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工业废水的物理化学处理

4 水污染治理篇——废水的化学及物理化学处理

添加时间:2020/08/17

  废水的化学及物理化学解决4.1 中和法 酸和碱是常用的工业原料。运用酸、碱的工场往往有酸性废水、碱性废水。 酸性和碱性废水的解决,首选归纳运用。若浓度太低,常用中和法解决。废 水中和解决起初应试虑以废治废,然后才是药剂中和。 4.1.1 酸性废水的中和 中和剂能制成溶液或浆料时,可用投加法。中和剂为粒料或块料时,可用过 1、投药中和此法可中和任何性子、任何浓度的酸性废水。采用碱性物质中和酸性废水的 道理为中和反响。 常用的碱性中和剂有石灰、电石渣和石灰石、白云石,有时也可用NaOH、 Na2CO3。投药量按化学反响筹算或实行确定。 该法的瑕疵是劳动卫生前提差,操作打点庞杂,制备溶液、投配药剂须要较 众的板滞筑设。采用石灰质药剂时,其清楚的瑕疵是质料难于担保,灰渣较众, 浸渣体积大,且不易脱水。 酸性废 水投药中和流程图睹图4-1 图4-1 酸性废水投药中和流程图 2、过滤中和 过滤中和是用碱性固体颗粒物作滤料,以过滤的花样,使酸性废水与碱性固体颗粒物(CaCO3)弥漫接触而获得中和的一种手腕。此法中常用滤料有石灰 石(CaCO3)、大理石(CaCO3)、白云石(CaCO3MgCO3)等。 过滤中和所运用的中和滤池有浅显中和滤池、升流式膨胀中和滤池。 (1)浅显中和滤池为固定床,水的流向有平流式和竖流式两种。目前众采用竖 流式。竖流式又分为升流式和降流式两种,如图4-2。 图4-2 浅显中和滤池 (a)升流式;(b)降流式 (2)升流式膨胀中和滤池,能够分为恒速升流式和变速分流式两品种型。 图4-3 恒速升流式膨胀中和滤池 1-环形集水槽;2-净水区;3-石灰石滤料;4-卵石垫层;5-大阻力配水编制; 6-放空管 过滤中和解决硫酸废水时,因其产品硫酸钙熔化度小,易变成浸淀,影响 中和反响的举办,故应把持进水硫酸的浓度(PH>4 即可)。 过滤中和法的好处是操作打点粗略,出水pH值较巩固,浸渣起码(惟有废 水体积的0.1%),瑕疵是解决硫酸废水时,须要把持进水的硫酸浓度。 4.1.2 碱性废水的中和 碱性废水中和常采用工业废酸、酸性废气(如烟道气)两种手腕。采用废酸 和酸性废气中和,解决本钱较低,但因废物中率领有较众的杂质,故务必当心防 止二次污染的发生。 采用烟道气中和碱性废水,寻常正在喷淋塔等装备中举办,使废水解决与消烟 除尘、气体的净化联合起来。 4.2 混凝法是工业废水时时采用的一种解决手腕。苛重解决对象是水中的渺小悬浮物、乳状油和胶体杂质。 4.2.1 混凝道理 1、胶体的巩固性 胶体微粒都带有电荷。水中胶体微粒人人带有负电荷。胶粒正在水中的彼此作 用受以下三方面的影响: (1)带雷同电荷的胶粒发生静电斥力,况且电动电位愈高,胶粒间的静电斥力 愈大; (2)受水分子热运动的撞击,使微粒正在水中作不正派的运动,即“布朗运动”; (3)胶粒之间还存正在着彼此引力——范德华引力。当间距较大时,此引力略去 不计。 因为三种效用中第一种最剧烈,同时,带电胶粒将极性水分子吸引到它的周 围变成一层水化膜,同样能制止胶粒间彼此接触,故胶体微粒不行彼此聚结而长 期依旧巩固的涣散状况。 2、混凝道理 化学混凝的机理能够以为苛重是三方面的效用: (1)电性中和效用 混凝剂水解天生带正电荷的胶体,中和水中胶粒的负电荷, 使颗粒呈电中性,并吸附水中其他杂质等变成大颗粒而浸降下来,到达清水主意。 (2)吸附架桥效用高分子混凝剂溶于水后,经水解和缩聚反响变成具有线性 布局的高分子聚积物,正在相距较远的两胶粒间举办吸附架桥,使颗粒逐步结大, 变成肉眼可睹的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥效用而使微粒彼此粘结 的进程,称为絮凝。 (3)网捕效用 混凝剂水解而天生浸淀物正在水中变成颗粒较大的松散的网状结 构,正在自己浸降进程中,能集卷、网捕水中的胶体等微粒以至熔化杂质,变成“矾 上述三种效用发生的微粒凝聚外象——凝集和絮凝总称为混凝。4.2.2 混凝剂和助凝剂 1、混凝剂 用于水解决中的混凝剂应适应如下恳求:混凝成就优秀,对人体壮健无害, 价廉易得,运用利便。混凝剂的品种较众,苛重有以下两大类: (1)无机盐类混凝剂 目前运用最广的是铝盐和铁盐。 铝盐中苛重有硫酸铝、明矾等。 铁盐中苛重有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁等。 (2)高分子混凝剂 高分子混凝剂有无机和有机两种。 聚积氯化铝和聚积氯化铁是目前邦外里研制和运用对比通常的无机高分子 混凝剂。人工合成的聚积氧化铝是正在人工把持的前提下预先制成最优形式的聚积 物,它对各类水质适合性较强,合用的pH 值畛域较广,对低温水成就也较好, 变成的絮凝体粒大且重,所需的投量约为硫酸铝的1/2——1/3。 有机高分子混凝剂有自然的和人工合成的。有阳离子型、阴离子型、非离子 型三种。这类混凝剂都具有强壮的线状分子。每—大分子由很众链节构成。链节 间以共价健联合。 2、助凝剂 当单用混凝剂不行博得优秀成就时,可投加某些辅助药剂以降低混凝成就, 这种辅助药剂称为助凝剂。 助凝剂可用以调动或改进混凝的前提,也可用以改进絮凝体的布局,运用高 分子助凝剂的剧烈吸附架桥效用.使微小松散的絮凝体变得粗大而严密,常用的 有聚丙烯酰胺、活化硅酸等。 4.2.3 影响混凝成就的苛重成分 影响混凝成就的成分较庞杂,苛重有水温、水质和水力前提等。 1、水温水温对混凝成就有清楚的影响。低温时,水解速度特地舒徐,废水粘度大, 倒霉于脱稳胶粒彼此絮凝,影响絮凝体的结大,进而影响后续的浸淀解决的成就。 改进的要领是投加高分子助凝剂或是用气浮法取代浸淀法举动后续解决。 2、pH 废水的pH值对混凝的影响水平视混凝剂的种类而异。 为什么用铝盐或铁盐作混凝剂时成就受PH 值的影响会较大? 高分子混凝剂更加是有机高分子混凝剂,混凝的成就受pH 值的影响较小。 3、水中杂质的因素、性子和浓度 水中杂质的因素、性子和浓度都对混凝成就有清楚的影响。因影响的成分比 较庞杂,正在坐蓐和适用上,苛重靠混凝试验来拔取适合的混凝剂和最佳投量。 4、水力前提 混凝进程中的水力前提对絮凝体的变成影响极大。全部混凝进程能够分为两 个阶段:夹杂和反响。水力前提的配合对这两个阶段特地主要。 关于无机混凝剂,夹杂阶段恳求疾捷和激烈搅拌,正在几秒钟或一分钟内完 成;关于高分子混凝剂,夹杂反响能够正在很短的韶华内完工,况且不宜举办过分 激烈的搅拌。反响阶段恳求搅拌强度或水流速率应跟着絮凝体的结大而逐步降 低,省得结大的絮凝体被打碎。 4.2.4 化学混凝的工艺流程及筑设 1、化学混凝的工艺流程 图4-4 药剂的熔化和投加进程 图4-5化学混凝的工艺流程 2、化学混凝的筑设 (1)混凝剂的配制和投加筑设 混凝剂的熔化和配制。熔化池:熔化池应有搅拌装备,以加快药剂的熔化。 溶液池:药剂齐备熔化后,将浓药液送人溶液池,用净水稀释到必定的浓度 备用。 混凝剂溶液的投加。药剂进入废水中务必有计量及定量筑设,并能随时调动投加量。计量筑设可 以用转子流量计、电磁流量计等。图4-6 恒位水箱是一种常睹的粗略计量筑设。 图4-6 恒位水箱 投加式样:药剂进入原水中的式样,能够采用泵前靠重力投加,睹P60图4.6; 也能够用水射器投加,睹P60 图4.7;或直接用计量泵投加。 图4-8 泵前重力投加 图4-9 1-吸水管2-出水管 3-水泵 4-水封箱 1-溶液池 2、4-阀门 3-投药箱 5-漏斗 5-浮球阀 6-溶液池 7-漏斗 6-高压水管 8-原水管(2)夹杂筑设 为了创造优秀的混凝前提,恳求夹杂办法可能将进入的药剂疾捷平均地扩散 于被解决水中。夹杂办法品种较众,归结起来有水泵夹杂、隔板夹杂、板滞夹杂。 夹杂的基础恳求正在于通过对水体的剧烈搅动后,可能正在很短的韶华内促使药 剂平均地扩散到全部水体,到达疾捷夹杂的主意。 目前常用的夹杂筑设如下: 图4-10浆板夹杂池 图4-11 扩散夹杂器 (3)反响筑设 原水与药剂夹杂后,正在反响筑设中,具有絮凝本能的微絮凝颗粒接触碰撞, 变成肉眼可睹的大的密实絮凝体,从而竣工浸淀诀别的主意。故正在此进程中,应 舒徐搅拌,创造碰撞时机和吸附前提,防守较大矾花的下浸和碎裂。 为了到达较为疾意的絮凝成就,反响进程须要满意以下基础恳求: 颗粒具有弥漫的絮凝才华; 具备担保颗粒得回适宜的碰撞接触而又不致碎裂的水力前提; 具备足够的絮凝反合时间; 颗粒浓度推广,接触成就推广,即接触碰撞时机增加。 反响筑设有水力搅拌和板滞搅拌两大类,常用的有隔板反响池和板滞搅拌 反响池。 隔板反响池 图4-12反转式隔板反响池 图4-13 往来式隔板反响池 板滞搅拌反响池 图4-14 板滞搅拌絮凝池 混凝法的好处是筑设粗略,上马疾,保卫操作易于驾御,适合于间歇性坐蓐 运转,解决成就优秀。瑕疵是运转用度高,渣量大。 因为工业废水的性子庞杂众变,混凝剂的选用、投量以及运用前提等,务必 原委试验来确定。 4.3 氧化还原法 运用废水中的污染物正在化学反响进程中能被氧化或还原的性子,将它变更成 无毒或微毒的,或易于从水准分离出来的新物质,从而将其从废水中除去的手腕。 4.3.1 氧化法 氧化解决法是正在强氧化剂的效用下,水中的有机物被降解成粗略的无机物, 熔化的污染物被氧化为不溶于水,且易于从水准分离的物质,使水获得净化。此 法特地合用于废水中含有难以生物降解的有机物的解决。如农药、杀虫剂、酚、 氰化物,以及能惹起色度、臭味的丹宁、木质素等。 常用氧化剂有氯类和氧类两种。 1、氯氧化法 氯类氧化剂蕴涵气态氯、液态氯、次氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯等。正在废 水解决中,氯气被通常用作消毒剂,能杀灭细菌、正在害生物,扫除有毒物质的毒 10例:电镀含氰废水的解决。 解决中,先加碱调动废水PH 值至10 以上,同时按筹算量CNCl2=12.7 加氯,此时爆发以下反响: CN +H2O反响正在10~15 分钟完工。 为确保和平,此时将PH 值调治到8.5,举办再次氧化,按筹算量CNCl2=1 4.1 的110%加氯,将到达齐备氧化。 2CNO +2H2O此反响完工需1 小时。为避免氯气外逸污染处境,反响进程中加氯由加氯机 完工。 2、臭氧氧化法 臭氧是一种强氧化剂,正在水解决中对除臭、脱色、杀菌、除酚、氰和低浸 COD、BOD5 等均有明显成就。众余臭氧易分析为氧气,不发生二次污染,且能增 加水中熔化氧。运用前景广漠。 发生臭氧的手腕许众。目前正在工业上常用干燥氛围或氧气经无声放电制取。 常用的管式臭氧爆发器,如图4.13 所示。 用射流器使臭氧与水弥漫夹杂是一种有用的手腕,于是能够弥漫运用臭氧并 缩短接触反响的韶华,其流程如图4.14 所示。 臭氧具有强腐化性,因而筑设及管途应采用耐腐化原料或举办防腐解决。 正在整体运用方面,臭氧可用于污水解决厂的排出水消毒,废水三级解决以及 与其他解决手腕结合运用。 4.3.2 还原法 还原法目前苛重用于含铬、含汞等废水的解决。 1、硫酸亚铁—石灰法除铬 电镀车间含铬废水中苛重含六价铬,六价铬可有两种花样:铬酸根CrO4 。六价铬有剧毒且致癌。向含六价铬废水中插足硫酸亚铁还原剂后,六价铬被还原为三价铬,再插足石灰,即变成氢氧化铬浸淀,与废水诀别。 反响方程式为: 11 K2Cr207+6FeS04+11H20=Cr2(SO4)3+6Fe(OH)3+ K2S04+2H2S04 Cr2(SO4)3+5Ca(OH)2+2H2SO4=2Cr(OH)3+5CaS04+4H20 硫酸亚铁投加量与废水中含铬浓度相合,浓度越大,越亲近外面投加量 (Cr FeSO47H20=116质料比)。 石灰投加量可按把持pH=7.5~8.5 筹算。 干投硫酸亚铁后,搅拌10~15min,再投石灰,搅拌30min(湿投可淘汰搅 拌韶华),然后浸淀1.5~2h,搅拌可用压缩氛围、水泵或搅拌板滞。 因为电镀废水是间歇排放,因此反响筑设只需采用一个反响池即可。 2、还原除汞 工业含汞废水的解决,寻常采用的还原剂是比汞生动的金属(铁、锌等边 废物)或醛类等。采用金属还原汞,平凡正在滤柱中举办。此时的金属应碎裂成2—4mm 的碎屑。 碎屑中汞的接受,则采用隔断氛围加热,发生的汞蒸气,经冷却后即可回 4.4电解法 电解法即是运用电解的基础道理,使废水中无益物质通过电解进程,正在阴阳 南北极分离爆发氧化和还原反响,以转化成无害物,到达净化水质的主意。 4.4.1 电解还原法解决含铬废水 电解还原法解决含铬废水时,以铁为阳极和阴极。正在直流电的效用下,它们 朝阳极迁徙,被铁阳极溶蚀产品Fe 离子所还原。另外,阴极还直接还原一一面六价铬。苛重反响如下: 阳极还原: Cr2O7 +7H2OCrO4 +4H2O 阴极还原: Cr2O7 +7H2OCrO4 +4H2O12 浸淀去除: Cr =Cr(OH)3Fe =Fe(OH)3天生的Fe(OH)3,有凝集效用,能鞭策氢氧化铬缓慢浸淀。 电消释铬时,务必采用铁作阳极原料,可投加适量食盐,以增添溶液的导 电性;同时,氯离子能削弱阳极的钝化,鞭策铁阳极的溶蚀。 4.4.2 电浸积法去除与接受废水中的重金属离子 铜的冶炼、加工(如酸洗及电镀)进程中,发生大批的含铜废水,以CuSO4 式存正在于水中,可通过电解法接受铜,其电化学总反响如下:电解 CuSO4+H2O==Cu(阴极)十H2SO4+1/2O2(阳极) 废水中的很众其他重金属离子,如Au 等,都可用电浸积法去除与接受。 4.4.3 电解槽 电解法解决废水所用电解槽,按水流偏向可分为翻腾式、回流式及竖流式三 回流式电解槽:水流沿极扳水准折流进步。翻腾式电解槽:用隔板分成数段,正在每段中水流顺着板面进步,并以上下翻 腾式样流过各段隔板。 废水解决中最常采用的是翻腾式电解槽。 4.5 离子相易法 离子相易法是借助于一种被称作离子相易剂的特种原料,去除废水中离子型 污染物的废水解决手腕。 离子相易剂:正在其固体颗粒中有无害的可相易离子,它们能与废水中的某些 金属或非金属离子举办相易,从而去除无益因素,使水质获得净化。 13 离子相易法正在废水解决中,苛重用于去除废水中的金属离子;还能去除废水 中的磷酸、硝酸、氨、有机物等。但寻常只用于解决低浓度废水。 此法有通常的运用前景。 4.5.1 离子相易剂的品种 正在污水解决中运用的离子相易剂分无机和有机两大类。 无机离子相易剂自然矿石(如海绿石砂) 强酸性阳离子相易树脂RSO3H 有机离子相易树脂弱酸性阳离子相易树脂 RCOOH 强碱性阴离子相易树脂KNOH 弱碱性阴离子相易树脂 KNHOH 离子相易树脂布局和相易进程如P68 图4.17 所示。 4.5.2 离子相易剂的特色 (1)相易效用苛苛按等当量举办 (2)相易效用具有可逆性 (3)相易剂对相易离子有拔取性 离子相易树脂的拔取性是废水解决中,拔取树脂和确定解决工艺的苛重依照 之一。 4.5.3 离子相易法的运转式样 14 离子相易法的全进程蕴涵:相易、反洗、再生、淋洗四个进程。 寻常相易法的运转正在固定床内举办。这种相易器的构制及管途编制如P69 4.18所示。 离子相易床的再生式样苛重有顺流再生和逆流再生两种。 4.5.4 影响离子相易才华的成分 1、废水中悬浮物 阻碍、包裹2、有机物 与固定离子坚实联合3、高价金属离子 惹起树脂中毒。4、pH 强酸和强碱树脂相易才华基础上与pH无合。 弱酸或弱碱性树脂正在pH 高或低时才干获得较大的相易才华。 5、氧化剂 加快树脂的老化与分析。4.6 吸附法 吸附法是运用一种众孔性固体原料(吸附剂)的轮廓,来吸附水中的熔化污染 物,以接受或去除它们,使废水得以净化的废水解决手腕。 4.6.1 吸附道理 吸附可分为物理吸赞同化学吸附。借使吸附剂与被吸附物质之间是通过分子 间引力(即范德华力)而发生吸附,称为物理吸附;借使吸附剂与被吸附物质之间 发生化学效用,天生化学键惹起吸附,称为化学吸附。 物理吸赞同化学吸附跟着前提的转移能够相伴爆发。正在污水解决中,大批情 况下,往往是两种吸附的归纳结果。 4.6.2 吸附剂的品种 正在工业废水顶用到的吸附剂有活性炭、磺化煤、柴炭、焦炭、硅藻土、炉渣、 木屑以及粘土等。寻常吸附剂均呈松散众孔性布局,具有强壮的比轮廓积。差别 的吸附剂对解决吸附质会有差别的成就,运用时该当心拔取。 4.6.3 吸附运转式样 1、吸附的工艺进程 吸附剂与废水接触吸附——吸附剂与废水诀别——吸附剂的再生或更新。 15 2、运转式样 寻常可分为间歇与陆续两种。 (1)间歇式吸附:寻常采用固定床型吸附塔。 图4-15 降流式固定床型吸附塔构制示希图 依照解决水量、原水的水质和解决恳求差别,固定床又可分为单床式、众床 串联式和众床并联式三种,如图4-16 所示。 图4-16 固定床吸附操作示希图 (a)单床式;(b)众床串联式;(c)众床并联式 16 (2)陆续式吸附:寻常采用转移床来举办,如图4-17 所示。 转移床的工艺进程是,原水从吸附塔底部流入和吸附剂举办逆流接触,解决 后的水从塔顶流出,再生后的吸附剂从塔顶插足,亲近吸附饱和的吸附剂从塔底 间歇地排出。这种式样较固定床能弥漫运用吸附剂的吸附容量,而且水头亏损小。 因为采用升流式,废水从塔底流入,从塔顶流出,被拘押的悬浮物随饱和的吸附 剂间歇地从塔底排出,故不须要反冲洗筑设。但这种操作式样恳求塔内吸附剂上 基层不行相互夹杂。操作打点恳求高。 图4-17 转移床吸附塔构制示希图 4.6.4 影响吸附的成分 影响吸附的成分有: 1、温度 寻常吸附进程正在常温下举办,而解吸常正在高温下完工。 2、吸附质浓度 3、吸附接触韶华 4、废水的pH 174.6.5 吸附法正在污水解决中的运用 因为吸附法对进水的预解决恳求高,吸附剂的价钱腾贵,因而正在废水解决中, 吸附法苛重用来去除废水中的微量污染物,到达深度净化的主意。如:废水中少 量重金属离子的去除、少量无益的生物难降解有机物的去除、脱色除臭等。 4.7 膜诀别法 膜诀别法是采用额外的半透膜,对液体中某些因素举办拔取性透过的统称。 溶质透过膜的进程称为渗析,溶剂透过膜的进程为浸透。常用的膜诀别手腕有电 渗析、反浸透、超滤等。 4.7.1 电渗析 电渗析是运用离子拔取性半透膜解决废水,使离子态污染物从废水准分离出 去的手腕。此法采用的半透膜为离子相易膜。离子相易膜本质上是膜状的离子交 换树脂,与离子相易树脂的化学构成和化学布局类似,其区别正在于离子相易膜外 形为薄膜片状,其效用机理拔取透过性,因而又称拔取透过性膜;阳离子相易膜 只同意阳离子透过;阴离子相易膜只同意阴离子透过。离子相易树脂外形是圆形 粒状,其效用机理拔取吸附性。 1、电渗析事务道理 电渗析的基础道理是:正在外加直流电场效用下,水中带电荷离子正在电场效用 下作定向迁徙,运用阴、阳离子相易膜对水中离子的拔取透过性,使一一面溶液 中的离子迁徙到另一一面溶液中去,同时到达浓缩、诀别的主意。 电渗析器由众层离子相易膜构成。如图4-18 所示。正在阴极与阳极之间,放 置着若干瓜代陈设的阳膜与阴膜,让水通过两膜及网膜与南北极之间所变成的隔 室,正在两头电极接通直流电源后,水中阴、阳离子分离朝阳极、阴极偏向迁徙, 因为阳膜、阴膜的拔取透过性,就变成了瓜代陈设的离子浓度淘汰的淡室和离子 浓度推广的浓室。与此同时,正在两电极上也爆发着氧化还原反响,即电极反响, 其结果是使阴极室因溶液呈碱性而结垢,阳极室因溶液呈酸性而腐化。因而,正在 电渗析进程中,电能的耗费苛重用来制服电流利过溶液、膜时所受到的阻力以及 电极反响。 淡室、浓室、极室出水各具差别性子,应分离加以收贮。 18 图4-18 电渗析道理示希图 2、电渗析的运用 电渗析最初用于海水淡化,目前也运用于纯水的制备及某些工业废水的处 用电渗析法解决含镍废水,可将镍浓缩100~300倍,浓水可直接返回镀镍 槽运用。解决流程如P74 图4.24 所示。 运用电渗析法解决废水的实例有:解决碱法制纸废液,从浓液中接受碱,从 淡液中接受木质素;从芒硝废液中制取硫酸和氢氧化钠;从放射性废水准分离放 射性元素,将其浓缩等。 4.7.2 反浸透 反浸透法是一种借助压力促使水分子反向浸透,以浓缩溶液或废水的手腕。 浸透:借使将纯水和盐水用半透膜隔离,此半透膜惟有水分子可能透过而其 他溶质不行透过,则水分子将透过半透膜进人溶液(盐水),溶液逐步从浓变稀, 液面则不竭上升,直到液面高差与浸透压平均,这个外象叫浸透。 反浸透:借使将纯水和盐水用半透膜隔离,正在溶液的一侧施加压力,而且超 过它的浸透压,则溶液中的水就会透过半透膜,流向纯水一侧,而溶质被拘押正在 溶液一侧,这种手腕即是反浸透法(或称逆浸透法)。 19 反浸透进程的竣工务必具备两个前提:其一务必有一种高拔取性和高透水性 的半透膜;其二操作压力务必大于溶液的浸透压 4.7.2.1 反浸透道理如图4-19 所示。 图4-19 浸透和反浸透外象 反浸透4.7.2.2 各类花样反浸透装备: 图4-20 各类花样反浸透装备 (a)管式(b)卷式(c)中空纤维 20 4.7.2.3 反浸透法解决工艺: 反浸透法解决工艺依照原水水质和解决恳求的差别,苛重有单程式、轮回式 和众段式三种工艺,如图4-21 所示。单程式工艺只是原水一次原委反浸透器装 置解决,水的接受率(淡化水流量与进水流量的比值)较低;轮回式工艺是以一面 浓水回流来降低水的接受率,但淡水水质有所低浸;众段式工艺是以浓水众次处 理来降低水的接受率,用于产水量大的景象; 图4-21 反浸透解决工艺 反浸透技巧已通常用于海水的淡化、除盐和制取纯水等,还能用以去除水中 的细菌和病毒。但反浸透法所需的压力较高,事务压力要比浸透压力大几十倍。 为了担保反浸透装备的平常运转和延伸膜的寿命,正在反浸透装备前务必有弥漫的 预解决装备。反浸透装备寻常都由特意的厂家制成成套筑设后出售。正在坐蓐中, 依照须要予以选用。 4.7.3 超滤 21 超滤是与反浸透法极好像的一种膜诀别技巧。常温下,以压力差为驱动力, 迫使水和低分子量溶质透过膜,而拘押水中胶体巨细的颗粒,从而到达废水净化 或浓缩的主意。 超滤和反浸透的苛重区别正在于所需操作压力差别。由于超滤膜的孔径对比大 (2~10nm),只可阻滞大分子溶质,因此超滤所需压力低。 超滤装备与反浸透装备好像,常采用管式和卷式,但更众采用空心纤维式装备。 超滤正在工业废水解决方面运用较广,如纸浆废水、颜料和颜色废水、含油废 水、放射性废水的解决及食物工业废水中卵白质、淀粉等的接受都万分有用。近 年来,邦外里已将超滤用于生计饮用水制备上。 超滤进程中常存正在浓差极化外象,窒碍超滤的举办。低浸浓差极化外象,是 超滤技巧的主要课题。 一、实行主意1.熟习浅显疾滤池过滤、冲洗的事务道理 2.分解并驾御水反冲洗手腕 二、实行道理 疾滤池滤料层能拘押粒径远比滤料孔隙小的水中杂质,苛重通过接触絮凝效用,其次为筛 滤效用和浸淀效用。 三、实行筑设与试剂 过滤装备、GDS-3 型光电式搅浑度仪、烧杯、量筒、秒外、钢外尺、温度计 四、实行办法 1.将滤料举办一次冲洗,冲洗强度逐步加大到12~15L/(m .s),韶华几分钟,以便去除滤层内22 的气泡。 2.冲洗毕,开初滤水排水阀门,低浸柱内水位。 3.通入混水,首先过滤,滤速 8m/h,首先过滤后的 1min、3min、5min、10min、20min 30min测出水浊度。测进水浊度和水温。 4.提前遣散过滤,用安排类型划定的冲洗强度、冲洗韶华举办反冲洗。遣散后,测排水浊度、 水温。 五、实行结果及数据剖析 过滤历时/min进水浊度 出水浊度 流速L/h煤矿(泥水)废水絮凝浸降实行 一、实行主意 加深对混凝道理的明白。二、实行道理 23 水中的胶体颗粒均带负电,胶粒间的静电斥力、胶粒的布朗运动和胶粒轮廓的水化作 用等三种成分使胶粒不行彼此聚结而永久依旧巩固的涣散状况,三者中的静电斥力影响最 大。向水中投加混凝剂,能供应大批的正电荷,压缩胶团的扩散层,使电位低浸,静电斥力 淘汰。此时,布朗运动由巩固成分变更为不巩固成分,也有利于胶料的吸附凝集。同时,由 于双电层状况的存正在而发生的水化膜,也会因投加混凝剂低浸电位,而使水化效用削弱。混 凝剂水解变成的高分子物质或直接插足水中的高分子物质寻常具有链状布局,正在胶粒与胶粒 之间起着吸附架桥效用,纵然电位没有低浸或低浸不众,胶粒不行彼此接触,通过高分子链 状物吸附胶粒,也能变成絮凝体。 扫除或低浸胶体颗料巩固成分的进程叫做脱稳。胶稳后的脱粒,正在必定的水力前提下 才干变成较大的絮凝体,欲称矾花。直径较大且较密实的矾花容易下浸。自投混凝剂直至较 变成矾花的进程叫混凝。 混凝进程中,不光受水温、投加剂的量和水中胶体颗粒浓度的影响,还受水中的pH值 的影响。如pH值过低(小于4),则所投混凝剂的水解受到限定,其苛重产品中没有足够的 羟基(OH)举办桥联效用,也就阻挠易天生高分子物质,絮凝效用较差。借使pH值高(大 时),它又会呈现熔化,天生带电荷的络合离子,不行很好地阐发混凝效用。其它,混凝进程中的水力前提对絮凝体的变成影响极大,全部混凝进程分为两个阶段: 夹杂和反响。夹杂阶段恳求使药缓慢而平均的扩散到统统水中,以创造优秀的水解和聚积条 件,因而,夹杂恳求疾捷而激烈搅拌,正在几秒钟内完工;而反响阶段则恳求混凝剂的微粒通 过絮凝变成大的具有优秀的浸降本能絮凝体,因而,搅拌强度或水流速率随絮凝体的结大而 逐步低浸,省得大的絮凝体被打碎。本实行水流速率及搅拌速率已确定,可不切磋水力前提 的影响。 三、实行装备及仪器用品 烧杯(1000mL) 12 烧杯(2000mL) 18 烧杯(100mL) 量筒100mL 四、试剂24 硫酸铝Al 三氯化铁FeCl HCl(化学纯) 10% NaOH10% 聚丙烯酰胺6.足量的煤矿(泥水) 1ppm 五、实行办法 个1000mL烧杯,分离正在6 个烧杯中放入1000mL 原水和三个烧杯加200mL 确定能变成矾花的最小混凝剂量。其手腕是:正在用疾捷搅拌的三个200mL烧杯的原 水准分别加 FeCl 和聚丙烯酰胺,逐次推广1mL 的混凝剂投加量,直至呈现 矾花,这时的混凝剂投加量举动最小混凝剂,对比出三者顶用量起码的一种混凝剂即为混凝 剂的最佳拔取。 确定实行的最佳混凝剂的最佳投加量。依照办法3 确定的最佳拔取混凝剂的起码混凝剂投加量,取其1/4、1/2、3/4、5/4、3/2、 7/4、2 倍的剂量分离插足到8 个100mL 原水的烧杯中。 启动搅拌机,疾捷搅拌(约300r/min)半分钟,中速搅拌(约100r/min)10分钟, 慢速搅拌(约50r/min)10 分钟。若用污水举办混凝搅拌,速率可适宜放慢。 封闭搅拌机,静止浸淀10分钟,用50mL 打针针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次 约100mL)放入200mL 烧杯内,马上用搅浑仪测定水的浊度。每杯水样抽测三次。 将实行办法4~6的实行结果记入外2-4-2 中,由此可得出混凝剂投加量的最佳拔取。 (二)最佳pH值确定手腕 只1000mL的烧杯,分离放入1000mL 原水,置搅拌机上。 确定原水特性。测定原水搅浑度、pH值和温度。本实行所用原水与最佳投药量实行时雷同。 25 调治原水的pH值。用移液管递次用1#、2#、3#、4#装有1000mL原水的烧杯平分 别插足2.5、1.5、1.2、0.7mL 浓度为10%HCl,正在5#、6#、7#装有1000mL 原水烧杯平分别 插足0.2、0.7、1.2、1.5mL 浓度为10%的NaOH。 启动搅拌机,疾捷搅拌0.5分钟,转速约300r/min 随后停机,从每只烧杯中取50mL 水样放入三角烧杯中,递次用pH值。 用移液递次向烧杯中插足雷同剂量的混凝剂,投加剂量按上述混凝剂量最佳拔取和最佳投加量拔取实行中得出的最佳投加量来确定。 启动搅拌机,疾捷搅拌半分钟,转速约300r/min,中速搅拌10分钟,转速约100r/min, 慢速搅拌10 分钟后停机,转速约50r/min。 封闭搅拌机静置10 分钟后,用 50mL 打针针管抽出烧杯中的上清液(共抽三次约 100mL)放入200mL 烧杯中,马上用搅浑仪测定浊度(每杯水样测三次)。 将上述实行办法1~7 的实行结果记入外2-4-3中,由此可确定最佳pH值。 六、当心事项 正在最佳投药量、最佳pH 值实行中,向各烧杯加药剂时尽量同时投加避免因韶华间 隔较长各水样加药后反合时间是非相差太大,混凝成就悬殊。 正在测定浸淀水的浊度,用打针针筒抽吸清液时,不要搅动底部浸淀物,并尽量淘汰各烧杯的抽吸韶华。 七、实行结果摒挡和剖析 三种混凝剂的最佳拔取原水特性 Al 聚丙烯酰胺水样 编号 混凝剂 加注量 (mL) 相当 剂量 (mg) 水样 编号 混凝剂 加注量 (mL) 相当 剂量 (mg) 水样 编号 混凝剂 加注量 (mL) 相当 剂量 (mg) 浊度: 混凝剂投加量的最佳拔取水样编号 混凝剂加注量 (mL) 相当剂量 (mL) 均匀以浸淀水浊度为纵坐标,混凝剂加注量为横坐标,绘出浊度与药剂投加量合联弧线, 并从图上求出最佳混凝剂投加量。 八、实行结果接洽 本实行与水解决现实处境有哪些分歧?奈何订正?27 一、实行主意1.驾御中和的道理; 2.驾御简单过滤中和装备的筑制 二、实行道理 酸性废水遇碱性石灰石中和 三、实行筑设与试剂 PH值约为4 的酸性废水,透后塑料瓶、石灰石、小刀、筛网、细砂、小石头、浊度仪、 PH试纸、烧杯、尺。 四、实行办法 1.将取来的砂用筛网筛成细砂,将石头、砂洗净; 2.将塑料瓶大的一头去顶,去除一面做成平均布水器; 3.将大石头、石灰石、细砂递次平均铺正在塑料瓶中; 4.将酸性废水通过塑料瓶过滤; 5.滤后的水用浊度仪、PH试纸举办测定; 28 6.摒挡数据,剖析结果。 五、实行结果及数据剖析 进水浊度 出水浊度 进水PH值 出水PH值 滤料层厚度(mm)石头 石灰石 细砂

  溶液池 2、4-阀门 3-投药箱 5-漏斗 5-浮球阀 6-溶液池 7-漏斗 6-高压水管 8-原水管(2)夹杂筑设 为了创造优秀的混凝前提,恳求夹杂办法可能将进入的药剂疾捷平均地扩散于被解决水 中。夹杂办法品种较众,归结起来有水泵夹杂、隔板夹杂、板滞夹杂。 夹杂的基础恳求正在于通过对水体的剧烈搅动后,可能正在很短的韶华内促使药 剂平均地扩散到全部水体,到达疾捷夹杂的主意。 目前常用的夹杂筑设如下: 图4-10 浆板夹杂池 图4-11 扩散夹杂器 29 (3)反响筑设 原水与药剂夹杂后,正在反响筑设中,具有絮凝本能的微絮凝颗粒接触碰撞, 变成肉眼可睹的大的密实絮凝体,从而竣工浸淀诀别的主意。故正在此进程中,应 舒徐搅拌,创造碰撞时机和吸附前提,防守较大矾花的下浸和碎裂。 为了到达较为疾意的絮凝成就,反响进程须要满意以下基础恳求: 颗粒具有弥漫的絮凝才华; 具备担保颗粒得回适宜的碰撞接触而又不致碎裂的水力前提; 具备足够的絮凝反合时间; 颗粒浓度推广,接触成就推广,即接触碰撞时机增加。 反响筑设有水力搅拌和板滞搅拌两大类,常用的有隔板反响池和板滞搅拌反响池。 隔板反响池 图4-12 反转式隔板反响池 图4-13 往来式隔板反响池 板滞搅拌反响池 30 图4-14 板滞搅拌絮凝池 混凝法的好处是筑设粗略,上马疾,保卫操作易于驾御,适合于间歇性坐蓐运转,解决 成就优秀。瑕疵是运转用度高,渣量大。 因为工业废水的性子庞杂众变,混凝剂的选用、投量以及运用前提等,务必原委试验来 确定。 4.3 氧化还原法 运用废水中的污染物正在化学反响进程中能被氧化或还原的性子,将它变更成 无毒或微毒的,或易于从水准分离出来的新物质,从而将其从废水中除去的手腕。 4.3.1 氧化法 氧化解决法是正在强氧化剂的效用下,水中的有机物被降解成粗略的无机物,熔化的污染 物被氧化为不溶于水,且易于从水准分离的物质,使水获得净化。此法特地合用于废水中含 有难以生物降解的有机物的解决。如农药、杀虫剂、酚、氰化物,以及能惹起色度、臭味的 丹宁、木质素等。 常用氧化剂有氯类和氧类两种。 1、氯氧化法 氯类氧化剂蕴涵气态氯、液态氯、次氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯等。正在废水解决中, 氯气被通常用作消毒剂,能杀灭细菌、正在害生物,扫除有毒物质的毒性。 例:电镀含氰废水的解决。 解决中,先加碱调动废水PH值至10 以上,同时按筹算量CNCl =12.7加氯,此时 爆发以下反响: CN 反响正在10~15分钟完工。 31 为确保和平,此时将PH值调治到8.5,举办再次氧化,按筹算量CNCl =14.1的110% 加氯,将到达齐备氧化。 2CNO 此反响完工需1小时。为避免氯气外逸污染处境,反响进程中加氯由加氯机完工。 2、臭氧氧化法 臭氧是一种强氧化剂,正在水解决中对除臭、脱色、杀菌、除酚、氰和低浸COD、BOD 等均有明显成就。众余臭氧易分析为氧气,不发生二次污染,且能推广水中熔化氧。运用前景广漠。 发生臭氧的手腕许众。目前正在工业上常用干燥氛围或氧气经无声放电制取。 常用的管式臭氧爆发器,如图4.13 所示。 用射流器使臭氧与水弥漫夹杂是一种有用的手腕,于是能够弥漫运用臭氧并缩短接触反 应的韶华,其流程如图4.14 所示。 臭氧具有强腐化性,因而筑设及管途应采用耐腐化原料或举办防腐解决。 正在整体运用方面,臭氧可用于污水解决厂的排出水消毒,废水三级解决以及与其他解决 手腕结合运用。 4.3.2 还原法 还原法目前苛重用于含铬、含汞等废水的解决。 1、硫酸亚铁—石灰法除铬 电镀车间含铬废水中苛重含六价铬,六价铬可有两种花样:铬酸根 CrO

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