用化學(xué)法去除污水中過(guò)量的酸或堿,使其pH值達到中性的過(guò)程稱(chēng)為中和。處理含酸污水時(shí),以堿或堿性氧化物為中和劑,而處理堿性污水則以酸或酸性氧化物做中和劑。對于中和處理,首先考慮以廢治廢的原則,將酸性污水與堿性污水互相中和,或者利用廢堿渣(碳酸鈣堿渣、電石渣等)中和酸性污水,條件不具備時(shí),才使用中和劑處理。酸性污水中和處理經(jīng)常采用的中和劑有石灰、石灰石、白云石、氫氧化鈉、碳酸鈉等,堿性污水中和處理一般采用硫酸、鹽酸。
當酸堿污水的流量和濃度變化較大時(shí),應該先進(jìn)人水質(zhì)均質(zhì)調節池進(jìn)行均化,均化后的酸堿污水再進(jìn)入中和池。為使酸堿中和反應進(jìn)行得較完全,中和池內要設攪拌器進(jìn)行混合攪拌。當水
質(zhì)水量較穩定或后續處理對pH值要求較寬時(shí),可直接在集水槽、管道或混合槽中進(jìn)行中和。
1.酸性污水的中和
酸性污水的中和可分為酸性污水與堿性污水混合、投藥中和及過(guò)濾中和等三種。
(1)酸、堿污水中和法•
這種方法是將酸性污水和堿性污水共同引人中和池中’并在池內進(jìn)行混合攪枰。中和結果應該使污水呈中性或弱堿性,即根據酸堿中和原理計算酸、堿污水的混合比例或流量,并且使實(shí)際堿性污水的數量略大于計算量。當酸、堿污水的流量和濃度經(jīng)常變化,而且波動(dòng)很大時(shí),應該分別設置酸、堿污水調節池加以調節,再單獨設置中和池進(jìn)行中和反應,此時(shí)中和池容積應按 [#].5-2.Oh的污水量考慮。
(2)投藥中和法
酸性污水中和處理采用的中和劑種類(lèi)較多,其中碳酸鈉價(jià)格昂貴,使用較少,石灰價(jià)格便宜,所以使用較廣。用石灰做中和劑能夠處理任何濃度的酸性污水,常采用的是石灰乳法,氫氧化鈣對污水雜質(zhì)具有凝聚作用,因此很適用于處理含雜質(zhì)多的酸性污水。如果污水中含有鐵、鉛、銅、鋅等金屬離子,能消耗氫氧化鈣生成沉淀,因此計算中和藥劑的投加量時(shí),應考慮氫氧化鈣與金屬離子反應所消耗的量。
(3)過(guò)濾中和法
過(guò)濾中和法適用于中和處理不含其他雜質(zhì)的鹽酸污水、硝酸污水和濃度不大于2~ [#]g/L的硫酸污水等生成易溶鹽的各種酸性污水,不適于處理含有大量SS、油、重金屬鹽、砷、氟等物質(zhì)的酸性污水。具體做法是使污水流過(guò)具有中和能力的濾料,例如石灰石、白云石、大理石等。過(guò)濾中和法的優(yōu)點(diǎn)是操作管理簡(jiǎn)單,出水PH值比較穩定,不影響環(huán)境衛生,沉渣少,一般沉渣量少于污水體積的0.1%,缺點(diǎn)是進(jìn)水酸的濃度不能太高。
2.堿性污水的中和
堿性污水的中和處理除了使用酸性污水中和外,還有投酸中和和煙道氣中和等兩種。
(1)在采用投酸中和時(shí),一般使用93%~ [#]6%的工業(yè)濃硫酸。在處理水量較小的情況下,或有方便的廢酸可利用時(shí),也有使用鹽酸中和的。在原水pH值和流量都比較穩定的情況下,可以按一定比例連續加酸。當水量及PH值經(jīng)常有變化時(shí),一般要配制自動(dòng)加藥系統。
(2)煙道氣中含有C02和302,通入堿性污水中可以使pH值得到調整,還可以將堿性污水作為濕式除塵器的噴淋水。這種中和方法的優(yōu)點(diǎn)是效果良好,缺點(diǎn)是會(huì )使處理后的污水中
懸浮物含量增加,硫化物和色度也都有所增加,需要進(jìn)一步處理。
3.常用設施
(1)酸堿污水相互中和設施
①當水質(zhì)水量變化較小,或污水緩沖能力較大,或后續構筑物對pH值要求范圍較寬時(shí),可以不用單獨設中和池,而在集水井或管道、曲徑混合槽內進(jìn)行連續流式混合和反應。②當水質(zhì)水量變化不大、污水也有一定緩沖能力、但為了使出水pH值更有保證時(shí),應當單獨設置連續流式中和池。③當水質(zhì)水量變化較大時(shí)而水量較小時(shí),連續流式中和池無(wú)法保證出水PH值要求,或出水水質(zhì)要求較高,或污水中還含有其他雜質(zhì)或重金屬離子時(shí),較穩妥的做法是采取間歇式中和池。這時(shí)中和池至少要有兩座,以便交替使用,每池的容積可按一班或一晝夜排放的污水量計算。
(2)藥劑中和處理設備設施
①中和劑投加方式有干式、濕式兩種,使用的設備和混凝劑的投加方法相同。
干式投法設備簡(jiǎn)單,但反應不徹底,而且較慢,投藥量為理論量的1.4~1.5倍。濕式投法設備較多,但反應迅速,投藥量為理論量的1.05~ [#].1倍即可。
②混合反應池一般為隔板式混合反應池,池內采用壓縮空氣或機械攪拌,沉淀池多采用平流式沉淀池。當污水量較大時(shí),一般須設單獨的混合池。當污水水量和濃度較小,且不產(chǎn)生大量沉渣時(shí),可以不設混合反應設施,將中和劑直接投加在水栗集水井中,使反應在管道中進(jìn)行,但必須滿(mǎn)足混合反應時(shí)間。
(3)過(guò)濾中和設施
過(guò)濾中和設施有重力式普通中和濾池和升流式膨脹式濾池兩種。
①普通中和池濾速低,一般小于1.4mm/S,濾料粒徑大(3~ [#]cm),當進(jìn)水中硫酸濃度較大時(shí),極易在濾料表面結垢而且不易沖掉,阻礙中和反應進(jìn)程,目前已很少采用。通常使用石灰石做濾料時(shí),硫酸濃度不能超過(guò)2g/L,使用白云石做濾料時(shí),硫酸濃度不能超過(guò)5g/L。
②升流式膨脹式濾池采用8.3~ [#]9.4mm/s的高流速,0.5~ [#]mm小粒徑(平均1.5_),水流由下向上流動(dòng),加上產(chǎn)生的COz氣體的攪動(dòng)作用,使濾料顆粒相互碰撞,表面不斷更新,所以效果較好。中和濾池的結構和普通濾池相同,由下而上分別是配水管、卵石墊層、濾料層、清水區和集水槽。有的中和濾池裝填濾料的筒體呈下小上大的圓錐狀,這樣一來(lái)就成為變速中和濾池,這種中和濾池底部濾速較大,上部濾速較小。與具有等斷面的等速中和濾池相比,變速中和濾池具有濾料反應更完全、能防止小直徑濾料顆粒被水流帶走、濾料表面不易結垢等優(yōu)點(diǎn)。
4.運行管理注意事項
(1)用石灰中和酸性污水時(shí),混合反應時(shí)間一般采用1~ [#]min,當污水中含有重金屬或其他能與石灰反應的物質(zhì)時(shí),必須考慮去除這些物質(zhì)。
(2)用石灰石做濾料時(shí),進(jìn)水含硫酸濃度應小于2g/L,用白云石做濾料時(shí),應小于4g/L。當進(jìn)水的硫酸濃度短期超過(guò)限值時(shí),應及時(shí)采取措施,降低進(jìn)水量,多余的污水可在調節池內暫時(shí)儲存,同時(shí)用清潔水反沖、稀釋。當濾料使用到一定期限,濾
料中的無(wú)效成分積累過(guò)多時(shí),可逐漸降低濾速,以大限度地消
耗到濾料。
(3)過(guò)濾中和時(shí),污水中不宜有高濃度的金屬離子或惰性物質(zhì),一般要求重金屬含量小于50mg/L,以免在濾料表面生成覆蓋物,使濾料失效。
(4)含HF的污水中和過(guò)濾時(shí),因為CaF2溶解度很小,因此要求HF濃度小于300mg/L。如果濃度過(guò)高,應當采用石灰乳進(jìn)行中和。
(5)由于酸的稀釋過(guò)程中大量放熱,而且在熱條件下酸的腐蝕性大大增強,所以不能采用將酸直接加到管道中的做法,否則管道將很快被腐蝕。一般應使用混凝土結構的中和池,并保證 [#]~5min的停留時(shí)間和充分考慮到防腐和耐熱性能的要求。
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