1、1,中和,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。,处理对象,酸含量大于35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。,分类,酸碱废水按pH值的不同可分为以下几类： 强酸性废水 pHl0,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
2、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) 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6.58.5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。,酸碱中和过程,酸碱盐水 或 HOH- H2O,酸碱废水的中和处理
3、,（1）酸碱废水相互中和 （2）酸性废水的中和处理（3）碱性废水的中和处理,酸碱 废水互相中和需进行中和能力的计算,酸水的数量和危害比碱水大的多，因此处理出水应呈中性或弱碱性。即：,当酸碱废水的流量与浓度变化较大时，一般应先分别设水质调节池进行均化，均化后的酸碱废水再进入中和池。,中和池体积V=(Q1+Q2)t,为使反应完全，池内应设置搅拌器进行混合搅拌。当水质水量角稳定或后续处理对pH要求较宽时，可直接在集水井、管道或混合槽进行中和。,酸性废水的中和处理,1）药剂中和法 2）过滤中和3)利用碱性废渣的中和法 4)利用天然水体及土境中碱度的中和法,一、药剂中和法,特点：药剂中和法能处理任何浓度
4、、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,投药中和法有两种运行方式 （1）当废水量小或间歇排出时，可采用间歇式操作，并设置23池交替工作； （2）当废水量较大时，可采用连续操作，并可采取多级串联运行，以获得稳定可靠的中和效果。中和处理应尽可能采用自动投药控制系统。,图 12-1 药剂中和处理工艺流程,干法中和,干法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，
5、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。,16,石灰湿法添加时石灰乳制备流程示意图,石灰消化槽，浓度为40%-50%,石灰乳液槽，制成浓度为5%-10%的石灰乳,石灰投加槽，其中有溢流堰，保持液面恒定，并能调节流量,泵，输送流量要大于需要量,石灰中和酸性废水的装置，主要有石灰
6、乳制备与投加设备，混合反应池与中和沉淀池。先将生石灰在消解槽消解成4050浓度后，流入乳液槽，经搅拌配成510浓度，然后投加。消解槽和乳液槽需用机械搅拌或水泵循环搅拌，以防止沉淀。混合反应池可采用隔板式或设搅拌器，容积按水力停留时间5min设计。中和沉淀池池容按水力停留时间12h设计。中和沉淀产生的污泥体积为废水量的1015 ，含水率9095 ，必须设置污泥脱水系统。,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
7、大； （d）废水的pH值也随时间的变化而变化,改进措施,19,分步中和工艺示意图,出水,搅拌,二、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23g/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。,滤料,常用滤料： 石灰石(CaCO3)、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12g/L，
8、否则就会生成硫酸钙外壳，使中和反应终止。 备注： 当采用白云石(CaCO3MgCO3)为滤料时，由于MgSO4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CO2，CO2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CO2，提高pH值。,22,过滤中和的设备和分类：,常用设备为中和滤池。 水平流向 普通中和滤池 升流式 滤池 竖流向 升流式膨胀中和滤池 降流式,普通中和滤池,升流式,
9、降流式,滤料一般为30 50mm，硫酸允许浓度在11.2gL,普通中和滤池的工艺参数及缺点：,工艺参数 滤料粒径：一般为3050mm，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m3/（m2h）（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l1.5m表面易结垢； 缺点： 易堵塞； 过滤速度低。 为克服上述缺点，出现了升流式膨胀滤池。特点： 水流由下向上流动，流速高达3070m/h，再加上生成的CO2气体的作用，使滤料互相碰撞摩擦，表面不断更新，
10、因此中和效果较好。,升流式膨胀滤池,底部为进水设备：一般采用大阻力穿孔管布水，孔径912mm； 卵石垫层：其厚度为0.150.2m，卵石粒径为20 40mm； 石灰石滤料：粒径为0.53mm，平均1.5mm，滤料层厚度开始11.2m，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。,滤料粒径小(0.53mm)，滤速高(6670mk) ，硫酸允许浓度可提高到
11、2.22.3gL 。,27,变速升流膨胀式中和滤池处理酸性废水的实用装置流程,直径1m或更大，长度约为直径的67倍。滚筒转速约每分钟10转。滤料的粒径较大(达十几毫米)，装料体积约占转筒体积的一半； 这种装置的最大优点是进水的硫酸浓度可以超过允许浓度数倍，而滤料粒径却不必破碎得很小。其缺点是负荷率低、构造复杂、动力费用较高、运转时噪音较大，同时对设备材料的耐蚀性能要求高。,中和滤池运行中的注意事项：,滤池出水中的CO2一般由脱气池去除，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
12、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。,三、利用碱性废渣的中和法,利用碱性废渣中和酸性废水也有一定的实际意义。例如，软水站石灰软化法的废渣中含有大量CaCO3、锅炉灰中含有220的CaO，利用它们处理酸性废水，均能获得一定的中和效果。,四、利用天然水体及土境中碱度的中和法,天然水体及土壤中的重碳酸盐可用来中和酸性废水，如： Ca(HCO3)2+H2SO4CaSO4+2H2O+2CO2 利用土壤及天然水体中和酸性废水，必须持慎重态度。允许排入水体的酸性废水量，应根据水体的中和能力来确定。 在天然水体的pH值为7左右时，CO32-的量可忽略，只考虑一级解离平衡：,(5
13、),则水体pH值为，,由于水体允许的pH界限值为6.5，则水体中游离CO2的极限浓度H2CO3或CO2可由下式求出：,则,若已知天然水体中的HCO3，并换算成相当的CO2量A(mgL)；游离CO2含量为B(mgL)。设允许水中重碳酸盐用于中和酸性废水析出的CO2极限量为x(mgL)，则： (B+x)1.047(A-x),则,于是就可进一步算出尤许排入水体的酸性废水量。,碱性废水的中和处理,加酸中和: 用硫酸中和反应速度快，中和完全；用盐酸产渣量较少。 利用烟道气进行中和。 烟道气中的CO2含量可高达24，此外有时还含有SO2和H2S，故可用来中和碱性废水。2NaOHCO2H2ONa2CO32H2O2NaOHSO2H2ONa2SO32H2O用烟道气中和碱性废水一般在喷淋塔中进行。,33,喷淋塔示意图,该法的优点是以废治废，投资省，运行费用低； 缺点是出水中的硫化物、耗氧量和色度都会明显增加，还需进一步处理。,小结,酸性废水中和法投加药剂法中和过滤法碱性废水中和法加酸中和烟道气中和,作业,某厂A车间排出含NaOH质量分数为1.5%的碱性废水10m3/h，B车间排出含H2SO4质量分数为0.8%的酸性废水8.3m3/h，试确定两种废水中和处理方案。,
