处理酸洗废水：中和法与危害，保护河流与生活环境

处理酸洗废水：中和法与危害，保护河流与生活环境

任务1 酸洗废水的处理观察配制的模拟酸洗废水的颜色、气味，对酸洗废水有一定的感性认识。1.启发引导是指在加工前用硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸或磷酸，或上述不同比例的混合酸，在加热的同时对金属进行清洗，以除去附着在金属表面的氧化物。从酸洗液中取出的金属材料表面仍有残留的酸洗液附着，必须用清水冲洗干净，这样洗去的冲洗水就是酸洗废水。酸洗废水呈酸性，含有大量的铁、镍、镉、氟等污染物，排放这种酸性废水会对河流造成不同程度的污染，影响人们的生活环境。 2、中和法处理酸洗废水 酸碱废水来源 化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂及金属酸洗车间 酸性废水 印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂等 碱性废水具有腐蚀性，碱造成的危害程度较小，需进行无害化处理。危害概述 中和法 酸性废水 碱性废水 酸碱废水相互中和剂 中和法 过滤 中和法 酸碱废水相互中和剂 中和法概述 中和剂 酸性废水中和剂 碱性废水中和剂 石灰、石灰石、白云石、苏打、烧碱等 盐酸、硫酸 酸碱废水相互中和法 酸性或碱性废水所需量——碱性废水碱当量浓度，克当量/L； 注：中和后溶液的pH值由生成产物决定 酸碱废水相互中和法 当水质、水量变化不大或后续处理对pH值要求较宽时 当水质、水量变化不大或后续处理对pH值要求较高时 当水质、水量变化较大而水量较少，连续流不能保证出水pH值要求，或出水含有其它杂质或重金属离子时，在集水井（或管道、混合池）进行连续混合。 连续流中和池、间歇中和池、化学中和法、酸性废水的化学中和处理、石灰等，根据中和反应方程式计算中和剂，中和反应，中和剂投加量，化学中和法，干式投加法，湿式投加，化学中和处理工艺流程，用石灰中和酸性废水时，搅拌反应时间一般为2~5分钟，但当废水中含有金属盐或其他毒物时，还应考虑去除金属和毒物的要求。

使用其它中和剂时，混合反应时间为5～20分钟 混合反应装置 化学中和法 沉降物量较少，采用重力排泥时 竖流沉淀池 沉降物量较大，重力排泥困难时 横流沉淀池 机械脱水或干场脱水 沉淀池 沉降物脱水装置 化学中和法 碱性废水的化学中和处理 硫酸、盐酸、硝酸 中和剂 中和反应 过滤 中和法只用于酸性废水的中和处理 碱性滤料：石灰石、大理石、白云石等 中和滤料 普通中和过滤器 上流式膨胀中和过滤器 转鼓式中和过滤器 过滤中和法 普通中和过滤器 适用范围： 低浓度酸性废水 上流式下流形式过滤中和法 上流式膨胀中和过滤器 恒滤速上流式膨胀中和过滤器 变速中和过滤器 三、 案例介绍 石灰石与消石灰两级中和法处理酸洗废水 实例二、控制参数 1、工艺流程 一次曝气中和：利用比消石灰价格便宜的石灰石，将酸洗废水的酸性由强酸中和为弱酸，可有效降低药剂成本 二次曝气中和：一次曝气中和反应器出水流入二次曝气中和混凝反应池后，投加消石灰对进水酸碱度进行微调，此阶段为污染物去除的主要阶段，采用砂滤作为保水措施，避免沉淀处理后出水中残留少量絮凝物导致出水污染物超标，从而保证出水各项指标能够稳定达标排放。 污泥处置：由于污泥主要由无机物组成，且含有大量重金属污染物，几乎不含有机污染物，不宜采用常规稳定化技术处理。污泥不含放射性物质，脱水后加入少量矿渣制成砖，采用蒸汽固化，可有效避免二次污染，或采用水泥固化方法。

2、工艺参数pH值：由于氢氧化铬在pH8.5～9.5时溶解度最低，因此在此pH范围内采用沉淀法效果最好。但酸洗废水中除铬外还含有其它金属离子，对含有几种金属离子的废水，平均pH值在8左右往往能得到最佳处理效果。投加量：由于酸洗废​​水中的主要金属离子污染物是在碱性条件下通过沉淀去除的，因此在此阶段作为中和剂加入的石灰的量将直接影响金属离子污染物的去除效果。沉淀回流比：当沉淀回流比控制在4时，不但能提高废水处理效果，而且不会过多增加废水处理的能量。 曝气强度：曝气量为0.15m3/min时，可使粒径0.5-3.0mm的石灰石处于悬浮运动状态，颗粒之间不断发生碰撞，有利于中和反应的进行。 四、小组讨论 小组讨论 “酸洗废水处理工艺应在哪些方面进行改进？” 任务二 电镀废水的处理 1、启发、引导 观察电镀废水的颜色等物理性质，对电镀废水形成感性认识。 1、电镀废水的来源及性质 电镀废水成分十分复杂，除了含氰废水、酸碱废水外，重金属废水是电镀行业潜在危害很大的一类废水。 根据重金属水中所含重金属元素，一般可分为含铬废水、含镍废水、含镉废水、含铜废水、含锌废水、含金废水、含银废水等。一般情况下，水的酸性较强，也有少量的碱性。重金属含量随表面活性剂、增白剂、生产工艺的不同而不同。

1.中和沉淀法：向含有重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属以不溶于水的氢氧化物沉淀形式分离出来。 2.硫化物沉淀法：加入硫化物沉淀剂，通过形成硫化物沉淀去除废水中的重金属离子。 化学沉淀法是将废水中处于溶解状态的重金属转化为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉淀法和硫化物沉淀法。 3.离子交换法处理电镀废水 离子交换法基本理论 离子交换过程 28 离子交换法 离子交换也是一种化学反应，也存在交换平衡。在平衡条件下，反应物浓度符合下列关系： 在平衡条件下，反应物浓度符合下列关系： k为平衡常数。kl，表示反应能顺利向右进行。 值越大表示交换反应越有利，逆反应越不利。k值的大小可以定量反映离子交换剂对两个固定离子的离子交换选择性的大小。 离子交换平衡 离子交换法 离子交换树脂再生过程 离子交换法 离子交换工艺采用分散预处理、收集和集中处理管理相结合的方式：含有Sn、Pb、Cr、Cu、Zn等低浓度重金属离子和少量有机物的多级逆流漂洗废水在各电镀企业进行现场预处理（破氰、调节pH）后，运至厂内储存调节池集中处理。 4、小组练习 分小组进行化学共沉淀法除锌磷和固定床离子交换法处理含铬废水，加深对化学沉淀法和离子交换法的认识。

任务三：处理涂装废水观察从汽车制造厂涂装车间取的废水，对涂装废水形成感性的认识。1、启发与指导涂装废水主要来源于机械行业的预脱脂、脱脂、表调、磷化、钝化等机械前处理工序；阴极电泳工序及中涂、面漆工序。 涂装前处理：亚硝酸盐、磷酸盐、乳化油、表面活性剂底漆：低溶剂阴极电泳漆膜、无铅阴极电泳漆膜、颜料、粉末、环氧树脂、丁醇、乙二醇单丁醚、异丙醇、二甲基乙醇胺、聚丁二烯树脂、二甲基乙醇、漆中涂、面漆：二甲苯、香蕉水等有机溶剂、漆膜、颜料、粉末。分类：涂装前处理：将废水中含有的疏水性污染物颗粒，或含有表面活性剂的亲水性污染物颗粒，从废水中选择性地吸附到气泡上，以泡沫的形式从水中分离除去，是一种固液、液液分离的方法。气浮涉及：三种介质：气、水、固，每两者之间存在界面张力σ，三相之间吸附界面形成的边界线称为润湿周。 通过润湿周界做水-颗粒界面张力作用线和水-空气界面张力作用线，两作用线的交角称为润湿接触角θ，见图。θ90，疏水，易上浮θ90，亲水2、浮选法处理涂料废水浮选剂集合：硬脂酸、脂肪酸及其盐、胺类调节剂：抑制剂、活化剂及介质调节剂起泡剂：表面活性剂对于亲水性颗粒的浮选，需将其表面改性为疏水后再加入浮选剂浮选剂：松香油、煤油、脂肪酸，它们起到连接颗粒和气泡的作用。

浮选工艺电解浮选法在直流电的电解作用下，阳极产生氢气，阴极产生氧气，并产生微小气泡。气泡较溶气法、扩散气法小。具有多种作用：BOD去除、氧化、脱色等，去除污染物范围广，污泥量少，占地面积小。但耗电量大。浮选工艺扩散气浮选法扩散板曝气浮选法：压缩空气通过扩散装置，以微小气泡形式进入水中。特点：简便易行，但易堵塞，浮选效果不高。叶轮浮选法：适用于处理水量小，污染物浓度高的废水。浮选工艺溶气浮选法特点：空气在水中溶解度大，能提供足够的微小气泡；气泡粒径小（20~100um）且均匀；设备工艺简单。部分溶气法：省电，溶气池小。 但如果溶气很多的话，则需要提高溶气池的压力。 回流加压溶气法：适用于SS较高的原水，但气浮池容积较大。 完全溶气工艺 部分溶气工艺 回流加压溶气工艺 三、案例介绍 天津市水务集团2002年采用了采用溶气气浮（DAF）技术的处理系统，该技术是利用微细气泡将水中的固体物质吸附并浮到水面，然后除去的水处理工艺。此工艺能有效去除水中引起臭味、破坏口感的藻类等低密度颗粒及有机物。采用此技术后，该水厂每天向天津市供应50万立方米的饮用水，除了生产能力增加、水质标准提高外，还采用新技术，使化学药剂的使用量减少30%，使自来水口感更好；增加了新的监控设备和操作系统，使水厂的自动化水平大大提高； 并增加新设备，防止氯气、氨气等有害气体的排放。四、小组实践各小组进行“混凝气浮工艺处理污水”实践，在实践中观察混凝气浮现象。