表面的水化作用。（二）混凝原理

混凝是凝聚和絮凝的總稱。

把能起凝聚和絮凝作用的藥劑統(tǒng)稱為混凝劑膠體失去穩(wěn)定性的過程脫穩(wěn)膠體相互聚集（1）混凝機理目前普遍用四種機理來定性描述水的混凝現(xiàn)象。1、壓縮雙電層作用機理兩個膠粒相互接近，電位降低，它們互相排斥的力就減小，膠粒得以迅速凝聚。2、吸附電中和指膠粒表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子、高分子物質(zhì)、膠粒等，中和了部分電荷，使膠粒脫穩(wěn)。膠粒吸附了過多的反離子，使原來帶的負電荷轉(zhuǎn)變成帶正電荷。3、吸附架橋指高分子物質(zhì)和膠粒、膠粒與膠粒之間的吸附與橋連作用。4、沉淀網(wǎng)捕或卷掃（2）影響混凝效果的主要因素1、水溫2、pH值3、懸浮物含量4、水力條件包括混合階段和絮凝階段。（三）混凝劑（三）混凝劑一)無機鹽類混凝劑目前應(yīng)用最廣的是鋁鹽和鐵鹽。（1）硫酸鋁

·使用水溫：20-40℃·適宜pH范圍：5.5～8，隨原水的硬度而異（2）聚合氯化鋁(PAC)[Al2(OH)nCl6-n]mn=1-5,m≤10,整數(shù)淡黃色、橙黃色、棕褐色粉末狀或片狀一)無機鹽類混凝劑（3）三氯化鐵

FeCl3·6H2O，黑褐色晶體，有強烈吸水性，極易溶于水。（4）聚合硫酸鐵（PFS)和聚合氯化鐵(PFC)

特點：具有較強的除濁、去除COD及重金屬離子的能力，同時還具有脫色、脫臭、脫水等功能，其適宜的pH范圍寬，絮凝體比重大，沉降迅速，在低溫時也有較好的處理效果。（三）混凝劑二）有機高分子混凝劑高分子混凝劑有無機和有機的兩種。我國當前使用較多的有機高分子混凝劑是人工合成的聚丙烯酰胺（PAM)，分子結(jié)構(gòu)為：（三）混凝劑

三）助凝劑

1．調(diào)整劑

2．絮體結(jié)構(gòu)改良劑

3．氧化劑粉煤灰（三）混凝劑（四）混凝過程

混合過程包括藥劑的溶解、配制、計量、投加、混合和反應(yīng)等幾個部分?；炷齽┩都臃指煞ㄍ都雍蜐穹ㄍ都觾煞N方式。干投法使用較少。濕投法是將混凝劑先溶解，再配制成一定濃度的溶液后定量地投加。

1、混凝劑溶解和溶液配制混凝劑是在溶解池中進行溶解。溶解池應(yīng)有攪拌裝置，攪拌的目的是加速藥劑的溶解。1、混凝劑溶解和溶液配制攪拌方式水力攪拌機械攪拌空氣攪拌（四）混凝過程1、混凝劑溶解和溶液配制2、混凝劑投加（1）計量設(shè)備采用計量泵、轉(zhuǎn)子流量計或電磁流量儀等玻璃轉(zhuǎn)子流量計電磁流量計2、混凝劑投加（2）投加方式投加方式分為重力投加或壓力投加

1）重力投加取水泵房離水廠加藥間較近的中小型水廠采用利用重力將藥劑投加在水泵吸水管內(nèi)

2）壓力投加適用于將藥劑投加到壓力水管中，或需要投加到標高較高、距離較遠的凈水構(gòu)筑物內(nèi)。利用水泵或水射器將藥劑投加到原水管中。2、混凝劑投加（2）投加方式

吸水管內(nèi)重力投加水射器壓力投加(五）混凝設(shè)備一）混合設(shè)備常用的混合方式是水泵混合、管式混合、機械混合和水力混合等方式。

(1)水泵混合：利用提升水泵進行混合是一種常用的方法。

(2)管式混合：管式靜態(tài)混合器和擴散混合器

(3)水力混合：隔板混合在混合池內(nèi)設(shè)有數(shù)塊隔板，水流通過隔板孔道時產(chǎn)生急劇的收縮和擴散，形成渦流，使藥劑與原水充分混合。

(4)機械混合：用電動機帶動槳板或螺旋槳進行強烈攪拌是一種有效的混合方法一）混合設(shè)備管式靜態(tài)混合器二）絮凝設(shè)施絮凝設(shè)施的形式較多，一般分為水力攪拌式和機械攪拌式兩大類。水力攪拌式是利用水流自身流動過程中的阻力進行攪拌。如：隔板絮凝池和折板絮凝池機械攪拌式是利用電機或其他動力帶動葉片進行攪動。常見的攪拌器有槳板式和葉輪式，槳板式較為常用。根據(jù)攪拌軸的安裝位置，又分為水平軸式和垂直軸式。前者通常用于大型水廠，后者一般用于中小型水廠。(五）混凝設(shè)備二）絮凝設(shè)施(五）混凝設(shè)備

1、氫氧化物沉淀法氫氧化物沉淀法常用的沉淀劑有石灰、苛性鈉等。最常用的是石灰法。氫氧化物沉淀法可用于礦山、鉛鋅冶煉廠等廢水的處理。

2、硫化物沉淀法

3、鐵氧體沉淀法某礦山廢水處理工藝流程

二、化學(xué)沉淀法

（一）氧化法處理工業(yè)廢水

1、氯氧化法①含氰廢水的氯氧化法處理第一階段:將CN－氧化成氰酸鹽。反應(yīng)方程式為：

三、氧化還原法

（一）氧化法處理工業(yè)廢水

1、氯氧化法①含氰廢水的氯氧化法處理第二階段，CNO－轉(zhuǎn)化為N2。反應(yīng)方程式為：（一）氧化法處理工業(yè)廢水

2、空氣氧化法因空氣的氧化能力較弱，空氣氧化法主要用于含還原性較強物質(zhì)的污水處理，如含硫污水的處理。

含硫污水、蒸汽、空氣通過射流混合器并升溫至80～90℃，進入氧化脫硫塔，經(jīng)噴嘴霧化，分四段進行氧化反應(yīng)。氧化過程中氣水比應(yīng)大于15，污水在塔內(nèi)反應(yīng)停留時間為1.5～2.5h。（一）氧化法處理工業(yè)廢水

3、臭氧氧化法臭氧處理工藝主要有兩類：①以空氣為原料氣；②以純氧為原料氣臭氧氧化法主要是用于有機廢水的消毒殺菌，還用于廢水的脫色、除臭、除氰、除鐵、除洗滌劑、除酚及其他有機物和深度處理中。例如，印染廢水色度較高，用臭氧處理效果較好。

還原法主要用于去除廢水中的Cr6+、Hg2+等重金屬離子。常用的還原劑：硫酸亞鐵、氯化亞鐵、鐵屑、鋅粉、二氧化硫、硼氫化鈉等。

1、還原法去除六價鉻廢水中的在酸性條件下（pH<4為宜）與還原劑反應(yīng)生成,再加堿生成沉淀，在pH=8～9時的溶解度最小。

2、還原法去除汞鐵屑：Fe+Hg2+=Hg+Fe2+

硼氫化鈉可將Hg2+還原為Hg：（二）還原法處理工業(yè)廢水

四、電解法

1、功能與原理電解法就是利用電解的基本原理，將含電解質(zhì)的廢水通過電解過程，在陽、陰兩極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，從而使某些污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)以實現(xiàn)廢水凈化的方法。用來進行電解的裝置叫電解槽。利用電解法可處理各種離子狀態(tài)的污染物，也可處理各種無機和有機的耗氧物質(zhì)，如硫化物、氨、酚、油和有色物質(zhì)等，還可處理一些致病微生物。2、電解法處理重金屬廢水電解法處理重金屬廢水主要是電解還原法。將水中的金屬陽離子（如Cr6+、Hg2+等）還原為無毒、低毒物質(zhì)。目前在生產(chǎn)應(yīng)用中，都是以鐵板作為陽極，電解過程靠鐵板溶解產(chǎn)生的亞鐵離子去還原相應(yīng)的金屬離子。同時，由于電解時陰極析出了氫氣，廢水的pH值升高，使溶液中重金屬以氫氧化物形式沉淀，達到凈化的目的。3、電解處理的運行管理⑴控制極板的間距：極板間距一般為30～40mm⑵控制槽電壓電能消耗與電壓有關(guān)，槽電壓取決于廢水的電阻率和極板間距。⑶控制電流密度廢水中污染物濃度較大時，可適當提高電流密度

⑷控制電解槽的pH值⑸攪拌可以促進離子的對流與擴散，減少電極的濃差極化現(xiàn)象，并能起清潔電極表面的作用，防止沉淀物在電解槽中沉淀，通常采用壓縮空氣對電解槽進行攪拌。⑹注意觀察極板的腐蝕和鈍化現(xiàn)象，做到及時更換或清潔