《废水的化学处理》ppt课件

1、1第三章第三章 废水的化学处理废水的化学处理 废水的化学处理方法是借助化学反应来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、控制去除水中污染物，从而达到改善水质、控制污染的目的。污染的目的。第一节第一节 中和法中和法 第二节第二节 化学沉淀法化学沉淀法第三节第三节 氧化与还原法氧化与还原法 第四节第四节 电解法电解法第五节第五节 消毒消毒21 1、何谓离心分离？磁分离？、何谓离心分离？磁分离？ 2 2、何谓离心分离因素？、何谓离心分离因素？ 3 3、按按离心力产生方式离心力产生方式不同，离心分离设备分为有不同，离心分离设备分为有 和和 两两 种类型种类型。4 4、试述中

2、和方法选择时的原则。、试述中和方法选择时的原则。习题：习题： 你知道吗3第一节第一节 中和中和4 用化学方法去除废水中过量的酸或碱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，以及调整废水的酸、碱度，使其使其pHpH值达到值达到中性左右中性左右的过程即为中和。的过程即为中和。 中和的概念中和的概念第一节第一节 中和中和5A、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。第一节第一节 中和中和678石灰有生石灰和熟石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰生石灰的主要成分是的

3、主要成分是CaOCaO，一般呈块状，纯的为白色，含有杂质时为，一般呈块状，纯的为白色，含有杂质时为淡灰色或淡黄色。淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消生石灰吸潮或加水就成为消石灰，消石灰也叫熟石灰石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是，它的主要成分是Ca(OH)Ca(OH)2 2。白云石白云石的主要成份为的主要成份为CaCOCaCO3 3和和MgCOMgCO3 3。9 基本原理基本原理1.1.强酸强碱互相中和时强酸强碱互相中和时，由于生成的强酸强，由于生成的强酸强 碱盐不发生水解，因此溶液的碱盐不发生水解，因此溶液的pHpH值等于值等于7 7。2.2.中和的一方为弱酸或弱碱中和的一方为弱酸

4、或弱碱，由于生成的盐，由于生成的盐 发生水解，尽管达到等当点，但溶液并非发生水解，尽管达到等当点，但溶液并非 中性。中性。 pHpH值大小取决于所生成盐的水解度。值大小取决于所生成盐的水解度。 1011 中和处理时首先应考虑将酸性废水与碱性废水互相中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。过滤中和等。 中和方法考虑原则中和方法考虑原则12P473 例例12-11314A A、药剂中和法中和反应药剂中和法中和反应 石灰可以中和不同的酸性废水，在采用石石灰可以中和不同的酸性废水，在

5、采用石灰乳时，中和反应式如下：灰乳时，中和反应式如下：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+2H2O2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O2H3PO4+3Ca(OH)2=Ca3(PO4)2+6H2O15B B、中和剂用量中和剂用量 中和剂的投加量按化学反应式进行估中和剂的投加量按化学反应式进行估算。算。 中和剂的实际耗量应比理论耗量高，中和剂的实际耗量应比理论耗量高，用不均匀系数用不均匀系数K K来表示。来表示。 药剂总耗量可按下式计算：药剂总耗量可按下式计算：)acaKQ(cG2211a16C C、药剂中和处理工艺流程药剂中和处

6、理工艺流程1 1）投药装置）投药装置 采用石灰作中和剂时，药剂投配方法分采用石灰作中和剂时，药剂投配方法分干干投和湿投投和湿投。 干投干投是将石灰粉直接计量投入水中。投加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。时，使用具有电磁振荡装置的石灰投配器。17 湿投法湿投法 湿投法设备较多，反应迅速彻底，投药湿投法设备较多，反应迅速彻底，投药量少，仅为理论值的量少，仅为理论值的1.05-1.101.05-1.10倍。倍。 18投加方法比较：投加方法比较：干法干法直接将药剂投入水中，计量。直接将药剂投入水中，计量。 设备简单，反应彻底，速度慢，投量大设备简单，反应彻底，速度

7、慢，投量大 要求药剂清洁、干燥。要求药剂清洁、干燥。 湿法湿法配制溶液（如配制成石灰乳），计量投放。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。设备多，但反应迅速，投量省。 192 2）混合反应装置）混合反应装置 废水量较少和浓度较低且不产生大量沉废水量较少和浓度较低且不产生大量沉渣时，渣时，可不设混合反应池，中和剂可直接投加在可不设混合反应池，中和剂可直接投加在水泵吸水井中，在管道中进行反应（注意校核反水泵吸水井中，在管道中进行反应（注意校核反应时间）。应时间）。 废水量大时，废水量大时，一般须设混合反应池，混合反应一般须设混合反应池，混合反应可在同一池内进行，石灰乳

8、池前投入。可在同一池内进行，石灰乳池前投入。 C C、药剂中和处理工艺流程药剂中和处理工艺流程202122D D、药剂中和法的优缺点药剂中和法的优缺点1 1）优点：）优点： 适用于任何浓度、性质的酸性废水；对水适用于任何浓度、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，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。中和过程容易调节。2 2）缺点：）缺点： 劳动条件差，药剂配制和投加设备多，基劳动条件差，药剂配制和投加设备多，基建投资大，泥渣多且脱水困难。建投资大，泥渣多且脱水困难。23酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行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中和

9、反应的方法称为过滤中和法过滤中和法。2425262728A. A. 普通中和滤池普通中和滤池1 1）适用范围）适用范围 适用于含酸浓度不高，并生成易溶盐的各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。种酸性废水的中和处理。当废水中含有大量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。悬浮物、重金属盐和其他毒物时不宜采用。 292 2）普通中和滤池的形式）普通中和滤池的形式 普通中和滤池为固定床。普通中和滤池为固定床。目前多采用竖流目前多采用竖流式，式，竖流式又分为升流式和降流式两种。竖流式又分为升流式和降流式两种。 滤料粒径一般为滤料粒径一般为30-50mm30-50mm

10、，过滤速度一般不，过滤速度一般不大于大于5m/h5m/h，接触时间不小于，接触时间不小于10min10min，滤床厚度，滤床厚度一般为一般为1-1.5m1-1.5m。 30B. B. 升流式膨胀中和滤池升流式膨胀中和滤池 1 1）基本构造：滤池分为四部分。）基本构造：滤池分为四部分。312 2）类型）类型 等速升流式膨胀滤池。等速升流式膨胀滤池。 变速升流式膨胀滤池变速升流式膨胀滤池3233C C滚筒中和滤池滚筒中和滤池优点优点: :进水硫酸浓度可超过极限值数倍，滤料不必进水硫酸浓度可超过极限值数倍，滤料不必 破碎到很小滤径破碎到很小滤径. .缺点缺点: :构造复杂，动力费用高，设备噪音较大。

11、构造复杂，动力费用高，设备噪音较大。 34控制进水控制进水硫酸浓度不大于硫酸浓度不大于23g/L ，防止表面生成覆，防止表面生成覆盖物盖物 ，并适当增加过滤速度和水温，消除硬壳。，并适当增加过滤速度和水温，消除硬壳。排除情况后出水排除情况后出水pH值低于正常控制值，应定时补值低于正常控制值，应定时补充滤料，维持有效滤料层高充滤料，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）除无效成分（先降低滤速，充分反应，用抓斗排渣）35362 2、碱性废水的中和处理、碱性废水的中和处理（1 1）药剂

12、中和）药剂中和372 2、碱性废水的中和处理、碱性废水的中和处理（2 2）烟道气中和）烟道气中和 烟道气中含有烟道气中含有CO2和和SO2，溶于水中，溶于水中形成形成H2CO3、H2SO3，可中和碱性废水。，可中和碱性废水。 用烟道气中和的方法有两种，用烟道气中和的方法有两种，一是一是将碱性废水作为湿式除尘器的喷淋水，将碱性废水作为湿式除尘器的喷淋水，另一种是另一种是使烟道气通过碱性废水。使烟道气通过碱性废水。 优点：优点：处理效果良好；以废治废；处理效果良好；以废治废；经济经济 缺点：缺点：会使处理后的废水中悬浮物会使处理后的废水中悬浮物含量增加，硫化物和色度增加。含量增加，硫化物和色度增加

13、。38391 1、用石灰处理酸性废水时，药剂投配方法分、用石灰处理酸性废水时，药剂投配方法分 和和 两种。两种。 2 2、试述试述过滤中和方法的适用条件。过滤中和方法的适用条件。3 3、试述确定、试述确定酸碱废水相互中和酸碱废水相互中和设施的基本原则（方法）。设施的基本原则（方法）。习题：习题： 你知道吗40第二节第二节 化学沉淀化学沉淀一、化学沉淀法概述一、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，质发生化学反应，生成难溶的盐或氢氧化物而沉淀下来，这种方法这种方法称之为化学沉淀

14、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、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。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根据使用的沉淀剂的不同，通常使用的化学沉淀法主要有要有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法和钡氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法和钡盐沉淀法盐沉淀法等。等。41二、基本原理二、基本原理 水中的难溶盐（或难溶氢氧化物）的溶解性质水中的难溶盐（或难溶氢氧化物）的溶解性质服从溶服从溶度积原则度积原则，即在一定温度下，在含有难溶盐（或难溶氢氧即在一定温度下，

15、在含有难溶盐（或难溶氢氧化物）化物）M Mm mN Nn n（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积（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，计作记为为一常数，称为溶度积常数，计作记为L LMmNnMmNn ： 上式对各种难溶盐都应成立。上式对各种难溶盐都应成立。而当而当Mn+mNm-nLMmNn时，溶时，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；如果时为止；如果Mn+mNm-nLMmNn，溶液，溶液不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，也直到符合不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，

16、也直到符合LMmNnMn+mNm-n时为止，时为止，两者均是一种动态的平衡两者均是一种动态的平衡。42 根据这种原理，去除废水中的金属阳根据这种原理，去除废水中的金属阳离子离子M Mn+n+或酸根阴离子或酸根阴离子N Nm-m-。 例如向水中投加例如向水中投加N Nm-m-离子的某种化合物，离子的某种化合物，使使 M Mn+n+ m mNNm-m- n n L L，形成，形成M Mm mN Nn n沉淀，从沉淀，从而降低废水中的而降低废水中的M Mn+n+离子浓度。离子浓度。43三、氢氧化物沉淀法三、氢氧化物沉淀法 采用采用氢氧化物作沉淀剂氢氧化物作沉淀剂使工业废水中的许多使工业废水中的许多重

17、金属离子生成氢氧化物沉淀重金属离子生成氢氧化物沉淀而得以去除，这种而得以去除，这种方法一般称作氢氧化物沉淀法。方法一般称作氢氧化物沉淀法。因此用氢氧化物因此用氢氧化物沉淀法去除重金属离子。沉淀法去除重金属离子。 常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠等。常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠等。 若以若以M(OH)M(OH)n n表示金属氢氧化物，则表示金属氢氧化物，则 M(OH)M(OH)n n=M=Mn+n+nOH+nOH- - L LM(OH)nM(OH)n= M= Mn+n+OHOH- - n n 44三、氢氧化物沉淀法三、氢氧化物沉淀法 氢氧化物沉淀与氢氧化物沉淀与pHpH值有很大的关系，金属氢氧化物的生成

18、条件值有很大的关系，金属氢氧化物的生成条件和存在状态与溶液的和存在状态与溶液的pHpH值有直接关系。值有直接关系。 根据水的离子积根据水的离子积K KH2OH2O=H=H+ +OHOH- -=1=11010-14-14 则得到：则得到： pH=14pH=141/n(1/n( M Mn+n+ L LM(OH)nM(OH)n) ) 用氢氧化物法分离废水中的重金属时，废水的用氢氧化物法分离废水中的重金属时，废水的pHpH值是操作的一值是操作的一个重要条件。个重要条件。 此外，有些金属如此外，有些金属如 ZnZn、PbPb、CrCr、AlAl等的氢氧化物为两性化合等的氢氧化物为两性化合物，如物，如pH

19、pH值过高，它们会重新溶解。如：值过高，它们会重新溶解。如：45氢氧化物沉淀法试验结果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，以便回收泥物沉淀法去除时往往分步进行，以便回收泥渣。渣。P485P485应用应用46四、硫化物沉淀法四、硫化物沉淀法 工业废水中的许多工业废水中的许多重金属离子可以形成硫化重金属离子可以形成硫化物沉淀物沉淀而得以去除。由于而得以去除。由于大多数金属硫化物的溶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解度一般比其氢氧化物的要小得多，采用硫化物，采用硫化物可使重金属得到较完全的去除。可使

20、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。难溶的硫化物沉淀。以达到分离纯化的目的。 常用的沉淀剂有常用的沉淀剂有H H2 2S S、NaNa2 2S S、KSKS、(NH(NH4 4) )2 2S S等。等。47四、硫化物沉淀法四、硫化物沉淀法 注意事项注意事项：S S2-2-能与许多金属离子形成络合阴离子，从而使金属硫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，因此化物

21、的溶解度增大，不利于重金属的沉淀去除，因此必必须控制沉淀剂的投加量。须控制沉淀剂的投加量。重金属离子的浓度和重金属离子的浓度和pHpH有关，随着有关，随着pHpH值增加而降低。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，但是由于它的子，但是由于它的处理费用较高，硫化物沉淀困难，常处理费用较高，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常需要采用共沉法或投加凝聚剂以加强去除效果，因此，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。法使用。此外，在使用

22、过程中还应注意避免造成硫化物的二次此外，在使用过程中还应注意避免造成硫化物的二次污染问题。污染问题。 48五、其他沉淀法五、其他沉淀法1 1钡盐沉淀法钡盐沉淀法 主要用于处理六价铬的废水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。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：如以碳酸钡处理含铬废水，则反应如下： BaCOBaCO3 3+CrO+CrO4 42-2-=BaCrO=BaCrO4 4+CO+CO3 32-2- 为了提高除铬效果，投加过量的碳酸钡，反应为了提高除铬效果，投加过量的碳酸钡，反应时间时间25-30min25-30min。

23、出水中过量的出水中过量的BaBa2+2+用石膏去除。用石膏去除。 CaSOCaSO4 4+Ba+Ba2+2+=BaSO=BaSO4 4+Ca+Ca2+2+ BaCO3与与BaCrO4均为沉均为沉淀，但淀，但BaCrO4的溶度积的溶度积比比BaCO3小得多，小得多，属于沉属于沉淀转化。淀转化。492 2碳酸盐沉淀法碳酸盐沉淀法 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重金属废水，可以用投加碳酸钠的方法加以回收或去除。除。如：如：含锌废水：含锌废水： 某些化工厂排出的废水中含锌离子，若不进行处某些化工厂排出的

24、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：化学反应如下：502 2碳酸盐沉淀法碳酸盐沉淀法含铜废水：含铜废水：某些含铜工业废水也可以采用碳酸盐沉淀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法回收，对于其沉淀下来的铜，一般还应进一步回收利用。利用。含铅废水：含铅废水：对于某些含铅工业废水利用碳酸盐沉淀法对于某些含铅工业废水利用碳酸盐沉淀法处理，对

25、于其沉淀下来的废渣，处理，对于其沉淀下来的废渣，应该送固体废物处理应该送固体废物处理中心或在本单位进行无害化处理中心或在本单位进行无害化处理，以保证不对环境造，以保证不对环境造成二次污染。成二次污染。 反应式为：反应式为： PbPb2+ 2+ + CO+ CO3 32-2- PbCO PbCO3 3 513 3铁氧体沉淀法铁氧体沉淀法 铁氧体是具有一定晶体结构的复合氧化物，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。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污水中的重金属可以通过形成M Mx xFeFe3-x3-xO O4 4的的尖晶石型铁氧体而

26、去除。尖晶石型铁氧体而去除。 重金属废水重金属废水+硫酸亚铁硫酸亚铁+碱碱 铁氧体晶粒铁氧体晶粒 空气空气52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：化学药剂化学药剂( (沉淀剂沉淀剂) )的配制和投加设备；混合反应装置，使的配制和投加设备；混合反应装置，使沉淀物与水分离的设备沉淀物与水分离的设备( (沉淀池或气浮池等沉淀池或气浮池等) )。思考题：针对废水中的重金属设计相应的处理流程。思考题：针对废水中的重金属设计相应的处理流程。53第三节第三节 氧化还原氧化还原一、氧化还原基本原理一、氧化还原基本原理 把溶解于废水中的有毒有害

27、物质，经过氧化还原反应，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分离出去，这种废水的处理方法称为氧化还原法氧化还原法。1无机物无机物的化学氧化还原过程的实质是电子转的化学氧化还原过程的实质是电子转 移。移。物质的氧化还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。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。电子

28、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。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。 54常用的氧化剂常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、三氯化铁等；酸钠、三氯化铁等；常用的还原剂常用的还原剂：硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、铁屑、锌粉、：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在选择处理药剂和方

29、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。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。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，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。可维持稳定的处理效果。 (4)与前后处理工序的目标

30、一致，搭配方便。与前后处理工序的目标一致，搭配方便。55二、化学氧化二、化学氧化（一）空气氧化（一）空气氧化（P513P513） 空气氧化法空气氧化法是以是以空气中的氧空气中的氧作为氧作为氧化剂来氧化有机物或还原性物质的方法。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目前常用的是空气氧化法处理处理含硫含硫废水废水和给水中以和给水中以地下水地下水为水源时为水源时除铁除铁。 56二、化学氧化二、化学氧化（一）空气氧化（一）空气氧化（P513P513） 空气氧化法处理含硫废水空气氧化法处理含硫废水。 向废水中同时注入向废水中同时注入空气和热蒸汽空气和热蒸汽，硫化物转化，硫化物转化为

31、无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐。为无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐。 2S2S2-2-+2O+2O2 2+H+H2 2OSOS2 2O O3 32-2-+2OH+2OH- - 2HS 2HS- -+2O+2O2 2SS2 2O O3 32-2-+ H+ H2 2O O S S2 2O O3 32-2-+2O+2O2 2+2OH+2OH- -2SO2SO4 42-2-+ H+ H2 2O O 碱性条件下空气氧化法脱硫效果较好。碱性条件下空气氧化法脱硫效果较好。 5758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（

32、一）空气氧化二、化学氧化二、化学氧化5960（二）臭氧氧化（二）臭氧氧化(P494)(P494) 臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化能力，使污水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。中的污染物氧化分解成低毒或无毒的化合物。 它不仅可降低水中它不仅可降低水中BODBOD、CODCOD，而且还可起脱色、，而且还可起脱色、除臭、除味、杀菌等功能。除臭、除味、杀菌等功能。1 1臭氧的物理化学性质臭氧的物理化学性质 分子式分子式O O3 3，常温下淡蓝色气体，有特殊臭味。，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，分解速度主臭氧不稳定，水中易分解成

33、氧气，分解速度主要与水的温度和要与水的温度和pHpH值有关，所以值有关，所以臭氧不易贮存臭氧不易贮存。 612 2臭氧的制备方法臭氧的制备方法 常见的制备方法常见的制备方法: :无声放电法无声放电法、放射法、紫外线、放射法、紫外线辐射法、等离子射流法和电解法。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。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。在水处理中多采用气相中无声放电法。621 1、何谓化学沉淀法？其应用的主要对象是什么？、何谓化学沉淀法？其应用的主要对象是什么？2 2、何谓氧化还原法？其应用的主要领域是什么？、何谓氧化还

34、原法？其应用的主要领域是什么？3 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、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？基本原则？ 习题：习题： 你知道吗633 3。臭氧接触反应设备。臭氧接触反应设备 分为分为气泡式气泡式、水膜式水膜式和和水滴式水滴式三种反应器。三种反应器。（1 1）气泡式反应器）气泡式反应器 气泡产生的方式有气泡产生的方式有多孔扩散式、机械表面曝气多孔扩散式、机械表面曝气及及塔板式塔板式三种。三种。 多孔扩散式反应器多孔扩散式反应器 多孔扩散装置有多孔扩散装置有穿孔管穿孔管、穿孔板穿孔板和和微孔滤板微孔滤板等。等。 根据气和水的流向不同分为根

35、据气和水的流向不同分为同向流和异向流同向流和异向流。 64多孔扩散装置有多孔扩散装置有穿孔管穿孔管、穿孔板穿孔板和和微孔滤板微孔滤板等。等。根据气和水的流向不同分为根据气和水的流向不同分为同向流和异向流同向流和异向流。65 机械表面曝气式反应器机械表面曝气式反应器 适合适合臭氧投量低的场合臭氧投量低的场合，缺点是能耗大缺点是能耗大。 66 塔板式反应器塔板式反应器 塔板式反应器有塔板式反应器有筛板塔筛板塔和和泡罩塔泡罩塔。 67（2 2）水膜式臭氧接触反应器）水膜式臭氧接触反应器 塔内装拉西环或塔内装拉西环或鞍状填料，鞍状填料，该反应器该反应器不论处理规模大小以不论处理规模大小以及反应快满都能

36、适应，及反应快满都能适应，但废水悬浮物高时易但废水悬浮物高时易堵塞。堵塞。 68（3 3）水滴式臭氧接触反应器）水滴式臭氧接触反应器 优点优点：设备简单，造：设备简单，造价低。价低。缺点缺点：对臭氧的吸收：对臭氧的吸收能力低，喷头易堵塞，能力低，喷头易堵塞，预处理要求高。预处理要求高。 喷雾塔喷雾塔694.尾气处理尾气处理 活性碳法：活性碳法：2C+O3 CO2+CO 药药 剂剂 法法: 亚铁盐等使其还原；氢氧化钠使其亚铁盐等使其还原；氢氧化钠使其 分解。分解。 燃燃 烧烧 法：法：在在3000以上立即分解。以上立即分解。705.废水臭氧氧化处理系统设计废水臭氧氧化处理系统设计 臭氧需要量：臭

37、氧需要量：QO3=1.06QC 反应器容积反应器容积: V = Qt/60 注：注：臭氧投加量臭氧投加量C与与HRT两个参数具有一定的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相关性，需针对待处理的废水通过实验加以确定。定。716 6臭氧氧化法在废水处理中的应用臭氧氧化法在废水处理中的应用用途用途：主要用于：主要用于印染废水处理、含氰或含酚印染废水处理、含氰或含酚废水的处理废水的处理等。等。优点优点：氧化能力强，对除臭、脱色、杀菌、：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。次污

38、染，无污泥；设备操作运行方便。缺点缺点：臭氧发生装置造价高，臭氧生产产率：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。低，臭氧利用率相对低；废水处理成本高。 72（1 1）印染废水处理）印染废水处理 主要用于脱色。主要用于脱色。 臭氧能将染料分子中的不饱和键打开，最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。之失去显色能力。73（2 2）含氰废水处理）含氰废水处理（电镀废水）（电镀废水） 氰与臭氧的反应为：氰与臭氧的反应为： 2KCN+2O2KCN+2O3 32KCNO+2O2KCNO

39、+2O2 2 2KCNO+H 2KCNO+H2 2O+3OO+3O3 32KHCO2KHCO3 3+N+N2 2+3O+3O2 2 第一步生成的氰酸根离子（第一步生成的氰酸根离子（CNO-CNO-）的毒性为氰）的毒性为氰根离子的根离子的1%1%，反应第二步达到无害化状态。，反应第二步达到无害化状态。 74（三）氯氧化（三）氯氧化(P488) 氯系氧化剂有氯系氧化剂有：液氯、漂白粉、氯气、次氯酸：液氯、漂白粉、氯气、次氯酸钠等。钠等。其基本原理都是利用产生的其基本原理都是利用产生的次氯酸根次氯酸根的强的强氧化作用。氧化作用。其作用是去除其作用是去除CODCOD、色度、气味和氰化、色度、气味和氰化

40、物等。物等。 主要用于氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油类主要用于氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油类的氧化去除及脱色、脱臭、杀菌、防腐等。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，国内外比较成氯氧化法常用来处理含氰废水，国内外比较成熟的工艺是熟的工艺是碱性氯氧化法碱性氯氧化法。75 氰离子的氧化分两阶段进行。氰离子的氧化分两阶段进行。1 1第一阶段第一阶段：CNCN- -被氧化为被氧化为CNOCNO- -： 在碱性条件下在碱性条件下： CNCN- -+ ClO+ ClO- -+H+H2 2OCNCl+2OHOCNCl+2OH- -CNOCNO- -+Cl+Cl- -+H+H

41、2 2O O 工艺条件为：工艺条件为：pHpH 1111，当，当CNCN- -浓度高于浓度高于100mg/L100mg/L时，时，pHpH值最好控制在值最好控制在12-1312-13。2 2第二阶段第二阶段：CNOCNO- -可在不同的可在不同的pHpH值条件下，进一值条件下，进一步氧化水解步氧化水解（pH=6.5-7.0pH=6.5-7.0） ： 2CNO2CNO- -+3ClO+3ClO- -+H+H2 2O= NO= N2 2+3Cl+3Cl- -+2HCO+2HCO3 3- -76 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废水的工艺流程 碱性氯化法处理含氰电镀废水大多数采碱性

42、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。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。处理工艺流程有连续处理和间歇处理。 777879808182 利用光和氧化剂产生很强的氧化作用利用光和氧化剂产生很强的氧化作用光催化光催化作用来氧化分解废水中的有机物和无机物的。作用来氧化分解废水中的有机物和无机物的。 氧化剂可以是氧化剂可以是O O2 2、ClCl2 2、次氯酸盐、过氧化氢等，、次氯酸盐、过氧化氢等，常用氯气常用氯气。 光源多用紫外光，但光源多用紫外光，但应注意不同波长的光对特定应注意不同波长的光对特定物质有效物质有效。（四）光氧化

43、（四）光氧化(P514)83 是工业废水处理的新技术，可以解决有毒害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。但无法生物降解的物质。1、类型：、类型： （1）光激化氧化法）光激化氧化法 以臭氧、过氧化氢、氧和空气作为氧化剂以臭氧、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，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。化能力很强的自由基。 （2）光催化氧化法）光催化氧化法 在水溶液中加入一定量的半导体催化剂，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。在紫外线辐射下产生强氧化能力的自由基。842、光化学反应器的设

44、计、光化学反应器的设计 目前成品市场较少目前成品市场较少（1）紫外光源的选择）紫外光源的选择 选取对水处理最有效的波段范围。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）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，受水质和水深因穿透深度：紫外光在水中透射时，受水质和水深因素的影响。素的影响。3、光强和剂量、光强和剂量 光强：功率的大小。光强：功率的大小。 剂量：作用在单位面积上的能量。剂量：作用在单位面积上的能量。85三、化学还原三、化学还原 常用硫酸亚铁和亚硫酸盐

45、还原处理含铬废水。常用硫酸亚铁和亚硫酸盐还原处理含铬废水。 （1 1）硫酸亚铁还原法）硫酸亚铁还原法 H H2 2CrCr2 2O O7 7+6H+6H2 2SOSO4 4+6FeSO+6FeSO4 4 Cr Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3Fe+3Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3+7H+7H2 2O O Cr Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+Fe+Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3+12NaOH 2Cr(OH)+12NaOH 2Cr(OH)3 3+2Fe(OH)+2Fe(OH)3 3+6Na+6Na2 2SOSO4 4 硫酸亚铁石灰还原法的主要设计参数：硫

46、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废水中六价铬浓度控制在50-100mg/L50-100mg/L； pHpH值值1 13 3、反应时间、反应时间 30min30min、中和沉淀、中和沉淀pHpH7 79 9 还原剂用量：还原剂用量：FeSOFeSO4 47H7H2 2O:CrO:Cr6+ 6+ = 25-30:1= 25-30:1。86硫酸亚铁还原法处理含铬废水工艺流程硫酸亚铁还原法处理含铬废水工艺流程 87（2 2）亚硫酸盐还原法）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。还原

47、剂。焦亚硫酸钠水解后生成亚硫酸氢钠。 H H2 2CrCr2 2O O7 7+3Na+3Na2 2SOSO3 3+3H+3H2 2SOSO4 4=Cr=Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3Na+3Na2 2SOSO4 4+4H+4H2 2O O2H2H2 2CrCr2 2O O7 7+6NaHSO+6NaHSO3 3+3H+3H2 2SOSO4 4=2Cr=2Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3Na+3Na2 2SOSO4 4+8H+8H2 2O O 亚硫酸盐还原法的主要设计参数：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废水中六价铬浓度控制在100-1000mg/

48、L100-1000mg/L； pH pH 2 23 3、反应时间、反应时间30min30min、中和沉淀、中和沉淀pHpH7 78 8。 还原剂用量：亚硫酸钠还原剂用量：亚硫酸钠( (亚硫酸氢钠、焦亚硫酸亚硫酸氢钠、焦亚硫酸 钠钠):):CrCr6+6+( (摩尔比摩尔比) )=4(4=4(4、3):13):1。88 HgHg在废水中主要以在废水中主要以HgHg2+2+形式存在，当它与形式存在，当它与金属还原剂接触时，被金属还原剂接触时，被还原成金属汞析出，金还原成金属汞析出，金属还原剂本身被氧化成属还原剂本身被氧化成离子而进入水中。可用离子而进入水中。可用来还原汞的金属有铁、来还原汞的金属有

49、铁、锌、铋、锡、锰、镁、锌、铋、锡、锰、镁、铜、锑等。铜、锑等。 金属还原法金属还原法89第四节第四节 电解法电解法1、定义、定义 利用电解的原理，使污染物质在电解过程中利用电解的原理，使污染物质在电解过程中沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体来处沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体来处理废水的方法叫电解法。理废水的方法叫电解法。2、电解槽的结构形式、电解槽的结构形式 (1)回流式（回流式（P507) 优点：水流沿极板优点：水流沿极板折流前进折流前进，流程长，有利，流程长，有利于离子扩散，电解槽容积利用率高。于离子扩散，电解槽容积利用率高。 缺点：施工和检修困难。缺点：施工和检修困难。90（2）翻腾式）翻腾式 极板悬挂，水流顺着板面前进，减少漏电。极板悬挂，水流顺着板面前进，减少漏电。3、电解处理法的作用、电解处理法的作用 （1）氧化作用）氧化作用 电解产生电解产生O2，可以氧化有机物和无机物。，可以氧化有机物和无机物。 （2）还原作用）还原作用 电解产生电解产生H2，可以