3.1中 和（课件）-《水污染控制技术》同步教学（大连理工大学出版社）

第三章　水的化学处理技术 第一节　中 和 第二节　混 凝 第三节　化学沉淀 第四节　氧化还原 第五节　消 毒 一、基本原理 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。在中和过程中，酸碱双方的当量恰好相等时称为中和反应的等当点。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pH值等于7.0。 二、酸性废水的中和处理 （一）酸碱废水互相中和 （二）药剂中和 投加药剂中和法常用于酸性废水的处理。以石灰石、电石渣、石灰作中和剂，也有采用碳酸钠和苛性钠作中和剂的。反应原理都是酸、碱中和反应，中和剂的投加量，可按化学反应式进行估算。 第一节 中　和 （三）过滤中和 废水流经具有中和能力的滤料并与滤料进行中和反应的方法称为过滤中和法。工业上常用石灰石、大理石或白云石作中和滤料处理酸性废水，反应在中和滤池中进行。水流方式为竖流式(升流或降流均可)。 1. 普通中和滤池 普通中和滤池为固定床，水的流向有平流式和竖流式。目前多采用竖流式。竖流式又分为升流式和降流式两种。普通中和滤池的滤料粒径一般为30~50mm，不能混有粉料杂质。废水中如含有可能堵塞滤料的物质时，应进行预处理，过滤速度一般不大于5m/h，接触时间不小于10min，滤床厚度一般为1~1.5m。 2. 升流式膨胀中和滤池 采用升流式膨胀中和滤池，可以改善硫酸废水的中和过滤。具体操作是废水从滤池的底部进入，水流自下向上流动，从池顶部流出。废水上升滤速高达有50～70m／h，滤料间相互碰撞磨擦，加上生成的CO2气体作用，有助于防止结壳，滤料表面不断更新，具有较好的中和效果。 1.环形集水槽；2.清水区；3.石灰石滤料；4.卵石垫层； 5.大阻力配水系统；6.放空管 图3-1. 升流式膨胀中和滤池 三、碱性废水的中和处理 （一）药剂中和 碱性废水的中和剂主要是采用工业硫酸，因为其价格较低。使用盐酸的优点是反应产物的溶解度高，泥渣量少，但出水溶解固体浓度高。无机酸中和碱性废水的工艺、设备和酸性废水的加药中和设备基本相同。 （二）烟道气中和 在工业上还常用另外一种形式的滤床，称为喷淋塔，用它来处理碱性废水。中和剂则是含有CO2和少量SO2、H2S的烟道气。烟道气中的CO2和少量SO2、H2S与碱性废水反应式如下： CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O H2S+2NaOH=Na2S+2H2O 四、中和处理在工程中的应用 江西某钢厂新建14×104 t/a无缝钢管。酸洗车间所产生的废酸液总量：2.26×104 m3/a，含硫酸50g/L，FeSO4230g/L；酸性废水总量：27.28×104m3/a，含硫酸0.7g/L，FeSO41.72g/L。 综合考虑，确定采取工艺流程如下：废酸液先进入石灰中和池进行中和预处理，石灰中和池出水再与酸性废水集中进入调节池调节水质水量，然后通过耐酸泵打入升流式膨胀中和滤塔，塔内用白云石作中和滤料，再经脱气塔去除CO2，如果出水pH值还达不到排放标准，则需要再通过溶解槽补加部分碱液进一步中和，然后进入平流式沉淀池进行沉淀，沉淀池出水进入清水池以作回用或外排。石灰中和池沉淀废渣、调节池污泥和沉淀池污泥一起打入污泥浓缩池浓缩，再经带式压滤机进行脱水后外排。 设计参数：石灰中和池HRT＝3h；调节池HRT＝10h；变速升流式膨胀滤塔上部滤速40m/h，下部滤速140m/h；脱气塔填料层高2m，共3层；反应槽HRT＝2.5h；平流式沉淀池HRT＝1.5h，q＝2m3/(m2.h)；污泥浓缩池HRT＝3h。 滤料粒径为0.5--3mm，平均粒径1.2mm。 该处理站进水pH值为2.1--3.4，经处理后出水pH值为6.1--6.9 一般来讲，水中胶体颗粒脱稳的过程称为凝聚，脱稳的胶体颗粒相互聚集成大的矾花的过程称为絮凝。混凝是凝聚和絮凝的总称。 一、基本原理 （一） 胶体的稳定性 胶粒在水中受几方面的影响： 胶粒之间的静电斥力，电位越高，胶粒间的静电斥力越大； 受水分子热运动的撞击，使胶粒在水中作不规则的运动，即布朗运动； 胶粒之间的相互引力即范德华力。范德华力的大小与胶粒间距的二次方成反比，当间距较大时可忽略不计。 第二节 混 凝 在胶核表面有一层离子， 称电位形成离子或电位离子， 胶核因电位离子而带有电荷， 为维持胶体离子的电中性，胶 核表面的电位离子层通过静电 作用，从溶液中吸引了电量与 电位离子层总电量相等而电性 相反的离子，这些离子称为反 离子，并形成反离子层。这样， 胶核固相的电位离子层与液相