酸性废水有的含无机酸(如硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、氢氰酸等),有的含有机酸(如醋酸、甲酸、柠檬酸等)。
碱性废水中含有碱性物质,如苛性钠、碳酸钠、硫化钠及胺类等。酸性废水的危害程度比碱性废水要大。
酸含量大于3%–5%的高浓度含酸废水,常称为废酸液;
碱含量大于1% – 3%的高浓度含碱废水,常称为废碱液。
废酸液、废碱液往往要采用特殊的方法回收其中的酸和碱。
酸含量小于3% – 5%或碱含量小于l% – 3%的低浓度酸性废水与碱性废水常采用中和法处理。
酸碱废水按pH值的不同可分为以下几类:
强酸性废水 pH<4.5
弱酸性废水 pH=4.5-6.5
中性废水 pH=6.5-8.5
弱碱性废水 pH=8.5-10.0
强碱性废水 pH>l0
酸碱废水的来源:
酸性废水主要来源于化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂及金属酸洗车间等。
碱性废水主要来源于印染厂、造纸厂、炼油厂和金属加工厂等。
中和处理(neutralization)适用于废水处理中的下列情况:
(a)废水排入受纳水体前,其pH值指标超过排放标准。这时应采用中和处理,以减少对水生生物的影响;
(b)工业废水排入城市下水道系统前,为避免对管道系统造成腐蚀;
(c)废水在排入前进行中和,要比与其它废水混合后的大量废水进行中和经济的多。
(d)化学处理或生物处理之前。对生物处理而言,需将处理系统的pH维持在6.5-8.5范围内,以确保最佳的生物活力。对化学处理而言,也需要在一定的pH范围内才能取得好的处理效果。
此外,还有一种与中和处理法相类似的处理操作,就是为了某种需要,将废水的pH值调整到某一特定值(范围),这种处理操作叫pH调节。若将pH值由中性或酸性调至碱性,称为碱化;若将pH值由中性或碱性调至酸性,称为酸化。
酸+碱=盐+水 或
【酸碱废水相互中和】
【酸性废水的中和处理】
【药剂中和法】
特点:药剂中和法能处理任何浓度、任何性质的酸性废水,对水质和水量波动适应性强,中和药剂利用率高。
主要的药剂:石灰、苛性钠、碳酸钠、石灰石。
此外,作为综合利用,也可以用碱性废渣、废液作为中和剂,如电石渣液、废碱液等。
最常用的是石灰(CaO)。
中和方式:干法中和湿法中和。
干法中和是把药剂直接加入到需中和的水中。
特点:设备简单;但反应较慢,而且不易彻底,投药量大(需为理论量的1.4-1.5倍);当石灰成块状时需要破碎;干法添加时工作条件不好,劳动强度大。
一般用湿法中和,即把药剂配成一定浓度的溶液添加。
湿法中和的药剂用量和产渣量:
一般通过实验确定。因为实际情况比较复杂,也可据有关公式估算。
石灰一般要制备成石灰乳添加。
需要指出的是,pH的调节在工业上的实现并不是一件很容易的事,下面看工业上如何实现。
石灰湿法添加时石灰乳制备流程示意图
实际废水中和不易取得满意的效果的原因:
(a)对于强酸或强碱的中和,特别是接近中性点时,pH值与中和剂用量之间的关系是非线性的。因此较难控制。
(b)使少量的中和剂与大量的废水在短时间内彻底混合很困难;
(c)废水流量有时变化较大;
(d)废水的pH值也随时间的变化而变化。
实际中常采用分步中和法。
【过滤中和】
定义:
过滤中和(filtration neutralization)是指使废水通过具有中和能力的滤料进行中和反应的一种方法。
适用范围:适用于含酸浓度不大于2–3g/L,并生成易溶盐的各种酸性废水的中和处理。当废水含大量悬浮物、油脂、重金属盐和其他毒物时,不宜采用。
常用滤料:石灰石(
)、白云石、大理石等,一般最常用的是石灰石。
滤料的选择原则:
滤料的选择与废水中含何种酸和含酸浓度密切相关。以处理含硫酸废水为例。
当采用石灰石为滤料时,硫酸浓度不应超过1-2g/L,否则就会生成硫酸钙外壳,使中和反应终止。
当采用白云石
为滤料时,由于
溶解度很大,故产生的沉淀仅为石灰石的一半,因此废水含硫酸浓度可以适当提高,不过白云石有个缺点就是反应速度比石灰石慢,这影响了它的应用。
当处理含盐酸或硝酸的废水时,因生成的盐溶解度都很大,则采用石灰石、大理石、白云石作滤料均可。
过滤中和均产生
,
溶于水即为碳酸,使出水pH值在5左右,需用曝气或吹脱的方法脱掉
,提高pH值。
过滤中和的设备和分类:常用设备为中和滤池
普通中和滤池的工艺参数及缺点:
滤料粒径:一般为30–50mm,不得混有粉料杂质。
当废水中含有可能堵塞滤料的物质时,应进行预处理。
过滤速度:是指单位面积的滤池在单位时间内所通过的废水体积,单位一般为
(或m/h)。普通中和滤池的过滤速度一般不大于5m/h;
接触时间:不小于l0min;
滤床厚度:一般为l–1.5m
缺点:表面易结垢;易堵塞;过滤速度低。
升流式膨胀滤池:
特点:水流由下向上流动,流速高达30–70m/h,再加上生成的
气体的作用,使滤料互相碰撞摩擦,表面不断更新,因此中和效果较好。
底部为进水设备:一般采用大阻力穿孔管布水,孔径9–12mm;连接
卵石垫层:其厚度为0.15–0.2m,卵石粒径为20 – 40mm;
石灰石滤料:粒径为0.5–3mm,平均1.5mm,滤料层厚度开始1–1.2m,最终换料时为2m;
滤料膨胀率:50%,滤料的分布状态是由下向上,粒径逐渐减小。
缓冲层:高度0.5m,水和滤料分离,在此区内水流速逐渐减慢;
出水槽:收集过滤中和后的水。
优点:滤速高,中和效果好。
缺点:要求布水均匀,因此池子直径不能太大,并常采用大阻力配水系统。滤料易流失,也使出水浑浊。
中和滤池运行中的注意事项:
滤池出水中的
一般由脱气池去除,方法有空气曝气、出水跌落、自然曝气等。
滤池在运行中,滤料有消耗,应定期补充。
运行中应防止高浓度酸性废水进入滤池。否则会使滤料表面结垢失去作用。
滤池运行一定时期后,由于沉淀物积累过多导致中和效果下降,应进行倒床,更换新滤料。
【碱性废水的中和处理】
利用酸性废水中和;加酸中和;利用烟道气进行中和。
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