《废水的化学处理》PPT课件.ppt

第三章 废水的化学处理 废水的化学处理方法是借助化学反应来去 除水中污染物，从而达到改善水质、控制污 染的目的。 第一节 中和法 第二节 化学沉淀法 第三节 氧化与还原法 第四节 电解法 第五节 消毒 1、何谓离心分离？磁分离？ 2、何谓离心分离因素？ 3、按离心力产生方式不同，离心分离设备分为有 和 两 种类型。 4、试述中和方法选择时的原则。 习题： 你知道吗 第一节 中和 一一. .酸碱废水的概述酸碱废水的概述 （1 1）来源）来源 酸性废水：酸性废水：化工厂、火电厂、化纤厂、电镀厂、煤化工厂、火电厂、化纤厂、电镀厂、煤 加工厂几金属酸洗车间等；加工厂几金属酸洗车间等； 碱性废水：碱性废水：火电厂、印染厂、金属加工厂、炼油厂火电厂、印染厂、金属加工厂、炼油厂 、造纸厂等。、造纸厂等。 （2 2）处置）处置 当酸或碱废水的浓度很高时，如在当酸或碱废水的浓度很高时，如在3%5%3%5%以上时，以上时， 应考虑回用和综合利用的可能性；应考虑回用和综合利用的可能性；当浓度不高，如当浓度不高，如 小于小于3%3%时，才考虑中和处理。时，才考虑中和处理。 用化学方法去除废水中过量的酸或碱 以及调整废水的酸、碱度，使其pH值达到中 性左右的过程即为中和。 中和的概念 第一节 中和 中和法中和法与与pHpH调节调节的区别的区别 A、中和法的目的是使废水呈中性； B、pH调节的目的是为某种特殊要求，把废 水的pH值调整到特定范围。 碱化把pH值由中性或酸性调到碱性； 酸化把pH值由中性或碱性调到酸性。 第一节 中和 二二. . 在工业废水处理中，中和法应用以下情况在工业废水处理中，中和法应用以下情况 （1 1）在废水排入水体之前，因为水生生物对）在废水排入水体之前，因为水生生物对pHpH值的变化极其敏感值的变化极其敏感 ，当大量废水排入后使水体的，当大量废水排入后使水体的pHpH值变得偏酸或偏碱时，会产生不值变得偏酸或偏碱时，会产生不 良影响；良影响； （2 2）在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生）在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生 腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的pHpH值都有明确的值都有明确的 规定；规定； （3 3）在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（如混）在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（如混 凝、除磷等），要求废水凝、除磷等），要求废水pHpH值升高或降低到某一需要的最佳值。值升高或降低到某一需要的最佳值。 对于生物处理，废水的对于生物处理，废水的pHpH值通常应维持在值通常应维持在6.58.56.58.5范围内，以保范围内，以保 证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。 三三. .中和药剂中和药剂 （1 1）酸性废水中和处理采用的中和药剂：）酸性废水中和处理采用的中和药剂：石灰、石灰、 石灰石、白云石、苏打、苛性钠等；石灰石、白云石、苏打、苛性钠等；碱性废水中碱性废水中 和处理采用的中和药剂：和处理采用的中和药剂：盐酸和硫酸。盐酸和硫酸。 （2 2）碱性中和剂的单位消耗量，）碱性中和剂的单位消耗量， 参见参见P476P476表表12-312-3； 酸性中和剂的单位消耗量，酸性中和剂的单位消耗量， 参见参见P478P478表表12-412-4。 石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是 CaO，一般呈块状，纯的为白色，含有杂质时为 淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消 石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是 Ca(OH)2。 白云石的主要成份为CaCO3和MgCO3。 基本原理 1.强酸强碱互相中和时，由于生成的强酸强 碱盐不发生水解，因此溶液的pH值等于7。 2.中和的一方为弱酸或弱碱，由于生成的盐 发生水解，尽管达到等当点，但溶液并非 中性。 pH值大小取决于所生成盐的水解度。 四四. .中和方法中和方法 酸性废水的中和方法：酸性废水的中和方法：有酸性废水与碱性废有酸性废水与碱性废 水相互中和、药剂中和、过滤中和水相互中和、药剂中和、过滤中和3 3种方法；种方法； 碱性废水的中和方法：碱性废水的中和方法：有碱性废水与酸性废有碱性废水与酸性废 水相互中和、投酸中和、烟道气中和水相互中和、投酸中和、烟道气中和3 3种方法种方法 。 中和处理时首先应考虑将酸性废水与碱性废水互相中 和，其次再考虑向酸性或碱性废水中投加药剂中和，以及 过滤中和等。 中和方法考虑原则 中和方法的选择应考虑：中和方法的选择应考虑： 含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规 律；律； 首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用； 本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况； 接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理（接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理（ 如生物处理）对如生物处理）对pHpH值的要求等。值的要求等。 酸、碱性废水中和法酸、碱性废水中和法 是将酸性废水和碱性废水共同引入中和池中，并在池是将酸性废水和碱性废水共同引入中和池中，并在池 内进行混合搅拌。中和结果，应该使废水呈中性或弱碱性。内进行混合搅拌。中和结果，应该使废水呈中性或弱碱性。 根据质量守恒原理计算酸、碱废水的混合比例或流量，根据质量守恒原理计算酸、碱废水的混合比例或流量， 并且使实际需要量略大于计算量。并且使实际需要量略大于计算量。 当酸、碱废水的流量和浓度经常变化，而且波动很大时当酸、碱废水的流量和浓度经常变化，而且波动很大时 ，应该设调节池加以调节，中和反应则在中和池，应该设调节池加以调节，中和反应则在中和池 进行，其进行，其 容积应按容积应按1.52.0h1.52.0h的废水量考虑。的废水量考虑。 1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法 P473 例12-1 药剂中和法药剂中和法 石灰石灰作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水；作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水；氢氧氢氧 化钙化钙对废水杂质具有混凝作用，适用于含杂质多的酸对废水杂质具有混凝作用，适用于含杂质多的酸 性废水。性废水。 最常采用的是石灰乳法。石灰不仅能够中和酸，同最常采用的是石灰乳法。石灰不仅能够中和酸，同 时还可以与废水中的金属盐类（如铁盐、铅盐、锌盐、时还可以与废水中的金属盐类（如铁盐、铅盐、锌盐、 铜盐等）生成沉淀。铜盐等）生成沉淀。 计算中和药剂的投量时，应增加与重金属化合产生计算中和药剂的投量时，应增加与重金属化合产生 沉淀的含量。沉淀的含量。 1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法 A、药剂中和法中和反应 石灰可以中和不同的酸性废水，在采用石 灰乳时，中和反应式如下： H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O 2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+2H2O 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O 2H3PO4+3Ca(OH)2=Ca3(PO4)2+6H2O 1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法 B、中和剂用量 中和剂的投加量按化学反应式进行估 算。 中和剂的实际耗量应比理论耗量高， 用不均匀系数K来表示。 药剂总耗量可按下式计算： C、药剂中和处理工艺流程 1）投药装置 采用石灰作中和剂时，药剂投配方法分干 投和湿投。 干投是将石灰粉直接计量投入水中。投加 时，使用具有电磁振荡装置的石灰投配器。 湿投法 湿投法设备较多，反应迅速彻底，投药 量少，仅为理论值的1.05-1.10倍。 投加方法比较： 干法直接将药剂投入水中，计量。 设备简单，反应彻底，速度慢，投量大 要求药剂清洁、干燥。 湿法配制溶液（如配制成石灰乳），计量投放 。 设备多，但反应迅速，投量省。 药剂中和法药剂中和法 2）混合反应装置 废水量较少和浓度较低且不产生大量沉 渣时，可不设混合反应池，中和剂可直接投加在水 泵吸水井中，在管道中进行反应（注意校核反应时 间）。 废水量大时，一般须设混合反应池，混合反应可 在同一池内进行，石灰乳池前投入。 C、药剂中和处理工艺流程 D、药剂中和法的优缺点 1）优点： 适用于任何浓度、性质的酸性废水；对水 质水量的波动适应性强，中和剂利用率高， 中和过程容易调节。 2）缺点： 劳动条件差，药剂配制和投加设备多，基 建投资大，泥渣多且脱水困难。 酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行 中和反应的方法称为过滤中和法。 1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法 过滤中和法过滤中和法 过滤中和法过滤中和法 仅仅适用于适用于含硫酸浓度不大于含硫酸浓度不大于2 23g/L3g/L和和生成易溶盐生成易溶盐 的各种酸性废水的各种酸性废水的中和处理。滤料常采用石灰石、白云的中和处理。滤料常采用石灰石、白云 石、大理石等。石、大理石等。 过滤中和时，废水中不宜有浓度过高的重金属离子过滤中和时，废水中不宜有浓度过高的重金属离子 或惰性物质，要求重金属离子含量小于或惰性物质，要求重金属离子含量小于50mg/L50mg/L，以免以免 在滤料表面生成覆盖物，使滤料失效，或堵塞滤层。在滤料表面生成覆盖物，使滤料失效，或堵塞滤层。 含含HFHF的废水中和过滤时，因的废水中和过滤时，因CaFCaF 2 2 溶解度很小，要求溶解度很小，要求 HFHF浓度小于浓度小于300mg/L300mg/L。如浓度超过限值，宜采用石灰。如浓度超过限值，宜采用石灰 乳进行中和。乳进行中和。 1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法 优点：优点：是操作管理简单，出水是操作管理简单，出水pHpH值较稳定，不值较稳定，不 影响环境卫生，沉渣少，一般少于废水影响环境卫生，沉渣少，一般少于废水 体积的体积的0.1%0.1%； 缺点：缺点：进水酸的浓度受到限制（从高、低两个进水酸的浓度受到限制（从高、低两个 方面考虑），需定期换床。方面考虑），需定期换床。 1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法 过滤中和法过滤中和法 (4)(4)、中和设备和装置中和设备和装置 1 1、酸碱废水相互中和的设施酸碱废水相互中和的设施 当水质水量变化较小，或废水缓冲能力较大时，当水质水量变化较小，或废水缓冲能力较大时，可不单可不单 独设中和池，而在集水井或管道内进行连续流式混合；独设中和池，而在集水井或管道内进行连续流式混合； 当当水质水量变化不大，废水也有一定缓冲能力时，水质水量变化不大，废水也有一定缓冲能力时，应单应单 设连续流式中和池；设连续流式中和池； 当水质水量变化较大，且水量较小时，当水质水量变化较大，且水量较小时，应采用间歇流式应采用间歇流式 中和池。每池的有效容积可按废水排放周期中的废水量中和池。每池的有效容积可按废水排放周期中的废水量 计算。一般至少设两座，以便交替使用。计算。一般至少设两座，以便交替使用。 2 2、药剂中和处理设备设施药剂中和处理设备设施 中和剂制备设施，投药有干投、湿投两种方法。中和剂制备设施，投药有干投、湿投两种方法。 3 3、过滤中和法的设备设施过滤中和法的设备设施 普通中和滤池：普通中和滤池：滤速低，滤料粒径大（滤速低，滤料粒径大（3 35cm5cm），当进），当进 水硫酸浓度较大时，极易在滤料表面结垢而且不宜冲掉水硫酸浓度较大时，极易在滤料表面结垢而且不宜冲掉 ，阻碍中和反应。目前已很少采用。，阻碍中和反应。目前已很少采用。 升流式膨胀中和滤池：升流式膨胀中和滤池：高流速，小粒径（高流速，小粒径（0.50.53mm3mm），）， 水流由下向上流动，加上产生的水流由下向上流动，加上产生的COCO 2 2 气体的作用，使滤气体的作用，使滤 料相互碰撞摩擦，表面不断更新，处理效果良好。分为料相互碰撞摩擦，表面不断更新，处理效果良好。分为 ： 恒速滤；恒速滤； 变速滤。变速滤。 A. 普通中和滤池 1）适用范围 适用于含酸浓度不高，并生成易溶盐的各 种酸性废水的中和处理。当废水中含有大量 悬浮物、重金属盐和其他毒物时不宜采用。 2）普通中和滤池的形式 普通中和滤池为固定床。目前多采用竖流 式，竖流式又分为升流式和降流式两种。 滤料粒径一般为30-50mm，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。 B. 升流式膨胀中和滤池 1）基本构造：滤池分为四部分。 2）类型 等速升流式膨胀滤池。 变速升流式膨胀滤池 C滚筒中和滤池 优点:进水硫酸浓度可超过极限值数倍，滤料不必 破碎到很小滤径. 缺点:构造复杂，动力费用高，设备噪音较大。 控制进水硫酸浓度不大于23g/L ，防止表面生成覆 盖物 ，并适当增加过滤速度和水温，消除硬壳。 排除情况后出水pH值低于正常控制值，应定时补 充滤料，维持有效滤料层高 。 当滤料层高度达允许装料高度后，须倒床更新，清 除无效成分（先降低滤速，充分反应，用抓斗排渣） 中和滤池的运行问题中和滤池的运行问题 采用碳酸盐为滤料时，发现滤料表面由气膜阻采用碳酸盐为滤料时，发现滤料表面由气膜阻 碍反应进行，出水水质变差。碍反应进行，出水水质变差。 酸的浓度过大，产生的酸的浓度过大，产生的COCO 2 2 气体过多，在滤料气体过多，在滤料 表面形成气膜。表面形成气膜。控制酸的浓度。控制酸的浓度。 过滤速度过小，不能把生成的气体及时随水过滤速度过小，不能把生成的气体及时随水 流带出。流带出。加大过滤速度；采用升流过滤方式。加大过滤速度；采用升流过滤方式。 中和滤池的运行问题中和滤池的运行问题 2、碱性废水的中和处理 （1）药剂中和 药剂中和，通常采用药剂中和，通常采用93%93%96%96%的工业浓硫酸的工业浓硫酸 。若处理水量较小时，可用盐酸中和。若处理水量较小时，可用盐酸中和。 在投加酸之前，一般先将酸稀释成在投加酸之前，一般先将酸稀释成10%10%左右，左右， 然后按设计要求的投量经计量泵计量后加入。酸稀然后按设计要求的投量经计量泵计量后加入。酸稀 释时应考虑腐蚀。释时应考虑腐蚀。 2、碱性废水的中和处理 （2）烟道气中和 烟道气中含有CO2和SO2，溶于水中 形成H2CO3、H2SO3，可中和碱性废水 。 用烟道气中和的方法有两种，一是 将碱性废水作为湿式除尘器的喷淋水， 另一种是使烟道气通过碱性废水。 优点：处理效果良好；以废治废； 经济 缺点：会使处理后的废水中悬浮物 含量增加，硫化物和色度增加。 1、用石灰处理酸性废水时，药剂投配方法分 和 两种。 2、试述过滤中和方法的适用条件。 3、试述确定酸碱废水相互中和设施的基本原则（方法）。 习题： 你知道吗 第二节 化学沉淀 一、化学沉淀法概述 向废水中投加某种化学物质，使它和其中某些溶解物 质发生化学反应，生成难溶的盐或氢氧化物而沉淀下来， 这种方法称之为化学沉淀法。 化学沉淀法经常用于处理含汞、铅、铜、锌、六价铬 、硫、氰、氟、砷等有毒化合物的废水。 根据使用的沉淀剂的不同，通常使用的化学沉淀法主 要有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法和钡 盐沉淀法等。 二、基本原理 水中的难溶盐（或难溶氢氧化物）的溶解性质服从溶度 积原则，即在一定温度下，在含有难溶盐（或难溶氢氧化 物）MmNn（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为 一常数，称为溶度积常数，计作记为LMmNn ： 上式对各种难溶盐都应成立。而当Mn+mNm-nLMmNn时，溶 液呈过饱和，超过饱和那部分溶质将析出沉淀，直到符合 LMmNn=Mn+mNm-n时为止；如果Mn+mNm-nLMmNn，溶液 不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，也直到符合LMmNn Mn+mNm-n时为止，两者均是一种动态的平衡。 根据这种原理，去除废水中的金属阳 离子Mn+或酸根阴离子Nm-。 例如向水中投加Nm-离子的某种化合物， 使 Mn+mNm-n L，形成MmNn沉淀，从 而降低废水中的Mn+离子浓度。 三、氢氧化物沉淀法 采用氢氧化物作沉淀剂使工业废水中的许多 重金属离子生成氢氧化物沉淀而得以去除，这种 方法一般称作氢氧化物沉淀法。因此用氢氧化物 沉淀法去除重金属离子。 常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠等。 若以M(OH)n表示金属氢氧化物，则 M(OH)n=Mn+nOH- LM(OH)n= Mn+OH-n 三、氢氧化物沉淀法 氢氧化物沉淀与pH值有很大的关系，金属氢氧化物的生成条件 和存在状态与溶液的pH值有直接关系。 根据水的离子积KH2O=H+OH-=110-14 则得到： pH=141/n( Mn+LM(OH)n) 用氢氧化物法分离废水中的重金属时，废水的pH值是操作的一 个重要条件。 此外，有些金属如 Zn、Pb、Cr、Al等的氢氧化物为两性化合 物，如pH值过高，它们会重新溶解。如： 氢氧化物沉淀法试验结果 两种以上金属离子共存时，采用氢氧化 物沉淀法去除时往往分步进行，以便回收泥 渣。P485应用 四、硫化物沉淀法 工业废水中的许多重金属离子可以形成硫化 物沉淀而得以去除。由于大多数金属硫化物的溶 解度一般比其氢氧化物的要小得多，采用硫化物 可使重金属得到较完全的去除。 硫化物沉淀法是向废液中加入硫化氢、硫化 铵或碱金属的硫化物，使要去除的金属离子生成 难溶的硫化物沉淀。以达到分离纯化的目的。 常用的沉淀剂有H2S、Na2S、KS、(NH4)2S等。 四、硫化物沉淀法 注意事项 ： S2-能与许多金属离子形成络合阴离子，从而使金属硫化 物的溶解度增大，不利于重金属的沉淀去除，因此必须 控制沉淀剂的投加量。 重金属离子的浓度和pH有关，随着pH值增加而降低。 虽然硫化物法比氢氧化物法可更完全地去除重金属离子 ，但是由于它的处理费用较高，硫化物沉淀困难，常常 需要采用共沉法或投加凝聚剂以加强去除效果，因此， 采用得并不广泛，有时仅作为氢氧化物沉淀法的补充方 法使用。 此外，在使用过程中还应注意避免造成硫化物的二次污 染问题。 五、其他沉淀法 1钡盐沉淀法 主要用于处理六价铬的废水 采用的沉淀剂有碳酸钡、氯化钡、硝酸钡等。 如以碳酸钡处理含铬废水，则反应如下： BaCO3+CrO42-=BaCrO4+CO32- 为了提高除铬效果，投加过量的碳酸钡，反应 时间25-30min。出水中过量的Ba2+用石膏去除。 CaSO4+Ba2+=BaSO4+Ca2+ BaCO3与BaCrO4均为沉淀 ，但BaCrO4的溶度积比 BaCO3小得多，属于沉淀 转化。 2碳酸盐沉淀法 金属离子的碳酸盐的溶度积很小，对于高浓度的 重金属废水，可以用投加碳酸钠的方法加以回收或去 除。如： 含锌废水： 某些化工厂排出的废水中含锌离子，若不进行处 理将污染环境。用碳酸钠与之反应，生成碳酸锌沉淀。沉渣用 清水漂洗后，再经真空抽滤筒抽干，可以回收或回用生产。其 化学反应如下： 2碳酸盐沉淀法 含铜废水：某些含铜工业废水也可以采用碳酸盐沉淀 法回收，对于其沉淀下来的铜，一般还应进一步回收 利用。 含铅废水：对于某些含铅工业废水利用碳酸盐沉淀法 处理，对于其沉淀下来的废渣，应该送固体废物处理 中心或在本单位进行无害化处理，以保证不对环境造 成二次污染。 反应式为： Pb2+ + CO32- PbCO3 3铁氧体沉淀法 铁氧体是具有一定晶体结构的复合氧化物 ，不溶于酸、碱、盐溶液，也不溶于水。 污水中的重金属可以通过形成MxFe3-xO4的 尖晶石型铁氧体而去除。 重金属废水+硫酸亚铁+碱 铁氧体晶粒 空气 化学沉淀法的工艺流程和设备与化学混凝法相类似，包括： 化学药剂(沉淀剂)的配制和投加设备；混合反应装置，使 沉淀物与水分离的设备(沉淀池或气浮池等)。 思考题：针对废水中的重金属设计相应的处理流程。 第三节 氧化还原 一、氧化还原基本原理 把溶解于废水中的有毒有害物质，经过氧化还原反应 ，转化为无毒无害的物质，或转化为气体或固体容易从水 中分离出去，这种废水的处理方法称为氧化还原法。 1无机物的化学氧化还原过程的实质是电子转 移。物质的氧化还 原能力的强度可以用相应的氧化还原电位的数值来比较。 2有机物的氧化还原过程，由于涉及共价键，许多反应并不发生 电子的直接转移。 目前化学氧化还原法仅用于饮用水处理、特种工业用水处理、有毒 工业废水处理和以回用为目的的废水深度处理等有限场合。 常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯 酸钠、三氯化铁等； 常用的还原剂：硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、铁屑、锌粉、 二氧化硫、硼氢化钠等。 在选择处理药剂和方法时，应当遵循下面一些原则 ： (1)处理效果好，反应产物无毒无害，不需进行二次处理。 (2)处理费用合理，所需药剂与材料易得。 (3)操作特性好，在常温和较宽的pH值范围内具有较快的反应速 度，当提高反应温度和压力后，其处理效率和速度的提高能 克服费用增加的不足。当负荷变化后，通过调整操作参数， 可维持稳定的处理效果。 (4)与前后处理工序的目标一致，搭配方便。 二、化学氧化 （一）空气氧化（P513） 空气氧化法是以空气中的氧作为氧 化剂来氧化有机物或还原性物质的方法 。 目前常用的是空气氧化法处理含硫 废水和给水中以地下水为水源时除铁。 二、化学氧化 （一）空气氧化（P513） 空气氧化法处理含硫废水。 向废水中同时注入空气和热蒸汽，硫化物转化 为无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐。 2S2-+2O2+H2OS2O32-+2OH- 2HS-+2O2S2O32-+ H2O S2O32-+2O2+2OH-2SO42-+ H2O 碱性条件下空气氧化法脱硫效果较好。 空气氧化除铁： Fe2+ Fe3+ 曝气后 过滤(普通石英砂，锰砂或新型滤料滤池、 滤器)可去除水中的铁（地下水作为水源的 给水处理） （一）空气氧化 二、化学氧化 （二）臭氧氧化(P494) 臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化能力，使污水中 的污染物氧化分解成低毒或无毒的化合物。 它不仅可降低水中BOD、COD，而且还可起脱色、 除臭、除味、杀菌等功能。 1臭氧的物理化学性质 分子式O3，常温下淡蓝色气体，有特殊臭味。 臭氧不稳定，水中易分解成氧气，分解速度主要 与水的温度和pH值有关，所以臭氧不易贮存。 2臭氧的制备方法 常见的制备方法:无声放电法、放射法、紫外线 辐射法、等离子射流法和电解法。 无声放电法又有气相中放电和液相中放电两种。 在水处理中多采用气相中无声放电法。 1、何谓化学沉淀法？其应用的主要对象是什么？ 2、何谓氧化还原法？其应用的主要领域是什么？ 3、在应用氧化还原法时，选择处理药剂和方法应当遵循哪些 基本原则？ 习题： 你知道吗 3。臭氧接触反应设备 分为气泡式、水膜式和水滴式三种反应器。 （1）气泡式反应器 气泡产生的方式有多孔扩散式、机械表面曝气及 塔板式三种。 多孔扩散式反应器 多孔扩散装置有穿孔管、穿孔板和微孔滤板等。 根据气和水的流向不同分为同向流和异向流。 多孔扩散装置有穿孔管、穿孔板和微孔滤板等。 根据气和水的流向不同分为同向流和异向流。 机械表面曝气式反应器 适合臭氧投量低的场合，缺点是能耗大。 塔板式反应器 塔板式反应器有筛板塔和泡罩塔。 （2）水膜式臭氧接触反应器 塔内装拉西环或鞍 状填料，该反应器不 论处理规模大小以及 反应快满都能适应， 但废水悬浮物高时易 堵塞。 （3）水滴式臭氧接触反应器 优点：设备简单，造 价低。 缺点：对臭氧的吸收 能力低，喷头易堵塞 ，预处理要求高。 喷雾塔 4.尾气处理 活性碳法：2C+O3CO2+CO 药 剂 法: 亚铁盐等使其还原；氢氧化钠使其 分解。 燃 烧 法：在3000以上立即分解。 5.废水臭氧氧化处理系统设计 臭氧需要量：QO3=1.06QC 反应器容积: V = Qt/60 注：臭氧投加量C与HRT两个参数具有一定的 相关性，需针对待处理的废水通过实验加以确 定。 6臭氧氧化法在废水处理中的应用 用途：主要用于印染废水处理、含氰或含酚 废水的处理等。 优点：氧化能力强，对除臭、脱色、杀菌、 去除无机物和有机物都有显著的效果；无二 次污染，无污泥；设备操作运行方便。 缺点：臭氧发生装置造价高，臭氧生产产率 低，臭氧利用率相对低；废水处理成本高。 （1）印染废水处理 主要用于脱色。 臭氧能将染料分子中的不饱和键打开，最 后生成有机酸和醛类等分子较小的物质，使 之失去显色能力。 （2）含氰废水处理（电镀废水） 氰与臭氧的反应为： 2KCN+2O32KCNO+2O2 2KCNO+H2O+3O32KHCO3+N2+3O2 第一步生成的氰酸根离子（CNO-）的毒性为氰 根离子的1%，反应第二步达到无害化状态。 （三）氯氧化(P488) 氯系氧化剂有：液氯、漂白粉、氯气、次氯酸 钠等。其基本原理都是利用产生的次氯酸根的强氧 化作用。其作用是去除COD、色度、气味和氰化物 等。 主要用于氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油类 的氧化去除及脱色、脱臭、杀菌、防腐等。 氯氧化法常用来处理含氰废水，国内外比较成 熟的工艺是碱性氯氧化法。 氰离子的氧化分两阶段进行。 1第一阶段：CN-被氧化为CNO-： 在碱性条件下： CN-+ ClO-+H2OCNCl+2OH-CNO-+Cl-+H2O 工艺条件为：pH 11，当CN-浓度高于100mg/L时 ，pH值最好控制在12-13。 2第二阶段：CNO-可在不同的pH值条件下，进一 步氧化水解（pH=6.5-7.0） ： 2CNO-+3ClO-+H2O= N2+3Cl-+2HCO3- 碱性氯化法处理含氰废水的工艺流程 碱性氯化法处理含氰电镀废水大多数采 用一级氧化处理，有特殊要求时可采用两级 。 处理工艺流程有连续处理和间歇处理。 利用光和氧化剂产生很强的氧化作用光催化 作用来氧化分解废水中的有机物和无机物的。 氧化剂可以是O2、Cl2、次氯酸盐、过氧化氢等， 常用氯气。 光源多用紫外光，但应注意不同波长的光对特定 物质有效。 （四）光氧化(P514) 是工业废水处理的新技术，可以解决有毒害但 无法生物降解的物质。 1、类型： （1）光激化氧化法 以臭氧、过氧化氢、氧和空气作为氧化剂 ，将氧化作用和光化学辐射相结合，产生氧 化能力很强的自由基。 （2）光催化氧化法 在水溶液中加入一定量的半导体催化剂， 在紫外线辐射下产生强氧化能力的自由基。 2、光化学反应器的设计 目前成品市场较少 （1）紫外光源的选择 选取对水处理最有效的波段范围。 （2）水的紫外光吸收系数和穿透深度 吸收系数：只有水吸收光时，才能进行光化学反应 。 穿透深度：紫外光在水中透射时，受水质和水深因 素的影响。 3、光强和剂量 光强：功率的大小。 剂量：作用在单位面积上的能量。 三、化学还原 常用硫酸亚铁和亚硫酸盐还原处理含铬废水。 （1）硫酸亚铁还原法 H2Cr2O7+6H2SO4+6FeSO4 Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O Cr2(SO4)3+Fe2(SO4)3+12NaOH 2Cr(OH)3+2Fe(OH)3+6Na2SO4 硫酸亚铁石灰还原法的主要设计参数： 废水中六价铬浓度控制在50-100mg/L； pH值13、反应时间30min、中和沉淀pH79 还原剂用量：FeSO47H2O:Cr6+ = 25-30:1。 硫酸亚铁还原法处理含铬废水工艺流程 （2）亚硫酸盐还原法 常用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠作为 还原剂。焦亚硫酸钠水解后生成亚硫酸氢钠。 H2Cr2O7+3Na2SO3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3Na2SO4+4H2O 2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4=2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+8H2O 亚硫酸盐还原法的主要设计参数： 废水中六价铬浓度控制在100-1000mg/L； pH 23、反应时间30min、中和沉淀pH78。 还原剂用量：亚硫酸钠(亚硫酸氢钠、焦亚硫酸 钠):Cr6+(摩尔比)=4(4、3):1