環(huán)境 工業(yè)廢水的化學(xué)處理

會計學(xué)1環(huán)境環(huán)境 工業(yè)廢水的化學(xué)處理工業(yè)廢水的化學(xué)處理1 應(yīng)用應(yīng)用1.在廢水排入水體之前，因為水生生物對在廢水排入水體之前，因為水生生物對pH值的變化極其敏感，當大量值的變化極其敏感，當大量廢水排入后使水體的廢水排入后使水體的pH值變得偏酸或偏堿時，會產(chǎn)生不良影響；值變得偏酸或偏堿時，會產(chǎn)生不良影響；2.在廢水排入城市排水管道之前，由于酸、堿對排水管道產(chǎn)生腐蝕作用，在廢水排入城市排水管道之前，由于酸、堿對排水管道產(chǎn)生腐蝕作用，一般城市排水管道對排入工業(yè)廢水的一般城市排水管道對排入工業(yè)廢水的pH值都有明確的規(guī)定；值都有明確的規(guī)定；3.在廢水需要進行化學(xué)或生物處理之前，對于化學(xué)處理（如混凝、除磷在廢水需要進行化學(xué)或生物處理之前，對于化學(xué)處理（如混凝、除磷等），要求廢水等），要求廢水pH值升高或降低到某一需要的最佳值。對于生物處理，值升高或降低到某一需要的最佳值。對于生物處理，廢水的廢水的pH值通常應(yīng)維持在值通常應(yīng)維持在6.58.5范圍內(nèi)，以保證處理構(gòu)筑物內(nèi)的微生范圍內(nèi)，以保證處理構(gòu)筑物內(nèi)的微生物維持最佳活性。物維持最佳活性。第1頁/共19頁2 中和藥劑中和藥劑（1）酸性廢水）酸性廢水石灰、石灰石、白云石、蘇打、苛性鈉等；石灰、石灰石、白云石、蘇打、苛性鈉等；（2）堿性廢水）堿性廢水鹽酸和硫酸。鹽酸和硫酸。第2頁/共19頁3 中和方法中和方法（1）酸性廢水）酸性廢水有酸性廢水與堿性廢水相互中和、藥劑中和和過濾中和有酸性廢水與堿性廢水相互中和、藥劑中和和過濾中和3種方法；種方法；（2）堿性廢水）堿性廢水有堿性廢水與酸性廢水相互中和、投酸中和和煙道氣中和有堿性廢水與酸性廢水相互中和、投酸中和和煙道氣中和3種方法。種方法。（3）中和方法的選擇應(yīng)考慮：）中和方法的選擇應(yīng)考慮：1.含酸或含堿廢水所含酸類或堿類的性質(zhì)、濃度、水量及其變化規(guī)律；含酸或含堿廢水所含酸類或堿類的性質(zhì)、濃度、水量及其變化規(guī)律；2.首先應(yīng)尋找能就地取材的酸性或堿性廢料，并盡可能加以利用；首先應(yīng)尋找能就地取材的酸性或堿性廢料，并盡可能加以利用；3.本地區(qū)中和藥劑和濾料（如石灰石、白云石等）的供應(yīng)情況；本地區(qū)中和藥劑和濾料（如石灰石、白云石等）的供應(yīng)情況；4.接納廢水水體性質(zhì)、城市下水道能容納廢水的條件，后續(xù)處理（如生接納廢水水體性質(zhì)、城市下水道能容納廢水的條件，后續(xù)處理（如生物處理）對物處理）對pH值的要求等。值的要求等。第3頁/共19頁二、化學(xué)沉淀二、化學(xué)沉淀1 概述概述向廢水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使它和水中某些溶解物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，向廢水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使它和水中某些溶解物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，生成難溶于水的鹽類沉淀下來，從而降低水中這些溶解物質(zhì)的含量。這生成難溶于水的鹽類沉淀下來，從而降低水中這些溶解物質(zhì)的含量。這種方法稱為水處理中的化學(xué)沉淀法。種方法稱為水處理中的化學(xué)沉淀法?；瘜W(xué)沉淀法經(jīng)常用于處理含汞、鉛、銅、鋅、六價鉻、硫、氰、化學(xué)沉淀法經(jīng)常用于處理含汞、鉛、銅、鋅、六價鉻、硫、氰、氟、砷等有毒化合物的廢水。氟、砷等有毒化合物的廢水。第4頁/共19頁2 原理原理從普通化學(xué)得知，水中的難溶鹽類服從溶度積原則，即在一定溫從普通化學(xué)得知，水中的難溶鹽類服從溶度積原則，即在一定溫度下，在含有難溶鹽度下，在含有難溶鹽MmNn（固體）的飽和溶液中，各種離子濃度的乘（固體）的飽和溶液中，各種離子濃度的乘積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，記為積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，記為LMmNn：MmNn mMn+nNm-LMmNn=Mn+m Nm-nKMmNnLMmNn 生成沉淀生成沉淀上式對各種難溶鹽都應(yīng)成立。而當上式對各種難溶鹽都應(yīng)成立。而當Mn+mNm-nLMmNn時，溶液呈時，溶液呈過飽和，超過飽和那部分溶質(zhì)將析出沉淀，直到符合過飽和，超過飽和那部分溶質(zhì)將析出沉淀，直到符合 LMmNn=Mn+mNm-n時為止；如果時為止；如果Mn+mNm-nLMmNn，溶液，溶液不飽和，難溶鹽將還可以繼續(xù)溶解，也直到符合不飽和，難溶鹽將還可以繼續(xù)溶解，也直到符合LMmNnMn+mNm-n時為止。時為止。第5頁/共19頁3 氫氧化物沉淀法氫氧化物沉淀法采用氫氧化物作沉淀劑使工業(yè)廢水中的許多重金屬離子生成氫氧采用氫氧化物作沉淀劑使工業(yè)廢水中的許多重金屬離子生成氫氧化物沉淀而得以去除，這種方法一般稱作氫氧化物沉淀法?；锍恋矶靡匀コ?，這種方法一般稱作氫氧化物沉淀法。氫氧化物沉淀與氫氧化物沉淀與pH值有很大的關(guān)系，金屬氫氧化物的生成條件值有很大的關(guān)系，金屬氫氧化物的生成條件和存在狀態(tài)與溶液的和存在狀態(tài)與溶液的pH值有直接關(guān)系。值有直接關(guān)系。此外，有些金屬如此外，有些金屬如 Zn、Pb、Cr、Al等的氫氧化物為兩性化合等的氫氧化物為兩性化合物，如物，如 pH值過高，它們會重新溶解。值過高，它們會重新溶解。第6頁/共19頁4 硫化物沉淀法硫化物沉淀法工業(yè)廢水中的許多重金屬離子可以形成硫化物沉淀而得以去除。工業(yè)廢水中的許多重金屬離子可以形成硫化物沉淀而得以去除。由于大多數(shù)金屬硫化物的溶解度一般比其氫氧化物的要小得多，采用硫由于大多數(shù)金屬硫化物的溶解度一般比其氫氧化物的要小得多，采用硫化物可使重金屬得到較完全的去除。化物可使重金屬得到較完全的去除。硫化物沉淀法常用的沉淀劑有硫化氫、硫化鈉、硫化鉀等。硫化物沉淀法常用的沉淀劑有硫化氫、硫化鈉、硫化鉀等。重金屬離子的濃度和重金屬離子的濃度和pH有關(guān)，隨著有關(guān)，隨著pH值增加而降低。雖然硫化值增加而降低。雖然硫化物法比氫氧化物法可更完全地去除重金屬離子，但是由于它的處理費用物法比氫氧化物法可更完全地去除重金屬離子，但是由于它的處理費用較高，硫化物沉淀困難，常常需要投加凝聚劑以加強去除效果，因此，較高，硫化物沉淀困難，常常需要投加凝聚劑以加強去除效果，因此，采用得并不廣泛，有時僅作為氫氧化物沉淀法的補充方法使用。此外，采用得并不廣泛，有時僅作為氫氧化物沉淀法的補充方法使用。此外，在使用過程中還應(yīng)注意避免造成硫化物的二次污染問題。在使用過程中還應(yīng)注意避免造成硫化物的二次污染問題。第7頁/共19頁5 碳酸鹽沉淀法碳酸鹽沉淀法金屬離子的碳酸鹽的溶度積很小，對于高濃度的重金屬廢水，金屬離子的碳酸鹽的溶度積很小，對于高濃度的重金屬廢水，可以用投加碳酸鈉的方法加以回收?？梢杂猛都犹妓徕c的方法加以回收。第8頁/共19頁6 鋇鹽沉淀法鋇鹽沉淀法主要用于處理含六價鉻的廢水。主要用于處理含六價鉻的廢水。沉淀劑：碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇等。沉淀劑：碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇等。以碳酸鋇為例：以碳酸鋇為例：BaCO3+CrO42-BaCrO4+CO32-為了提高除鉻效果，應(yīng)投加過量的碳酸鋇，反應(yīng)時間應(yīng)保持為了提高除鉻效果，應(yīng)投加過量的碳酸鋇，反應(yīng)時間應(yīng)保持2530min。投加過量的碳酸鋇會使出水中含有一定數(shù)量的殘鋇。在回用前可用石膏投加過量的碳酸鋇會使出水中含有一定數(shù)量的殘鋇。在回用前可用石膏法去除：法去除：CaSO4+Ba2+BaSO4+Ca2+第9頁/共19頁三、藥劑氧化還原三、藥劑氧化還原三、藥劑氧化還原三、藥劑氧化還原利用溶解于廢水中的有毒物質(zhì)，在氧化還原反應(yīng)中能被氧化或利用溶解于廢水中的有毒物質(zhì)，在氧化還原反應(yīng)中能被氧化或利用溶解于廢水中的有毒物質(zhì)，在氧化還原反應(yīng)中能被氧化或利用溶解于廢水中的有毒物質(zhì)，在氧化還原反應(yīng)中能被氧化或還原的性質(zhì)，把它轉(zhuǎn)化為無毒無害的新物質(zhì)的方法。還原的性質(zhì)，把它轉(zhuǎn)化為無毒無害的新物質(zhì)的方法。還原的性質(zhì)，把它轉(zhuǎn)化為無毒無害的新物質(zhì)的方法。還原的性質(zhì)，把它轉(zhuǎn)化為無毒無害的新物質(zhì)的方法。目的：劇毒或有毒目的：劇毒或有毒目的：劇毒或有毒目的：劇毒或有毒無毒、低毒無毒、低毒無毒、低毒無毒、低毒常用的氧化劑：空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯常用的氧化劑：空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯常用的氧化劑：空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯常用的氧化劑：空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉、三氯化鐵等；酸鈉、三氯化鐵等；酸鈉、三氯化鐵等；酸鈉、三氯化鐵等；常用的還原劑：硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、氯化亞鐵、鐵屑、鋅粉、常用的還原劑：硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、氯化亞鐵、鐵屑、鋅粉、常用的還原劑：硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、氯化亞鐵、鐵屑、鋅粉、常用的還原劑：硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、氯化亞鐵、鐵屑、鋅粉、二氧化硫、硼氫化鈉等二氧化硫、硼氫化鈉等二氧化硫、硼氫化鈉等二氧化硫、硼氫化鈉等 第10頁/共19頁1 藥劑氧化法藥劑氧化法向廢水中投加氧化劑，氧化廢水中的有毒有害物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變向廢水中投加氧化劑，氧化廢水中的有毒有害物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害的或毒性小的新物質(zhì)的方法。為無毒無害的或毒性小的新物質(zhì)的方法。作用：主要去除廢水中的氰化物、硫化物、酸、醇、油類污染物作用：主要去除廢水中的氰化物、硫化物、酸、醇、油類污染物及脫色、脫嗅、殺菌等。及脫色、脫嗅、殺菌等。例：含氰廢水時，氰化鈉、氰化鉀易析出例：含氰廢水時，氰化鈉、氰化鉀易析出CN(劇毒）劇毒）加入氧化劑后轉(zhuǎn)化為絡(luò)合物，不易析出加入氧化劑后轉(zhuǎn)化為絡(luò)合物，不易析出CN，表現(xiàn)為較低的毒，表現(xiàn)為較低的毒性。性。第11頁/共19頁2 藥劑還原法藥劑還原法向廢水中投加還原劑，氧化廢水中的有毒有害物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橄驈U水中投加還原劑，氧化廢水中的有毒有害物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害的或毒性小的新物質(zhì)的方法。無毒無害的或毒性小的新物質(zhì)的方法。作用：主要處理含鉻、含汞廢水。作用：主要處理含鉻、含汞廢水。例一：硫酸亞鐵石灰法除鉻例一：硫酸亞鐵石灰法除鉻廢水中的六價鉻主要以兩種形式存在：鉻酸根廢水中的六價鉻主要以兩種形式存在：鉻酸根CrO42-和重鉻酸根和重鉻酸根CrO72-在水中：在水中：2 CrO42-+2H+CrO72-+H2OpH4時，主要以時，主要以CrO72-存在存在投加硫酸亞鐵時：投加硫酸亞鐵時：Cr6+Cr3+（還原）（還原）Fe2+Fe3+(氧化氧化)再投加石灰，使再投加石灰，使pH為為7.5-9.0可以生成可以生成Cr(OH)3+Fe(OH)3 第12頁/共19頁四、臭氧氧化四、臭氧氧化四、臭氧氧化四、臭氧氧化1 1 臭氧性質(zhì)臭氧性質(zhì)臭氧性質(zhì)臭氧性質(zhì)氧化能力：強氧化劑，僅次于氟，比氧、氯都高。氧化能力：強氧化劑，僅次于氟，比氧、氯都高。氧化能力：強氧化劑，僅次于氟，比氧、氯都高。氧化能力：強氧化劑，僅次于氟，比氧、氯都高。溶解度：與壓力成正比（符合亨利定律）。溶解度：與壓力成正比（符合亨利定律）。溶解度：與壓力成正比（符合亨利定律）。溶解度：與壓力成正比（符合亨利定律）。分解：分解：分解：分解：在空氣中會自行分解。在空氣中會自行分解。在空氣中會自行分解。在空氣中會自行分解。毒性和腐蝕性：除金和鉑外所有金屬都有腐蝕性。毒性和腐蝕性：除金和鉑外所有金屬都有腐蝕性。毒性和腐蝕性：除金和鉑外所有金屬都有腐蝕性。毒性和腐蝕性：除金和鉑外所有金屬都有腐蝕性。但不含碳的鉻鐵合金不受腐蝕，用來制造設(shè)備。但不含碳的鉻鐵合金不受腐蝕，用來制造設(shè)備。但不含碳的鉻鐵合金不受腐蝕，用來制造設(shè)備。但不含碳的鉻鐵合金不受腐蝕，用來制造設(shè)備。第13頁/共19頁2 2 臭氧的制備臭氧的制備臭氧的制備臭氧的制備無聲放電；放射法；紫外線輻射法；等離子射流法。無聲放電；放射法；紫外線輻射法；等離子射流法。無聲放電；放射法；紫外線輻射法；等離子射流法。無聲放電；放射法；紫外線輻射法；等離子射流法。3 3 臭氧接觸反應(yīng)設(shè)備臭氧接觸反應(yīng)設(shè)備臭氧接觸反應(yīng)設(shè)備臭氧接觸反應(yīng)設(shè)備一般根據(jù)臭氧化空氣與水的接觸方式分為：氣泡式（應(yīng)用較多）：一般根據(jù)臭氧化空氣與水的接觸方式分為：氣泡式（應(yīng)用較多）：一般根據(jù)臭氧化空氣與水的接觸方式分為：氣泡式（應(yīng)用較多）：一般根據(jù)臭氧化空氣與水的接觸方式分為：氣泡式（應(yīng)用較多）：水膜式；水滴式水膜式；水滴式水膜式；水滴式水膜式；水滴式第14頁/共19頁4 4 尾氣處理尾氣處理尾氣處理尾氣處理活性碳法：活性碳法：活性碳法：活性碳法：2C+O32C+O3CO2+COCO2+CO 藥劑法：亞鐵鹽等使其還原；氫氧化鈉使其分解藥劑法：亞鐵鹽等使其還原；氫氧化鈉使其分解藥劑法：亞鐵鹽等使其還原；氫氧化鈉使其分解藥劑法：亞鐵鹽等使其還原；氫氧化鈉使其分解燃燒法：在燃燒法：在燃燒法：在燃燒法：在30003000以上立即分解。以上立即分解。以上立即分解。以上立即分解。5 5 具體應(yīng)用具體應(yīng)用具體應(yīng)用具體應(yīng)用印染廢水處理：主要脫色。印染廢水處理：主要脫色。印染廢水處理：主要脫色。印染廢水處理：主要脫色。含氰廢水處理；含氰廢水處理；含氰廢水處理；含氰廢水處理；含酚廢水處理。含酚廢水處理。含酚廢水處理。含酚廢水處理。第15頁/共19頁6 優(yōu)缺點優(yōu)缺點（1）優(yōu)點）優(yōu)點1.對除臭、脫色、殺菌去除有機物和無機物有顯著效果。對除臭、脫色、殺菌去除有機物和無機物有顯著效果。2.不產(chǎn)生二次污染。不產(chǎn)生二次污染。3.制備臭氧的電和空氣不需儲存和運輸制備臭氧的電和空氣不需儲存和運輸4.不產(chǎn)生污泥。不產(chǎn)生污泥。（2）缺點）缺點造價高，處理成本高。造價高，處理成本高。第16頁/共19頁五、電解法五、電解法1 定義定義利用電解的原理，使污染物質(zhì)在電解過程中沉積于電極表面或沉淀下來利用電解的原理，使污染物質(zhì)在電解過程中沉積于電極表面或沉淀下來或生成氣體來處理廢水的方法叫電解法。或生成氣體來處理廢水的方法叫電解法。2 電解槽的結(jié)構(gòu)形式電解槽的結(jié)構(gòu)形式（1）回流式（）回流式（P507)優(yōu)點：水流沿極板優(yōu)點：水流沿極板折流前進折流前進，流程長，有利于離子擴散，電解槽容積利，流程長，有利于離子擴散，電解槽容積利用率高。用率高。缺點：施工和檢修困難。缺點：施工和檢修困難。（2）翻騰式）翻騰式極板懸掛，水流順著板面前進，減少漏電。極板懸掛，水流順著板面前進，減少漏電。第17頁/共19頁3 電解處理法的作用電解處理法的作用（1）氧化作用）氧化作用電解產(chǎn)生電解產(chǎn)生O2，可以對氧化有機物和無機物。，可以對氧化有機物和無機物。（2）還原作用）還原作用電解產(chǎn)生電解產(chǎn)生H2，可以還原某些物質(zhì)，如脫色。，可以還原某些物質(zhì)，如脫色。（3）混凝作用）混凝作用失去電子的金屬離子易水解生成羥基絡(luò)合物。失去電子的金屬離子易水解生成羥基絡(luò)合物。（4）浮選作用）浮選作用產(chǎn)生氣體，以微氣泡形式逸出，使雜質(zhì)上浮產(chǎn)生氣體，以微氣泡形式逸出，使雜質(zhì)上浮 第18頁/共19頁