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工业废水的物理化学处理

水污染控制工程教学 8污水的化学与物理化学处理

添加时间:2020/06/13

  污水的化学照料是行使化学响应的效用以去除水中的杂质。照料对象重要是污水中无机的或有机的( 难于生物降解的) 溶化物质或胶体物质。常用的化学照料办法有化学混凝、中和法、化学浸淀法和氧化还原法。常用的物理化学照料办法有吸附、离子交流、萃取和膜析法。 第 一 节 中 和 法 一、 湿投加法常用药剂是石灰、电石渣、石灰石等,有时也采用苛性钠和碳酸钠。中和药剂的投加量,可按化学响应式举办估算。石灰常运用熟石灰,配制成石灰乳液,浓度正在10%安排,响应正在池中举办。石灰量众时,可用生石灰。为了制止形成浸淀,石灰乳槽均装有搅拌开发。 二、过滤法石灰...

  污水的化学照料是行使化学响应的效用以去除水中的杂质。照料对象重要是污水中无机的或有机的( 难于生物降解的) 溶化物质或胶体物质。常用的化学照料办法有化学混凝、中和法、化学浸淀法和氧化还原法。常用的物理化学照料办法有吸附、离子交流、萃取和膜析法。 第 一 节 中 和 法 一、 湿投加法常用药剂是石灰、电石渣、石灰石等,有时也采用苛性钠和碳酸钠。中和药剂的投加量,可按化学响应式举办估算。石灰常运用熟石灰,配制成石灰乳液,浓度正在10%安排,响应正在池中举办。石灰量众时,可用生石灰。为了制止形成浸淀,石灰乳槽均装有搅拌开发。 二、过滤法石灰石或白云石作中和剂时常呈粗粒状,可作滤料,故用过滤法。 第二节 化学混凝法 胶体的特质与组织胶体的脱稳与凝固混凝剂与助凝剂影响混凝的成分混凝开发 胶体的特质与组织一、胶体特质1 1 、光学性子:有丁达尔效应(当一束光通过胶体时,从入射光的笔直偏向上可看到有一条光带,这个地步叫丁达尔地步。)行使此性子可甄别胶体与溶液、浊液。2 2 、力学性子:重要是指胶体的布朗运动。3 3 、外观机能:比外观积大,具有极大的外观自正在能 , 胶体具有猛烈的吸附才智和水化效用。return 电位离子反离子扩散层胶团边境滑动面胶粒固定层胶核 电位 电位胶体的组织 胶体的脱稳与凝固一、根基观念 混凝:水中胶体粒子以及微细悬浮物的汇集进程称为混凝,是凝固和絮凝的总称。 凝固:胶体遗失安静性的进程称为凝固。 絮凝:脱稳胶体彼此汇集称为絮凝。 混凝进程涉及:①水中胶体的性子;②混凝剂正在水中的水解;③胶体与混凝剂的彼此效用。return 由胶体粒子的双电层组织可知,反离子的浓度正在胶粒外观处最大,并沿着胶粒外观向外的隔绝呈递减漫衍, 最终与溶液中离子浓度相当. 当向溶液中投加电解质,使溶液中离子浓度增高,则扩散层的厚度将减小。该进程的骨子是到场的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有局限反离子挤压到固定层中,从而使扩散层厚度减小。因为扩散层厚度的减小, 电位相应消浸,因而胶粒间的彼此排斥力也删除。另一方面,因为扩散层减薄,它们相撞时的隔绝也删除,因而彼此间的吸引力相应变大。从而其排斥力与吸引力的协力由斥力为主酿成以引力为主( 排斥势能隐没了) ,胶粒得以缓慢凝固。1 、压缩双电层效用二、混凝机理 吸附架桥效用重要是指链状高分子会合物正在静电引力、范德华力和氢键力等效用下,通度日性部位与胶粒和渺小悬浮物等发作吸附桥联的进程。当三价铝盐或铁盐及其他高分子混凝剂溶于水后,经水解、缩聚响应造成高分子会合物,具有线形组织。这类高分子物质可被胶粒所猛烈吸附。会合物正在胶粒外观的吸附根源于各式物理化学效用,如范德华引力、静电引力、氢键.配位键等,取决于会合物同胶粒外观二者化学组织的特质。因其线形长度较大,当它的一端吸附某一胶粒后,另一端又吸附另一胶粒,正在相距较远的两胶粒间举办吸附架桥,使颗粒逐步变大,造成粗大絮凝体。2 、吸附架桥效用 本机理能注释当废水浊度很低时有些混凝剂结果欠好的地步.由于废水中胶粒少,当会合物扩张局限一端吸附一个胶较后,另一端因粘连不着第二个胶粒,只可与原先的胶粒粘连,就不行起架桥效用,从而达不到混凝的结果。正在废水照料中,对高分子絮凝剂投加量及搅拌光阴和强度都应苛苛统制,如投加量过大时,一起源微粒就被若干高分子链困绕,而无空缺部位去吸附其他的高分子链,结果变成胶粒外观饱和形成再稳地步。依然架桥絮凝的胶粒,如受到强烈的长光阴的搅拌,架桥会合物大概从另一胶粒外观脱开,重又卷回原所正在胶粒外观,变成再安静状况。显明,正在吸附桥联进程中,肢粒并不必定要脱稳,也无需直接接触。这个机理可注释非离子型或带同号电荷的离子型高分子絮凝剂取得好的絮冻结果的地步。 当采用硫酸铝、石灰或氯化铁等高价金属盐类作凝固剂时,当投加量大得足以缓慢浸淀金属氢氧化物〔如Al(OH) 3 ,Fe(OH) 3 )或带金属碳酸盐(如CaCO 3 )时,水中的胶粒和渺小悬浮物可被这些浸淀物正在造成时举动晶核或吸附质所网捕。水中胶粒自身可举动这些浸淀所造成的焦点时,凝固剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比,即胶粒越众,金属凝固剂投加量越少。3 、浸淀物网捕效用 硫酸铝正在水中的化学响应硫酸铝Al 2 (SO 4 )18H 2 O溶于水后,当即离解出铝离子,一般是以[Al(H 2 O) 6 ] 3+ 存正在,但接着会发作水解与缩聚响应,造成分别的产品。产品征求:未水解的水合铝离子、单核羟基络合物、众核羟基络合物、氢氧化铝浸淀等。各式产品的比例众少与水解条目(水温、pH、铝盐投加量)相闭。 硫酸铝的混凝机理分别pH条目下,铝盐大概形成的混凝机理分别。何种效用机理为主,决议于铝盐的投加量、pH、温度等。本质上,几种大概同时存正在。pH3 纯洁的水合铝离子起压缩双电层效用;pH=4~5 众核羟基络合物起吸附电性中和;pH=6.5-7.5 氢氧化铝起吸附架桥; 混凝剂和助凝剂一、 混凝剂混凝剂应适宜以下条件:①混冻结果好;②对人体无迫害;③运用利便;④货源充溢,价值低廉。目前混凝剂的品种有不少于 200 - 300 种,分为无机与有机两大系列,睹 外1 1 。与硫酸铝比拟,三氯化铁具有以下便宜:①合用的 pH 值范畴较宽;②造成的絮凝体比铝盐絮凝体密实;③照料低温低浊水的结果优于硫酸铝;④但三氯化铁腐化性较强。硫酸亚铁日常与氧化剂如氯气同时运用,以便将二价铁氧化成三价铁。return 外1 常用的混凝剂无机铝系硫酸铝 明矾 会合氯化铝( PAC )会合硫酸铝( PAS )适宜 pH : 5.5- - 8 铁系三氯化铁 硫酸亚铁 会合氯化铁硫酸铁(邦内分娩少)会合硫酸铁适宜 pH :5 5- - 11 ,但腐化性强有机人工合成阳离子型:含氨基、亚氨基会合物 邦内尚少阴离子型:水解聚丙烯酰胺( HPAM )非离子型:聚丙烯酰胺( PAM )两性型 运用极少自然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等微生物絮凝剂 会合氯化铝又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝,机能优于硫酸铝。其因素取决于羟基与铝的摩尔数之比,一般称之为碱化度B B ,按下式谋划:会合铁征求会合硫酸铁与会合氯化铁,目前常用的是会合硫酸铁,它的混冻结果优于三氯化铁,它的腐化性远比三氯化铁小。] [ 3] [AlOHB   二、助凝剂助凝剂:凡能降低或改进混凝剂效用结果的化学药剂可称为助凝剂。助凝剂可能列入混凝,也可不列入混凝。广义上可分为以下几类:①酸碱类:调剂水的 pH ,如石灰、硫酸等;②加大矾花的粒度和结实性:如活化硅酸、骨胶、高分子絮凝剂;③氧化剂类:摧毁作对混凝的物质,如有机物。如投加 Cl 2 2 、O O 3 3 等。 影响水混凝的重要成分一、概述影响混冻结果的成分比拟庞大,重要征求:①原水性子,征求水温、水化学特质、杂质性子和浓度等;②投加的混凝剂品种与数目;③运用的絮凝开发及其闭连水力参数。return 水温水温低时,一般絮凝体造成平缓,絮凝颗粒微小、松散,凝固结果较差。其起因有:①无机盐水解吸热;②温度消浸,粘度升高,布朗运动削弱;③水温低时,胶体水化效用巩固,滞碍凝固;④水温与水的 pH 值相闭原水性子的影响 pH 值和碱度水的 pH 值对混冻结果的影响水平,与混凝剂品种相闭。混凝时最佳 pH 范畴与原水水质、去除对象等亲切相闭。当投加金属盐类凝固剂时,其水解会天生H H + + ,但水中碱度有缓冲效用,当碱度不足时需求投加石灰。石灰投量按下式估算:[CaO]=3[a] [x] + [] (6 6- - 13 )式中 [CaO] :纯石灰 CaO 投量, mmol/L ;[a] :混凝剂投量, mmol/L ;[x] :原水碱度,按 mmol/L , CaO 计;[] :担保响应顺遂举办的残存碱度 悬浮物浓度杂质浓度低,颗粒间碰撞机率低落,混冻结果差。接纳的对策有:①加高分子助凝剂;②加粘土③投加混凝剂后直接过滤借使原水悬浮物含量过高,为删除混凝剂的用量,一般投加高分子助凝剂。如黄河高浊度水常需投加有机高分子絮凝剂举动助凝剂。 混凝剂的影响混凝剂品种混凝剂的选拔重要取决于胶体和渺小悬浮物的性子、浓度。如水中污染物重要呈胶体状况,且 电位较高,则应先投加无机混凝剂使其脱稳凝固,如絮体微小,还需投加高分子混凝剂或配合运用活性硅酸等助凝剂。许众情景下,将无机混凝剂与高分子混凝剂并用,可鲜明降低混冻结果,扩展利用范畴。对待高分子混凝剂而言,链状分子上所带电荷量越大,电荷密度超高,链状分子越能充裕延长,吸附架桥的空间范畴也就越大,絮凝效用就越好。 混凝剂投加量投加量除与水中微粒品种、性子、浓度相闭外,还与混凝剂种类、投加式样及介质条目相闭。对任何废水的混凝照料,都存正在最佳混凝剂和最佳投药量的题目,应通过试验确定。日常的投加量范畴是:平时铁盐、铝盐为 10 ~ 30mg /L L ;会合盐为平时盐的1/3 ~ 1/3 ;有机高分子混凝剂一般只需1 1 ~ 5mg/L ,且投加量过量,很容易变成胶体的再稳。 混凝剂投加按序当运用众种混凝剂时,其最佳投加按序可通过试验来确定。日常而言,当无机混凝剂与有机混凝剂并用时,先投加无机混凝剂,再投加有机混凝剂。但当照料的胶粒正在 50m 以上时, , 常先投加有机混凝剂吸附架桥,再加无机混凝剂压缩扩散层两使胶体脱稳。 水力条目对混冻结果有紧张影响。两个重要的统制目标是搅拌强度和搅拌光阴。搅拌强度常用速率梯度G G 来外现。正在混淆阶段,条件混凝剂与废水缓慢匀称的混淆,为此条件G G 正在 500 ~ 1000s- -1 1 ,搅拌光阴t t 应正在 10 ~ 30s 。而到了响应阶段,既要创作足够的碰撞时机和杰出的吸附条目让絮体有足够的滋长时机,又要制止天生的小絮体被打碎,因而搅拌强度要逐步减小,而反合时间要长,相应G G 和t t 值分袂应正在 20 ~ 70s - -1 1 和 15 ~ 30min 。为确定最佳的工艺条目,日常情景下,可能用烧杯搅拌法举办混凝的模仿试验。试验办法分为单成分试验和众成分试验。日常应正在单成分试验的根基上采用正交计划等数理统计法举办众成分反复试验 . 水力条目 混凝开发混凝剂的配制溶化池容积W W 1 1 :W W 1 1 = = ( 0.2- - 0.3 )W W 2 2 (6 6- - 14 )式中W W 2 2 为溶液池容积。(6 6- - 15 )式中:W W 2 2 溶液池容积,m m 3 3Q Q 照料的水量,m m 3 3 /ha a 混凝剂最大投加量, mg/Lc c 溶液浓度,日常取 5%- - 20%n n 逐日调制次数,日常不突出3 3 次cnaQcnaQW417 1000 1000100 242    return 混凝剂投加混凝剂投加开发征求计量开发、药液擢升开发、投药箱、需要的水封箱以及注入开发等。1. 计量开发计量开发有:转子流量计;电磁流量计;计量泵等。 2. 投加式样(1 1 )泵前投加:平和牢靠,日常合用取水泵房距水厂较近者。(2 2 )高位溶液池重力投加:合用取水泵房距水厂较远者,平和牢靠,但溶液池地点较高。 (3 3 )水射器投加:开发纯洁,运用利便,溶液池高度控制小,但出力低,易磨损。(4 4 )泵投加:不必另计划量开发,适合混凝剂主动统制系 统,有利于药与 剂与 水混淆。 混淆开发(1 1 )水泵混淆投药投加正在水泵吸水口或管上。混淆结果好,精打细算动力,各式水厂均可用,常用于取水泵房贴近水厂照料修筑物的局面,两者间距不大于 150m 。(2 2 )管式混淆管式静态混淆器:流速不宜小于1m/s ,水头失掉不小于 0.3- - 0.4m ,纯洁易行。 扩散混淆器,是正在管式孔板混淆器前加一个锥形帽,锥形帽夹角 90 。顺流偏向投影面积为进水管总截面面积的1/4 ,开孔面积为进水管总截面面积的 3/4 ,流速为 1.0- -1.5m/s ,混淆光阴2 2- - 3s 。(3 3 )刻板混淆正在池内装配搅拌安装,搅拌器可能是桨板式、螺旋桨式或透平式,速率梯度 700- - 1000s - -1 1 ,光阴 10- - 30s 以内,便宜是混淆结果好,不受水质影响,污点是扩张刻板开发,扩张维修管事。 响应开发1. 隔板絮凝池隔板絮凝池分来去式和反转式。 隔板絮凝池的水头失掉由部分水头和沿程水头失掉构成。来去式总水头失掉日常正在 0.3- - 0.5m ,反转式的水头失掉比来去式的小 40 %安排。隔板絮凝池特质:构制纯洁、执掌利便,但絮冻结果担心静,池子大。适宜洪流厂。 2. 折板絮凝池一般采用竖流式,它将隔板絮凝池的平板隔板改成必定角度的折板。折板波峰对波谷平行装配称 “ 同妨害板 ” ,波峰相对装配称 “ 异妨害板 ” 。与隔板式比拟,水流条目大大改进,有用能量损耗比例降低,但装配维修较清贫,折板用度较高。 3. 刻板絮凝池搅拌器有浆板式和叶轮式,按搅拌轴的装配地点分水准轴式和笔直轴式。第一格搅拌强度最大,尔后慢慢减小,G G值也相应减小,搅拌强度决议于搅拌器转速和桨板面积。 计划参数①絮凝光阴 10- - 15 分。②池内日常设3 3 ~4 4 挡搅拌机。③搅拌机转速按叶轮半径中央点线速率谋划确定,线m/s 逐步减小至末挡的 0.2m/s 。④桨板总面积宜为水流截面积的 10 ~ 20%,不宜突出 75 %,桨板长度不大于叶轮半径的 75 %,宽度宜取 10 ~ 30cm 。优污点刻板絮凝池的便宜是调剂容易,结果好,大、中、小水厂均可,但维修是题目。 4. 穿孔旋流絮凝池由若干方格构成。分格数日常不少于6 6 格。流速逐步减小,G G 也相应减小以适宜絮凝体造成,孔口流速宜取 0.6 ~ 1.0m/s ,结尾流速宜取 0.2 ~ 0.3m/s 。絮凝光阴 15 ~ 25min 。穿孔旋流絮凝池的便宜是构制纯洁,施工利便,制价低,可用于中、小型水厂或与其他式样的絮凝池组合利用。 5. 网格、栅条絮凝池网格、栅条絮凝池计划成众格竖井回流式。每个竖井装配若干层网格或栅条,各竖井间的隔墙上、下交叉开孔,进水端至出水端逐步删除,日常分3 3 段统制。前段为密网或密栅,中段为疏网或疏栅,末段担心装网、栅。网格絮凝池结果好,水头失掉小,絮凝光阴较短,但还存正在结尾池底积泥地步,小数水厂出现网格上茂盛藻类、阻塞网眼地步。 6. 分别式样絮凝池组合利用每种式样的絮凝池各有其优污点。分别式样的絮凝池组合利用可能彼此增补,取长补短。来去式和反转式隔板絮凝池正在竖向组合是常用式样之一,穿孔旋流与隔板絮凝池也往往组合利用。分别式样絮凝池配合运用,结果杰出,但开发式样增加,应依照简直情景决议。 澄清池澄清池是不妨同时告竣混凝剂与原水的混淆、响应和絮体浸降三种效力的开发。它行使的是接触凝固道理,即为了深化混凝进程,正在池中让依然天生的絮凝体悬浮正在水中成为悬浮泥渣层( ( 接触凝固区) ) ,当投加混凝剂的水通过它时,废水中复活成的微絮粒被缓慢吸附正在悬浮泥渣上,从而不妨到达杰出的去除结果。因此澄清池的要害局限是接触凝固区。维持泥渣处于悬浮、浓度匀称安静的管事条目已成为完全澄清池配合特质。 依照泥渣与废水接触式样的分别,澄清池可分为两大类:一类是悬浮泥渣型,它的泥渣悬浮状况通过上升水流的能量正在池内造成的,当水流从下往上通过泥渣层时,扣留水中夹带的小絮体,重要式样有悬浮澄清池、脉冲澄清池等;另一类是泥渣轮回型,即让泥渣正在竖直偏向上不停轮回,通过该轮回运动捕集水中的微细絮粒, , 并正在分散区加以分散,重要式样有刻板加快澄清池和水力轮回加快澄清池。正在废水照料中,利用最平常的刻板加快澄清池。 管事进程废水从进水管进入环形配水三角槽, , 混凝剂通过投药管加正在配水三角槽中,再沿途流入混淆室,举办水与药剂和回流污泥的混淆。因为涡轮的擢升效用,混淆后的泥被擢升到响应室,连续举办混凝响应, , 并溢流到导流室。导流室中有导流板,使废水准稳地沿伞形罩进入分散室,分散室中设有排气管,将废水中带入的气氛排出,删除对泥水分散的作对,泥渣便靠重力自然下浸,清液由集水槽和出水管流出池外。 第三节 化学浸淀法 用易溶的化学药剂( 可称浸淀剂) 使溶液中某种离子以它的一种难溶的盐和氢氧化物式样从溶液中析出,正在化学上称浸淀法,正在化工和境况工程上称化学浸淀法。废水照料中,常用化学浸淀法去除废水中的无益离子,阳离子如Hg 2+ 、 、Cd 2+ 、 、Pb 2+ 、 、Cu 2+ 、 、Zn 2+ 、Cr 6+ ,阴离子如SO 4 2- 、 、PO 4 3- 。难溶盐和难溶氢氧化物正在溶液中的离子的浓度之积( 称溶度积K s ) 是常数,当能贯串成难溶盐的两种离子的浓度之积突出这盐的溶度积时,该盐将析出,而这两种离子的浓度将低落,需求去除的离子就与水分散。 第四节 氧化还原法 化学氧化还原是转化废水中污染物的有用办法。废水中呈溶化状况的无机物和有机物,通过化学响应被氧化或还原为微毒、无毒的物质,或者转化成容易与水分散的状态,从而达遍地理的宗旨。与生物氧化法比拟,化学氧化还原法需较高的运转用度。因而,目前化学氧化还原法仅用于饮用水照料、特种工业用水照料、有毒工业废水照料和以回用为宗旨的废水深度照料等有限局面。 一 化学氧化法采用的氧化剂征求下列几类。①承担电子后还原成负离子的中性分子,如Cl 2 、O 2 、 O 3 。②带正电荷的离子,承担电子后还原成负离子,如漂白粉的次氯酸根中的Cl + 变为Cl - 。③带正电荷的离子,承担电子后还原成带较低正电荷的离子,如MnO 4 + 中的Mn 7+ 变为Mn 2+ ,Fe 3+ 变为Fe 2+ 等。 1 、氯氧化氯气是普通运用的氧化剂,用于给水消毒和废水氧化。化学式 分子量氯当量molCl 2 /mol含氯量W% 有用氯W %液氯 Cl 2 71 100 100漂白粉CaCl(OCl) 127 1 56 56次氯酸钠NaOCl 74.5 1 47.7 95.4次氯酸钙Ca(OCl) 2 143 2 49.6 99.2一氯胺 NH 2 Cl 51.5 1 69 138亚氯酸钠NaClO 2 90.5 2(酸性) 39.2 156.8氧化二氯Cl 2 O 87 2 81.7 163.4二氯胺NHCl 2 86 2 82.5 165 废水的氯氧化(1)含氰废水照料 氧化响应分为两个阶段举办。第一阶段,正在pH=10~11时,此响应只需5分钟。第二阶段将CNO - 氧化为NH 3 (酸性条目)或N 2 (pH8~8.5),响应可正在1小时之内完结。(2)含酚废水的照料 本质投氯量必需过量数倍,日常要赶过10倍安排。(3)废水脱色 氯有较好的脱色结果,可用于印染废水,TNT废水脱色。脱色结果与pH值以及投氯式样相闭。 CNO CN 2 、臭氧氧化臭氧O 3 是氧的同素异构体,是一种具有鱼腥味的淡紫色气体。沸点-112.5℃;密度2.144kg/m 3 ,另外,臭氧还具有以下少许紧张性子。(1)担心静性:正在常温下容易剖析成为氧气并放出热量。(2)溶化性:正在水中溶化度比纯氧高10倍,比气氛高25倍。(3)毒性:高浓度臭氧是有毒气体,有猛烈的刺激效用(4)氧化性:一种强氧化剂,氧化还原电位与pH值相闭。(5)腐化性 臭氧具有强腐化性。 臭氧正在水照料中的利用水经臭氧照料,可到达消浸COD、杀菌、扩张溶化氧、脱色除臭、消浸浊度几个宗旨。臭氧的消毒才智比氯更强。对脊髓灰质炎病毒,用氯消毒,维持O.5~1mg/L余氯量,需1.5~2h,而到达同样结果,用臭氧消毒,维持O.045~O.45mgO 3 ,只需2min。将混凝或活性污泥法与臭氧化笼络,可能有用地去除色度和难降解的有机物,紫外线 分子和污染物分子,加快响应速率,巩固氧化才智,消浸具氧损耗量。目前臭氧氧化法存正在的污点是电耗大,本钱高。 3 、湿式氧化湿式氧化是正在较高的湿度和压力下,用气氛中的氧来氧化废水中溶化和悬浮的有机物和还原性无机物的一种办法。因氧化进程正在液相中举办,故称湿式氧化。与日常办法比拟,湿式氧化法合用范畴广、照料出力高、二次污染低、氧化速率速、安装小、可接纳能量和有效物料。目前湿式氧化法平常用于百般高浓度废水及污泥照料,特别是毒性大,难以用生化办法照料的农药废水、染料废水、制药废水、煤气洗涤废水、制纸废水、合成纤维废水及其他有机合成工业废水的照料。 4 、其他氧化剂氧化1.高锰酸盐氧化高锰酸盐是一种强氧化剂,能与水中的Fe 3+ 、Mn 2+ 、S 2- 、CN - 、酚等有机物很好地响应,选拔妥贴投量,它能杀死许众藻类和微生物。2.过氧化氢氧化过氧化氢与催化剂Fe 2+ 组成的氧化体例一般称为Fenton试剂。正在Fe 2+ 催化下,H 2 O 2 能形成两种活动的氢氧自正在基,从而激励和传扬自正在基链响应,加快有机物和还原性物质的氧化。 废水中的某些金属离子正在高价态时毒性很大,可用化学还原法将其还原为低价态后分散除去。常用的还原剂有下列几类。①某些电极电位较低的金属,如铁屑、锌粉等。响应后:②某些带负电的离子,如NaBH 4 中的B 5+ ,响应后③某些带正电的离子,如FeSO 4 或FeCl 2 中的Fe 2+ ,响应后二 化学还原法  2 2, Zn Zn Fe Fe 2 4BO BH 3 2Fe Fe 1、还原除铬还原除铬一般征求二步。开始,废水中的Cr 2 O 7 2- 正在酸性条目下(pH<4为宜=与还原剂响应天生Cr 2 (SO 4 ) 3 ,再加碱(石灰)天生Cr(OH) 3 浸淀,正在pH=8-9时,Cr(OH) 3 的溶化度最小。亚硫酸石灰法的响应式如下:  O H SO Cr SO H O Cr H2 3 4 2 4 2 7 2 24 3             4 3 2 3 4 23 2 3 CaSO OH Cr OH Ca SO Cr 铁屑过滤除铬工业上也采用铁屑(或锌屑)过滤除铬。含铬的酸性废水(统制进水pH4-5)进入充填铁屑的滤柱,铁放出电子,形成Fe 2+ ,将Cr 6+ 还原为Cr 3+ ,跟着响应的不停举办,水中损耗了大方的H + ,使OH - 离子浓度增高,当其到达必定浓度时,与Cr 3+ 响应天生Cr(OH) 3 ,少量Fe 3+ 天生Fe(OH) 3 ,后者具有凝固效用。将Cr(OH) 3 吸附凝固正在沿途,并扣留正在铁屑孔隙中。一般滤柱内装铁屑高1.5m,采用滤速3m/h。 2、还原法除汞照料办法是将Hg 2+ 还原为Hg,加以分散和接纳。采用的还原剂为比汞活动的金属(铁屑、锌粒、铅粉、钢屑等)、硼氢化钠和醛类等。废水中的有机汞先氧化为无机汞,再行还原。采用金属还原除汞,一般正在滤柱内举办。响应速率与接触面积、温度、pH值、金属纯净度等成分相闭。一般将金属决裂成2~4mm的碎屑,并去掉外观污物。统制响应温度20~80℃。温度太高,虽响应速率速,但会有汞蒸气逸出。 第 五 节 吸 附 法 权衡目标吸附才智吸附速率固体吸附剂用吸附量权衡单元质地吸附剂正在单元光阴内所吸附的物质地吸附阶段颗粒外部扩散阶段孔隙扩散阶段吸附响应阶段吸附质从溶液中扩散到吸附剂外观吸附质正在吸附剂孔隙中连续向吸附点扩散吸附质被吸附正在吸附剂孔隙内的吸附点外观 一、 吸附道理吸附剂:固体外观有吸附水中溶化及胶体物质的才智, 比外观积很大的活性炭等具有很高的吸附才智。吸附物理吸附化学吸附吸附剂与吸附物质之间是通过分子间引力( 即范徳华力) 而形成的吸附吸附剂与被吸附物质之间形成化学效用,天生化学键惹起吸附 解说被吸附物的量与浓度之间的联系式称为吸附等温式。1. Freundlich 等温式nKmy1  lg1lg ) lg(nKmy 对上式取对数,可得: 2. Langmuir 等温式该公式是正在被吸附物质仅为单分子层的假定下导出的,式样为:11 KKmyKKK m y11 将上式变换成以下式样,运用时较利便: 吸附速率重要取决于外部扩散速率和孔隙扩散速率。外部扩散速率与溶液浓度成正比与吸附剂的比外观积的巨细成正比吸附剂颗粒直径越小,速率越速扩张溶液与颗粒间的相对运动速率,可降低速率孔隙扩散速率吸附剂颗粒越小,速率越速 吸附剂的物理化学性子和吸附质的物理化学性子对吸附有很大影响。极性分子( 或离子) 型的吸附剂容易吸附极性分子( 或离子) 型的吸附质。非极性分子型的吸附剂容易吸附非极性的吸附质。三、吸附剂1. 活性炭正在水照料中较众采用颗粒活性炭。再生是正在吸附剂自身的组织根基不发作变动的情景下,用某种办法将吸附质从吸附剂微孔中除去, 复兴它的吸附才智。二、影响吸附的成分 再生办法加热再生法正在高温条目下,降低了吸附质分子的能量,使其易于从活性炭的活性点摆脱;而吸附的有机物则正在高温下氧化和剖析,成为气态逸出或断裂成低分子化学再生法通过化学响应,使吸附质转化为易溶于水的物质而解吸下来 2. 腐植酸类吸附剂品种:自然的富含腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤等,它们可能直接运用或经纯洁照料后运用;将富含腐植酸的物质用妥贴的黏合剂制备成的腐植酸系树脂。腐植酸是一组浓郁组织的,性子与酸性物质近似的庞大混淆物。腐植酸类物质能吸附工业废水中的很众金属离子,如汞、铬、锌、镉、铅、铜等。腐植酸对阳离子的吸附,征求离子交流、螯合、外观吸附、凝固等效用。腐植酸类物质正在吸附重金属离子后, 可能用H 2 SO 4 、HCl 、NaCl 等举办解吸。 四、 吸附工艺和开发操作式样络续式间歇式将废水和吸附剂放正在吸附池内举办搅拌30min 安排,然后静置浸淀,消灭澄清液固定床转移床流化床吸附剂固定填放正在吸附柱(或 或塔 塔)中 中正在操作进程中按期地将亲近饱和的一局限吸附剂从吸附柱中排出,并同时将等量的新奇吸附剂到场柱中吸附剂正在吸附柱内处于膨胀状况,悬浮于由下而上的水流中 五、吸附法正在污水照料中的利用1. 吸附法除汞活性炭有吸附汞和汞化合物的机能,但因其吸附才智有限,只适宜于照料含汞量低的废水。吸附法除汞流程 2. 炼油厂、印染厂废水的深度照料某炼油厂含油废水,经隔油,气浮和生物照料后,再经砂滤和活性炭过滤深度照料。废水的含酚量从0.1mg/L( 生物照料后) 降至0.005mg/L ,氰从0.19mg/L 降至0.048mg/L ,COD从 从85mg/L 降至18mg/L。 。 第六节 离子交流法 骨子:不溶性离子化合物( 离子交流剂) 上的可交流离子与溶液中的其他同性离子的交流响应,是一种奇特的吸附进程,一般是可逆化学吸附。离子交流是可逆响应,其响应式可外达为:    H RM M RH交流树脂交流离子饱和树脂正在均衡状况下,树脂中及溶液中的响应物浓度适宜下列联系式:K ] [RH][M] [RM][HK 值的巨细能定量地反响离子交流剂对某两个固定离子交流选拔性的巨细。 一、离子交流剂离子交流树脂是人工合成的高分子会合物,由树脂本体( 又称母体或骨架) 和活性基团两个局限构成。品种 凝胶型树脂大孔型树脂众孔凝胶型树脂巨孔型(MR 型) 树脂高巨孔型( 超MR 型) 树脂按活性基团电离的强弱水平可分为强酸性阳离子交流树脂(-SO 3 H) )弱酸性阳离子交流树脂(-COOH) )强碱性阴离子交流树脂(-NOH) )弱碱性阴离子交流树脂(-NHOH) ) 二、离子交流树脂的选用1. 离子交流树脂的有用pH 范畴树脂类型强酸性离子交流树脂弱酸性离子交流树脂强碱性离子交流树脂弱碱性离子交流树脂有用pH范畴1~14 5~14 1~12 0~72. 交流容量定量外现树脂交流才智的巨细,单元为mol/kg(干 干树脂) 或mol/L( 湿树脂) 交流容量全交流容量管事交流容量必定量的树脂所具有的活性基团或可交流离子的总数目树脂正在给定管事条目下本质的交流才智3. 交联度交联度较高的树脂,孔隙较低,密度较大,离子扩散速率较低,对半径较大的离子和水合离子的交流量较小,浸泡正在水中时,水化度较低,形变较小,也就比拟安静,不易决裂。4. 交流势K 值越大,交流离子越容易庖代树脂上的可交流离子,也就解说交流离子与树脂之间的亲和力越大。 规 律( (1 )离子的交流的交流势, 除同它自身和离子交流树脂的化学性子相闭外, 温度和浓度的影响都很大。( (2 )正在常温和低浓度水溶液中,阳离子的价态越高,它的交流势越大。( (3 )正在常温和低浓度水溶液中,同价阳离子的交流势大致上是原子序数越高,交流势越大。( (4 )氢离子对阳离子交流树脂的交流势,取决于树脂的性子。( (5 )正在常温和低浓度水溶液中,对弱碱性阴离子交流树脂来说, 酸根( 阴离子) 的交流序列如下:SO 4 2- CrO 4 2- 柠檬酸根 酒石酸根 NO 3 - AsO 4 3- PO 4 3-MoO 4 2- 醋酸根、I - 、 、Br - Cl - F - 。 ( (6 )对强碱性阴离子交流树脂讲,离子的交流势随树脂的性子而异,没有日常性的顺序。( (7 )氢氧基对阴离子交流树脂的交流势决议于树脂类型。( (8 )离子量高的有机离子和金属络合离子的交流势特殊大。( (9 )大孔型树脂具有很强的吸附机能,往往可能吸附废水中的非离子型杂质。三、离子交流的工艺和开发离子交流安装固定床单层床双层床混淆床络续床转移床活动床 1. 交流开启进水阀1 和出水阀2 ,其余阀门闭塞。2. 反洗宗旨正在于松动树脂层,以便下一步再生时,注入的再生液能漫衍匀称,同时也实时地消除储蓄正在树脂层内的杂质、碎粒和气泡。先闭塞阀门1 和2 ,掀开反洗阀3 ,然后再逐步开大排水阀4 举办反洗。3. 再生先闭塞阀门3 和4 ,掀开排气阀7 及排水阀5 ,将水放到离树脂层外观10cm 安排,再闭塞阀门5 ,开启进再生液阀门8 ,排出交流器内气氛后,即闭塞阀门7, ,再妥贴开启阀门5 ,举办再生。 四、离子交流法正在废水照料中的利用1. 电镀含铬废水的照料分娩践诺解说,正在电镀车间铬镀槽的洗涤水闭道轮回体例中采用离子交流法分散、接纳铬酸是有用的。4. 洗涤先闭塞阀门8 ,然后开启阀门1 及5。 。固定床离子交流器的计划谋划,依照物料均衡道理,可得如下根基公式:T c c q AhEO V) (  A 离子交流器截面积,m 2 ; h 树脂层高度,m; ;E 交流树脂的管事交流容量,mmol/L; q v 废水准均流量,m 3 /h;c 0 进水浓度,mmol/L; c 出水浓度,nmol/L; ;T 交流周期,h。 。 第 七 节 萃 取 法 萃取:用妥贴的溶剂分散混淆物的进程。方法把萃取剂到场废水,并使它们充裕接触,无益物质举动萃取物从废水中蜕变到萃取剂中把萃取剂和废水分脱节了,废水就取得了照料把萃取物从萃取剂平分离出来,使无益物成为有效的副产物,而萃取剂则可回用于萃取进程才算正在时间上依然创立;其次,便是经济上的商酌 一、萃取剂萃取剂对被萃取物的溶化度要高,对水中其他物质的溶化度要低,而萃取剂自身正在水中的溶化度要低。分拨系数外征萃取剂的溶化机能:*s*cfccK 萃取剂正在废水中不会乳化,容易同废水分散。萃取剂要易于再生。萃取剂价值要低廉,供应要充满。 二、 萃取进程萃取进程的三种流程 单级萃取中萃取剂用量的谋划可依照物料衡算道理( 即流入萃取体例的萃取物量等于流出萃取体例的萃取物量) ,可得:c cs s c cs sc V c V c V c V   一般,废水的量和质与萃取剂的质都是已知的,要谋划萃取剂的量,从上式可得:ccs ss cc cc cV V本式也合用于众效萃取。 传质进程中的物质通报量同传质推进力成正比,也同两联贯触外观的面积成正比,因而得公式:A A*A A A) ( c A K c c A K G    B A B*B B) ( c A K c c A K G    三、萃取开发分类罐式( 萃取器)塔式( 萃取塔)离心思式( 离心萃取机) 1. 筛板萃取塔 2. 脉动筛板萃取塔 3. 转盘萃取塔 4. 填料萃取塔 四、萃取法正在废水照料中的利用1. 萃取法照料含酚废水 2. 萃取法照料含重金属废水某铜矿矿石场废水中含铜0.3~1.5g/L ,含铁4.5~5.4g/L ,含砷10~300mg/L ,pH =0.1~3 。该废水用 用N-510 作复合萃取剂,用萃取器举办六级逆流萃取,含铜的萃取剂用H 2 SO 4 举办反萃取,再生后反复运用。 第 八 节 膜 析 法 膜析法是行使薄膜以分散水溶液中某些物质的办法总称。一、渗析法半透膜的渗析效用依托薄膜中“孔道”的巨细分散分别的分子或离子依托薄膜的离子组织分散性子分别的离子依托薄膜的有选拔的溶化性分散某些物质 动力分子扩散效用电力压力渗析法电渗析法反渗法和突出滤法 二、 电渗析法海水淡化电渗析法示妄思 阳极响应式:   2OH 2H O 2H24 224SO H SO 2H   2e 2H O 2OH2    阴极响应式:  Fe 2e Fe 2  2H 2e 2H 用渗析法照料酸洗废水 三、反渗出法反渗出法是以压力为驱动力的膜法分散时间。渗出和反渗出 任何溶液都具有相应的渗出压,其数值取决于溶液中溶质的分子数,而与溶质的性子无闭,其数学外达式为:iRTc  当一律解离时,i 等于阴、阳离子的总数;对非电解质,则i =1。 。90 0.64 3.5%NaCl,1032.5kPa 浓郁聚酰膜92 0.44 3.5%NaCl,10132.5kPa CA混淆膜98 0.4 海水,6079.5kPa CA3中空纤维膜98 1.0 海水,10132.2kPa CA3复合膜90 0.8 1%NaCl,5066.3kPa CA2.5膜脱盐率/% 透水性 测试条目 种类几种反渗出膜的机能 安装板框式把渗出膜贴正在众孔透水板单侧或两侧,再紧贴正在不锈钢或环氧玻璃钢承压板的两侧,组成一个渗出元件管式把渗出膜装正在耐压微孔承压管的内侧或外侧,制成管状膜的元件螺旋卷式正在两层反渗出膜中心夹一层众孔的柔性格网,再鄙人面铺一层供废水通过的众孔透水格网,然后将它们的一端粘贴正在众孔集水管上,绕管卷成螺旋卷筒,并将另一端密封,就成为一个反渗出元件中空纤维式正在两层反渗出膜的原料空心纺丝而成中空纤维管 四、 突出滤法效用溶质正在膜外观和微孔孔壁上发作吸附溶质的粒径巨细与膜孔径相仿,溶质嵌正在孔中,惹起阻塞溶质的粒径大于膜孔径,溶质正在膜外观被刻板扣留,告竣筛分超滤的进程是动态进程,即正在超滤膜的外观既受到笔直于膜面的压力,使水分子得以透过膜面并与被扣留物质分散,同时又形成一个与膜外观平行的切向力,以将扣留正在膜外观的物质冲开。重要用于分散有机的溶化物, 如淀粉、卵白质、树胶、油漆等。 第八章 污水的化学与物理化学照料第 五 节 吸 附 法第 六 节 离子交流法第 七 节 萃 取 法第 八节 膜 析 法第 一 节 中 和 法第 二 节 化学混凝法第 三 节 化学浸淀法第 四 节 氧化还原法 小 结8种办法的名称、种别、合用条目、常用药剂、可照料对象

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