化學(xué)實(shí)驗(yàn)室污水處理酸堿中和設(shè)備

廢水處理中酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差別很大，低的小于1%，高的大于10%。堿性廢水主要來(lái)自印染廠(chǎng)、皮革廠(chǎng)、造紙廠(chǎng)、煉油廠(chǎng)等。廢水處理時(shí)，會(huì)遇到含有機(jī)堿或含無(wú)機(jī)堿。堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有的高于5%，有的低于1%。酸堿廢水中，除含有酸堿外，常含有酸式鹽、堿式鹽以及其他無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。

(一)中和法
就是使廢水進(jìn)行酸堿的中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)廢水的酸堿度(pH值)，使其呈中性或接近中性或適宜于下步處理的pH值范圍。
1.均衡法
以酸性廢水和堿性廢水混合中和為目的，即在均衡池中將沒(méi)有懸浮雜質(zhì)的酸性和堿性廢水相混合。由于工業(yè)廢水的水量和水質(zhì)一般是不均衡的，往往隨生產(chǎn)的變化而變化。為了進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均和，減小高峰流量和高濃度廢水的影響，需設(shè)置足夠容積的均衡池(酸堿廢水存儲(chǔ)池)作為預(yù)處理的一種設(shè)施或中和設(shè)備。酸堿廢水存儲(chǔ)池容積根據(jù)酸堿廢水周期***大排放量考慮，內(nèi)壁應(yīng)有防腐、空氣攪拌混合措施。若廢水中和后達(dá)不到規(guī)定的pH值時(shí)，還需稍加廢酸或廢堿進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。
酸、堿廢水中和計(jì)算方法如下(酸、堿廢水中和后要求排水呈中性)
常用酸、堿物質(zhì)的摩爾值換算見(jiàn)表6-2.
堿性中和劑比耗量見(jiàn)表6-3.
反應(yīng)池容積按照在中和反應(yīng)池內(nèi)停留時(shí)間1~2h考慮。
(二)pH值直接控制法
對(duì)于酸性廢水，常用藥劑法和過(guò)濾法進(jìn)行中和。
1.投藥中和法
強(qiáng)酸性廢水采用的藥劑有石灰、廢堿、石灰石和電石渣等，但***常用的是將石灰制成乳液濕投，石灰乳的投加濃度一般般為10%以Ca(OH)2計(jì)〕，超過(guò)此濃度輸送比較困難，容易沉淀。
石灰石粉碎成細(xì)粒后干投時(shí)，處理流程中包括廢水調(diào)節(jié)池、石灰乳配制槽或石灰石粉碎機(jī)、投藥裝置、混合反應(yīng)池、沉淀池以及污泥干化床等。在混合反應(yīng)池中，應(yīng)進(jìn)行必要的攪拌，防止石灰渣的沉淀。同時(shí)，廢水在其中的停留時(shí)間一般不大于5min。
沉淀池中的廢水，可停留1~2h，產(chǎn)生的沉渣容積約為廢水量的10%~15%,沉渣含水率為90%~95%，應(yīng)在干化床上脫水干化。投藥中和法，因其勞動(dòng)條件較差、處理成本高、污泥較多、脫水麻煩等原因，只在酸性廢水中含有重金屬鹽類(lèi)、有機(jī)物或有廉價(jià)的中和劑時(shí)采用。如用石灰乳中和H2SO4廢水生成CaS04，當(dāng)用顆粒狀石灰石時(shí)，將導(dǎo)致藥劑表面形成硫酸鈣的覆蓋層，影響和阻止中和反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，所以當(dāng)用石灰石作中和劑時(shí)，顆塹粒徑應(yīng)小于0.5mm。其反應(yīng)式為
H2SO4+Ca(OH)2===CaSO4+2H20
(1)中和劑用量的實(shí)際耗量應(yīng)比理論比耗量大。同時(shí)還要考慮金屬離子及中和反應(yīng)混合不均勻使實(shí)際耗量比理論耗量高等因素，常用不均勻系數(shù)K來(lái)表示。則藥劑總耗量GZ(kg/d)的計(jì)算式為
Gz=KQCa/e

2.過(guò)濾中和法
過(guò)濾中和法僅用于中和酸性廢水，通常采用升流式膨脹中和池，如圖6-1所示。它適用于較潔凈的不含大量懸浮物和油脂的酸性廢水。主要的堿性濾料有三種:石灰石、大理石、白云石。前兩種的主要成分是CaC03，后一種的主要成分是CaCO3·MgCO3.濾料的選擇和中和產(chǎn)物的溶解度有密切的關(guān)系。濾料的中和反應(yīng)發(fā)生在顆粒表面上，如果中和產(chǎn)物的溶解度很小，就在濾料顆粒表面形成不溶性的硬殼，阻止中和反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，使中和處理失效。各種酸在中和后形成的鹽具有不同的溶解度，其順,序大致為:Ca(N03)2、CaC12>MgS04>CaS04>CaC03、MgC03。因此中和處理硝酸、鹽酸時(shí)，濾料選用石灰石、大理石或白云石都行;中和硫酸時(shí)，***好選用含鎂的中和濾料白云石，如能正確控制硫酸濃度，使中和產(chǎn)物(CaS04)的生成量不超過(guò)其溶解度，則也可以采用石灰石或大理石。以石灰石為濾料時(shí)，硫酸允許濃度在1~1.2g/L。如硫酸濃度超過(guò)上述允許值，可使中和后的出水回流，用以稀釋原水;或改用白云石濾料。
采用碳酸鹽做中和濾料，均有CO2氣體產(chǎn)生，它能附著在濾料表面，形成氣體薄膜，阻礙反應(yīng)的進(jìn)行。酸的濃度越大，產(chǎn)生的氣體就越多，阻礙作用也就越嚴(yán)重。采用升流過(guò)濾方式和較大的過(guò)濾速度，有利于消除氣體的阻礙作用。過(guò)濾中和產(chǎn)物CO2溶于水使出水pH值約為5。需要時(shí)經(jīng)曝氣吹脫CO2，則pH值可上升到6左右。脫氣方式可用穿孔管曝氣吹脫、多級(jí)跌落自然脫氣、板條填料淋水脫氣等。升流式膨脹中和濾池的濾料粒徑為0.5~3mm，濾速為60·74m/h，上部出水區(qū)濾速為15~20m/h，中和池反應(yīng)時(shí)間為40-60so濾料層厚度為1~1.5m,濾料膨脹率保持5000。池底設(shè)150~200mm的卵石墊層，池頂保持0.5m的清水區(qū)。升流式濾池要求布水均勻，因此常采用大阻力配水系統(tǒng)和比較均勻的集水系統(tǒng)。設(shè)備直徑一般不大于1.5~2.0m，可采硬聚氯乙烯材料。運(yùn)行中需要隨時(shí)補(bǔ)加濾料，定期(每2h)檢測(cè)出水pH值，pH=4.2以上為合格。當(dāng)填料失效(進(jìn)出水水質(zhì)pH相等)，而填料無(wú)變化時(shí)，設(shè)備要停止運(yùn)行，從下部清除全部廢料，重新裝人新料。
二、堿性廢水處理
堿性廢水常用廢酸或酸性廢水中和或與煙道氣中和。
1.投酸中和法
投酸中和法是采用廢強(qiáng)酸或酸性廢水進(jìn)行中和處理，所用設(shè)備和中和程序與酸性廢水中和法相同。
2.煙氣中和法
煙氣中和法是利用鍋爐煙道氣中的二氧化碳與二氧化硫通過(guò)泡沫吸收塔將溶于水中形成的酸性水中和堿性廢水?；蚴菍A性廢水通人煙道氣中利用堿性廢水作為除塵的噴淋水，兩者均可得到良好的處理效果。但處理后廢水中的懸浮物含量增加，硫化物、耗氧量和色度也都有所增加，此外還需對(duì)廢水進(jìn)行補(bǔ)充處理。