第3章-废水的化学处理教材课件

第三章第三章 废水的化学处理废水的化学处理废水的化学处理方法是借助化学反应来去废水的化学处理方法是借助化学反应来去除水中污染物，从而达到改善水质、控制污除水中污染物，从而达到改善水质、控制污染的目的。染的目的。第一节第一节中和法中和法第二节第二节化学沉淀法化学沉淀法第三节第三节氧化与还原法氧化与还原法第四节第四节电解法电解法第五节第五节消毒消毒处理对象主要是污水中无机的或有机的处理对象主要是污水中无机的或有机的(难于生难于生物降解的物降解的)溶解物质或胶体物质。溶解物质或胶体物质。第一节第一节 中和中和一一.酸碱废水的概述酸碱废水的概述（1 1 1 1）来源）来源）来源）来源 酸性废水：酸性废水：酸性废水：酸性废水：化工厂、火电厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂几化工厂、火电厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂几化工厂、火电厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂几化工厂、火电厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂几金属酸洗车间等；金属酸洗车间等；金属酸洗车间等；金属酸洗车间等；碱性废水：碱性废水：碱性废水：碱性废水：火电厂、印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂火电厂、印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂火电厂、印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂火电厂、印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂等。等。等。等。（2 2 2 2）处置）处置）处置）处置 当酸或碱废水的浓度很高时，如在当酸或碱废水的浓度很高时，如在当酸或碱废水的浓度很高时，如在当酸或碱废水的浓度很高时，如在3%3%3%3%5%5%5%5%以上时，应考以上时，应考以上时，应考以上时，应考虑回用和综合利用（虑回用和综合利用（虑回用和综合利用（虑回用和综合利用（如硫酸制硫酸亚铁；含氨的碱性废水生产肥料）；）；）；）；当浓度不高，如小于当浓度不高，如小于当浓度不高，如小于当浓度不高，如小于3%3%3%3%时，才考虑中和处理。时，才考虑中和处理。时，才考虑中和处理。时，才考虑中和处理。用化学方法去除废水中过量的酸或碱以及调整废水用化学方法去除废水中过量的酸或碱以及调整废水的酸、碱度，的酸、碱度，使其使其pHpH值达到中性左右值达到中性左右的过程即为中和。的过程即为中和。中和的概念中和的概念第一节第一节 中和中和中和法中和法与与pH调节调节的区别的区别A、中和法的目的是使废水呈中性；B、pH调节的目的是为某种特殊要求，把废水的pH值调整到特定范围。二二.在工业废水处理中，中和法应用以下情况在工业废水处理中，中和法应用以下情况（1 1 1 1）在废水排入水体之前，因为水生生物对）在废水排入水体之前，因为水生生物对）在废水排入水体之前，因为水生生物对）在废水排入水体之前，因为水生生物对pHpHpHpH值的变化极其敏感，值的变化极其敏感，值的变化极其敏感，值的变化极其敏感，当大量废水排入后使水体的当大量废水排入后使水体的当大量废水排入后使水体的当大量废水排入后使水体的pHpHpHpH值变得偏酸或偏碱时，会产生不良值变得偏酸或偏碱时，会产生不良值变得偏酸或偏碱时，会产生不良值变得偏酸或偏碱时，会产生不良影响；影响；影响；影响；（2 2 2 2）在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生）在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生）在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生）在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的pHpHpHpH值都有明确的值都有明确的值都有明确的值都有明确的规定；规定；规定；规定；（3 3 3 3）在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（如混）在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（如混）在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（如混）在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（如混凝、除磷等），要求废水凝、除磷等），要求废水凝、除磷等），要求废水凝、除磷等），要求废水pHpHpHpH值升高或降低到某一需要的最佳值。值升高或降低到某一需要的最佳值。值升高或降低到某一需要的最佳值。值升高或降低到某一需要的最佳值。对于生物处理，废水的对于生物处理，废水的对于生物处理，废水的对于生物处理，废水的pHpHpHpH值通常应维持在值通常应维持在值通常应维持在值通常应维持在6.56.56.56.58.58.58.58.5范围内，以保范围内，以保范围内，以保范围内，以保证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。三三.中和方法中和方法 酸性废水的中和方法：酸性废水的中和方法：有酸性废水与碱性废有酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和、过滤中和水相互中和、药剂中和、过滤中和3 3种方法；种方法；碱性废水的中和方法：碱性废水的中和方法：有碱性废水与酸性废有碱性废水与酸性废水相互中和、投酸中和、烟道气中和水相互中和、投酸中和、烟道气中和3 3种方法。种方法。酸性废水相对碱性废水来说危害更大，酸性废水相对碱性废水来说危害更大，且更常见，作主要介绍。且更常见，作主要介绍。中和处理时首先应考虑将酸性废水与碱性废水互相中中和处理时首先应考虑将酸性废水与碱性废水互相中和，其次再考虑向酸性或碱性废水中投加药剂中和，以及和，其次再考虑向酸性或碱性废水中投加药剂中和，以及过滤中和等。过滤中和等。中和方法考虑原则中和方法考虑原则中和方法的选择应考虑：中和方法的选择应考虑：中和方法的选择应考虑：中和方法的选择应考虑：含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规律；律；律；律；首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理（如生物处理）对（如生物处理）对（如生物处理）对（如生物处理）对pHpHpHpH值的要求等。值的要求等。值的要求等。值的要求等。q酸性或碱性废水需要量v Q1C1=Q2C2等当量反应v注意：只有强酸强碱等当量混合才会达到pH=7q中和设备v在集水井（或管道、混合槽）内连续混合:适于后续pH要求不太高的情况。v连续流中和池：V池（Q1+Q2）t；t=12hv间歇中和池：适于水量小、水质变化大；水中含较多杂质或重金属而混合后易沉淀，需排泥/渣。酸、碱性废水中和法酸、碱性废水中和法1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法习题一习题一某车间A排出含NaOH浓度为1.4%的酸碱废水8m3/h，B车间排出含HCl浓度为0.639%的酸性废水16.3m3/h,计算中和结果。设计中和池容积（停留时间取1.5h）。将0.05mol/L盐酸和未知浓度的NaOH溶液以1：2的体积比混合，所得溶液的PH=12.用上述NaOH溶液滴定PH=3的某一弱酸溶液20mL,达到终点时消耗NaOH溶液12.620mL，试求（1）NaOH溶液的物质的量浓度（2）此一元弱酸的物质的量浓度 习题习题(1)因为混合后溶液呈碱性，设NaOH的浓度为C，所以 C*2V-0.05*V=0.01*(V+2V)C=0.04mol/L(2)PH=3是一个迷惑条件。因为是弱酸所以这个条件没有用。达到滴定终点就是氢离子和氢氧根离子完全中和。氢氧根的浓度就是氢氧化钠的浓度，所以 12.6*0.04=C(H+)*20 C(H+)=0.0252mol/L 那么该一元酸的浓度就是0.0252mol/Lq中和药剂要求：q价廉易得、来源广泛；q组成均匀、易于贮存和投加；q易溶于水、反应迅速。q中和反应：除考察对pH的影响外，更应注意中和反应快慢和反应前后的生成物及溶解度。qCaCO3与弱酸作用慢，一般不使用；qCaCO3与强酸作用产生CO2，进一步反应生成CaHCO3而影响pH值；q含Ca试剂与H2SO4废水生成难溶物，阻碍中和。药剂中和法药剂中和法 药剂中和法药剂中和法石灰石灰石灰石灰作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水；作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水；作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水；作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水；氢氧氢氧氢氧氢氧化钙（石灰乳）化钙（石灰乳）化钙（石灰乳）化钙（石灰乳）对废水杂质具有混凝作用，适用于含杂对废水杂质具有混凝作用，适用于含杂对废水杂质具有混凝作用，适用于含杂对废水杂质具有混凝作用，适用于含杂质多的酸性废水。质多的酸性废水。质多的酸性废水。质多的酸性废水。最常采用的是石灰乳法。石灰不仅能够中和酸，同最常采用的是石灰乳法。石灰不仅能够中和酸，同最常采用的是石灰乳法。石灰不仅能够中和酸，同最常采用的是石灰乳法。石灰不仅能够中和酸，同时还可以与废水中的金属盐类（如铁盐、铅盐、锌盐、时还可以与废水中的金属盐类（如铁盐、铅盐、锌盐、时还可以与废水中的金属盐类（如铁盐、铅盐、锌盐、时还可以与废水中的金属盐类（如铁盐、铅盐、锌盐、铜盐等）生成沉淀。铜盐等）生成沉淀。铜盐等）生成沉淀。铜盐等）生成沉淀。q有时也采用苛性钠、碳酸钠。v优点：性能好v缺点：价格贵A A、药剂中和法中和反应药剂中和法中和反应 石灰可以中和不同的酸性废水，在采用石石灰可以中和不同的酸性废水，在采用石灰乳时，中和反应式如下：灰乳时，中和反应式如下：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+2H2O2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O2H3PO4+3Ca(OH)2=Ca3(PO4)2+6H2O1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法C C、药剂中和处理工艺流程药剂中和处理工艺流程1 1）投药装置）投药装置 采用石灰作中和剂时，药剂投配方法分采用石灰作中和剂时，药剂投配方法分干干投和湿投投和湿投。干投干投是将石灰粉直接计量投入水中。投加是将石灰粉直接计量投入水中。投加时，使用具有电磁振荡装置的石灰投配器。时，使用具有电磁振荡装置的石灰投配器。湿投法湿投法 湿投法设备较多，反应迅速彻底，投药湿投法设备较多，反应迅速彻底，投药量少，仅为理论值的量少，仅为理论值的1.05-1.101.05-1.10倍。倍。投加方法比较：投加方法比较：干法干法直接将药剂投入水中，计量。直接将药剂投入水中，计量。设备简单，速度慢，投量大设备简单，速度慢，投量大要求药剂清洁、干燥。要求药剂清洁、干燥。湿法湿法配制溶液（如配制成石灰乳），计量投放。配制溶液（如配制成石灰乳），计量投放。设备多，但反应迅速，投量省。设备多，但反应迅速，投量省。药剂中和法药剂中和法2 2）混合反应装置）混合反应装置 废水量较少和浓度较低且不产生大量沉废水量较少和浓度较低且不产生大量沉渣时，渣时，可不设混合反应池，中和剂可直接投加在水可不设混合反应池，中和剂可直接投加在水泵吸水井中，在管道中进行反应（注意校核反应时泵吸水井中，在管道中进行反应（注意校核反应时间）。间）。废水量大时，废水量大时，一般须设混合反应池，混合反应一般须设混合反应池，混合反应可在同一池内进行，石灰乳池前投入。可在同一池内进行，石灰乳池前投入。C C、药剂中和处理工艺流程药剂中和处理工艺流程D D、药剂中和法的优缺点药剂中和法的优缺点1 1）优点：）优点：适用于任何浓度、性质的酸性废水；对水适用于任何浓度、性质的酸性废水；对水质水量的波动适应性强，中和剂利用率高，质水量的波动适应性强，中和剂利用率高，中和过程容易调节。中和过程容易调节。2 2）缺点：）缺点：劳动条件差，药剂配制和投加设备多，基劳动条件差，药剂配制和投加设备多，基建投资大，泥渣多且脱水困难。建投资大，泥渣多且脱水困难。酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应的方法称为中和反应的方法称为过滤中和法过滤中和法。1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法 过滤中和法过滤中和法 过滤中和法过滤中和法仅仅适用于适用于适用于适用于含硫酸浓度不大于含硫酸浓度不大于含硫酸浓度不大于含硫酸浓度不大于2 23g/L3g/L和和和和生成易溶盐生成易溶盐生成易溶盐生成易溶盐的各种酸性废水的各种酸性废水的各种酸性废水的各种酸性废水的中和处理。滤料常采用石灰石、白云的中和处理。滤料常采用石灰石、白云的中和处理。滤料常采用石灰石、白云的中和处理。滤料常采用石灰石、白云石、大理石等。石、大理石等。石、大理石等。石、大理石等。过滤中和时，废水中不宜有浓度过高的重金属离子过滤中和时，废水中不宜有浓度过高的重金属离子过滤中和时，废水中不宜有浓度过高的重金属离子过滤中和时，废水中不宜有浓度过高的重金属离子或惰性物质，要求重金属离子含量小于或惰性物质，要求重金属离子含量小于或惰性物质，要求重金属离子含量小于或惰性物质，要求重金属离子含量小于50mg/L50mg/L，以免以免以免以免在滤料表面生成覆盖物，使滤料失效，或堵塞滤层。在滤料表面生成覆盖物，使滤料失效，或堵塞滤层。在滤料表面生成覆盖物，使滤料失效，或堵塞滤层。在滤料表面生成覆盖物，使滤料失效，或堵塞滤层。1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法优点：优点：是操作管理简单，出水是操作管理简单，出水pH值较稳定，不值较稳定，不影响环境卫生，沉渣少，一般少于废水影响环境卫生，沉渣少，一般少于废水体积的体积的0.1%；缺点：缺点：进水酸的浓度受到限制进水酸的浓度受到限制,需定期换床。需定期换床。1 1、酸性废水中和法酸性废水中和法 过滤中和法过滤中和法控控制制进进水水硫硫酸酸浓浓度度不不大大于于23g/L，防防止止表表面面生生成成覆覆盖物盖物，并适当增加过滤速度和水温，消除硬壳。，并适当增加过滤速度和水温，消除硬壳。排排除除情情况况后后出出水水pH值值低低于于正正常常控控制制值值，应应定定时时补补充滤料，维持有效滤料层高充滤料，维持有效滤料层高。当当滤滤料料层层高高度度达达允允许许装装料料高高度度后后，须须倒倒床床更更新新，清清除无效成分（先降低滤速，充分反应，用抓斗排渣）除无效成分（先降低滤速，充分反应，用抓斗排渣）中和滤池的运行问题中和滤池的运行问题采用碳酸盐为滤料时，发现滤料表面由气膜阻采用碳酸盐为滤料时，发现滤料表面由气膜阻碍反应进行，出水水质变差。碍反应进行，出水水质变差。酸的浓度过大，产生的酸的浓度过大，产生的COCO2 2气体过多，在滤料气体过多，在滤料表面形成气膜。表面形成气膜。控制酸的浓度。控制酸的浓度。过滤速度过小，不能把生成的气体及时随水过滤速度过小，不能把生成的气体及时随水流带出。流带出。加大过滤速度；采用升流过滤方式。加大过滤速度；采用升流过滤方式。中和滤池的运行问题中和滤池的运行问题2 2、碱性废水的中和处理、碱性废水的中和处理（1 1）药剂中和）药剂中和药剂中和，通常采用药剂中和，通常采用93%96%的工业浓硫酸。的工业浓硫酸。若处理水量较小时，可用盐酸中和。若处理水量较小时，可用盐酸中和。在投加酸之前，一般先将酸稀释成在投加酸之前，一般先将酸稀释成10%左右，左右，然后按设计要求的投量经计量泵计量后加入。酸稀然后按设计要求的投量经计量泵计量后加入。酸稀释时应考虑腐蚀。释时应考虑腐蚀。2 2、碱性废水的中和处理、碱性废水的中和处理（2 2）烟道气中和）烟道气中和烟道气中含有烟道气中含有CO2和和SO2，溶于水中，溶于水中形成形成H2CO3、H2SO3，可中和碱性废水。，可中和碱性废水。用烟道气中和的方法有两种，用烟道气中和的方法有两种，一是一是将碱性废水作为湿式除尘器的喷淋水，将碱性废水作为湿式除尘器的喷淋水，另一种是另一种是使烟道气通过碱性废水。使烟道气通过碱性废水。优点：优点：处理效果良好；以废治废；处理效果良好；以废治废；经济经济缺点：缺点：会使处理后的废水中悬浮物会使处理后的废水中悬浮物含量增加，硫化物和色度增加。含量增加，硫化物和色度增加。1、用石灰处理酸性废水时，药剂投配方法分、用石灰处理酸性废水时，药剂投配方法分 和和 两种。两种。2、试述试述过滤中和方法的适用条件。过滤中和方法的适用条件。3、试述确定、试述确定酸碱废水相互中和酸碱废水相互中和设施的基本原则（方法）。设施的基本原则（方法）。习题：习题：你知道吗第二节第二节 化学沉淀化学沉淀一、化学沉淀法概述一、化学沉淀法概述 向废水中投加某种化学物质，使它和其中某些溶解物向废水中投加某种化学物质，使它和其中某些溶解物质发生化学反应，生成难溶的盐或氢氧化物而沉淀下来，质发生化学反应，生成难溶的盐或氢氧化物而沉淀下来，这种方法这种方法称之为化学沉淀法称之为化学沉淀法。化学沉淀法经常用于处理含汞、铅、铜、锌、六价铬、化学沉淀法经常用于处理含汞、铅、铜、锌、六价铬、硫、氰、氟、砷等有毒化合物的废水。硫、氰、氟、砷等有毒化合物的废水。根据使用的沉淀剂的不同，通常使用的化学沉淀法主根据使用的沉淀剂的不同，通常使用的化学沉淀法主要有要有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法和钡氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法和钡盐沉淀法盐沉淀法等。等。二、基本原理二、基本原理 水中的难溶盐（或难溶氢氧化物）的溶解性质水中的难溶盐（或难溶氢氧化物）的溶解性质服从溶度服从溶度积原则积原则，即在一定温度下，在含有难溶盐（或难溶氢氧化即在一定温度下，在含有难溶盐（或难溶氢氧化物）物）M Mm mN Nn n（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为一常数，称为一常数，称为溶度积常数溶度积常数，计作记为，计作记为L LMmNnMmNn：上式对各种难溶盐都应成立。上式对各种难溶盐都应成立。而当而当Mn+mNm-nLMmNn时，溶时，溶液呈过饱和，超过饱和那部分溶质将析出沉淀，直到符合液呈过饱和，超过饱和那部分溶质将析出沉淀，直到符合LMmNn=Mn+mNm-n时为止；如果时为止；如果Mn+mNm-nLMmNn，溶液，溶液不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，也直到符合不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，也直到符合LMmNnMn+mNm-n时为止，时为止，两者均是一种动态的平衡两者均是一种动态的平衡。根据这种原理，去除废水中的金属阳根据这种原理，去除废水中的金属阳离子离子M Mn+n+或酸根阴离子或酸根阴离子N Nm-m-。例如向水中投加例如向水中投加N Nm-m-离子的某种化合物，离子的某种化合物，使使 M Mn+n+m mNNm-m-n n L L，形成，形成M Mm mN Nn n沉淀，从沉淀，从而降低废水中的而降低废水中的M Mn+n+离子浓度。离子浓度。三、氢氧化物沉淀法三、氢氧化物沉淀法采用采用氢氧化物作沉淀剂氢氧化物作沉淀剂使工业废水中的许多使工业废水中的许多重金属离子生成氢氧化物沉淀重金属离子生成氢氧化物沉淀而得以去除，这种而得以去除，这种方法一般称作氢氧化物沉淀法。方法一般称作氢氧化物沉淀法。因此用氢氧化物因此用氢氧化物沉淀法去除重金属离子。沉淀法去除重金属离子。常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠等。常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠等。若以若以M(OH)M(OH)n n表示金属氢氧化物，则表示金属氢氧化物，则 M(OH)M(OH)n n=M=Mn+n+nOH+nOH-L LM(OH)nM(OH)n=M=Mn+n+OHOH-n n 三、氢氧化物沉淀法三、氢氧化物沉淀法 氢氧化物沉淀与氢氧化物沉淀与pHpH值有很大的关系，金属氢氧化物的生成条件值有很大的关系，金属氢氧化物的生成条件和存在状态与溶液的和存在状态与溶液的pHpH值有直接关系。值有直接关系。根据水的离子积根据水的离子积K KH2OH2O=H=H+OHOH-=1=11010-14-14 则得到：则得到：pH=14pH=141/n(1/n(M Mn+n+L LM(OH)nM(OH)n)用氢氧化物法分离废水中的重金属时，废水的用氢氧化物法分离废水中的重金属时，废水的pHpH值是操作的一值是操作的一个重要条件。个重要条件。此外，有些金属如此外，有些金属如 ZnZn、PbPb、CrCr、AlAl等的氢氧化物为两性化合等的氢氧化物为两性化合物，如物，如pHpH值过高，它们会重新溶解。如：值过高，它们会重新溶解。如：氢氧化物沉淀法试验结果氢氧化物沉淀法试验结果 两种以上金属离子共存时，采用氢氧化两种以上金属离子共存时，采用氢氧化物沉淀法去除时往往分步进行，以便回收泥物沉淀法去除时往往分步进行，以便回收泥渣。渣。P485P485应用应用【例例8-1】298K时时AgCl的溶解度是的溶解度是1.2510-5molL-1，求，求AgCl的溶度积。的溶度积。解：解：ceq/molL-1s sAgCl饱和溶液中饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl-)=s=1.2510-5molL-1Ksp=c(Ag+)c(Cl-)=s2=(1.2510-5)2=1.5610-10AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)【例例8-2】已知已知Ag2CrO4在室温时，在室温时，Ksp=9.010-12，求室温时，求室温时Ag2CrO4的溶解度。的溶解度。室温时室温时Ag2CrO4的溶解度为的溶解度为1.310-4molL-1ceq/molL-12ssKsp=(2s)2s=4(s/c)3解：设解：设Ag2CrO4的溶解度为的溶解度为s（相对浓度）（相对浓度）Ag2CrO4(s)2Ag+CrO42-n n【例8-3】【例例8-3】取取5mL0.002molL-1的的BaCl2溶液溶液,向此溶液中加入向此溶液中加入5mL0.02molL-1的的Na2SO4溶液，问是否有溶液，问是否有BaSO4沉淀生成？沉淀生成？（已知：（已知：Ksp=1.0810-10）解：解：溶液等体积混合后溶液等体积混合后 c(SO42-)=0.01molL-1；c(Ba2+)=0.001molL-1因为因为QiKsp，所以有所以有BaSO4沉淀生成。沉淀生成。BaSO4Ba2+SO42-Qi=SO42-Ba2+=0.0010.01=1.010-5例：在废水中若Fe3+和 Ni2+的浓度分别为 Fe3+=0.1mol/L，Ni2+=0.01mol/L。欲将 Fe3+回收而不带入 Ni2+杂质，应加入沉淀剂 NaOH 为多少？简述工艺方法。四、硫化物沉淀法四、硫化物沉淀法 工业废水中的许多工业废水中的许多重金属离子可以形成硫化重金属离子可以形成硫化物沉淀物沉淀而得以去除。由于而得以去除。由于大多数金属硫化物的溶大多数金属硫化物的溶解度一般比其氢氧化物的要小得多解度一般比其氢氧化物的要小得多，采用硫化物，采用硫化物可使重金属得到较完全的去除。可使重金属得到较完全的去除。硫化物沉淀法是向废液中加入硫化氢、硫化硫化物沉淀法是向废液中加入硫化氢、硫化铵或碱金属的硫化物，使要去除的金属离子生成铵或碱金属的硫化物，使要去除的金属离子生成难溶的硫化物沉淀。以达到分离纯化的目的。难溶的硫化物沉淀。以达到分离纯化的目的。常用的沉淀剂有常用的沉淀剂有H H2 2S S、NaNa2 2S S、KSKS、(NH(NH4 4)2 2S S等。等。四、硫化物沉淀法四、硫化物沉淀法 注意事项注意事项：S S2-2-能与许多金属离子形成络合阴离子，从而使金属硫能与许多金属离子形成络合阴离子，从而使金属硫化物的溶解度增大，不利于重金属的沉淀去除，因此化物的溶解度增大，不利于重金属的沉淀去除，因此必必须控制沉淀剂的投加量。须控制沉淀剂的投加量。重金属离子的浓度和重金属离子的浓度和pHpH有关，随着有关，随着pHpH值增加而降低。值增加而降低。虽然硫化物法比氢氧化物法可更完全地去除重金属离虽然硫化物法比氢氧化物法可更完全地去除重金属离子，但是由于它的子，但是由于它的处理费用较高，硫化物沉淀困难，常处理费用较高，硫化物沉淀困难，常常需要采用共沉法或投加凝聚剂以加强去除效果常需要采用共沉法或投加凝聚剂以加强去除效果，因此，因此，采用得并不广泛，有时仅作为氢氧化物沉淀法的补充方采用得并不广泛，有时仅作为氢氧化物沉淀法的补充方法使用。法使用。此外，在使用过程中还应注意避免造成硫化物的二次此外，在使用过程中还应注意避免造成硫化物的二次污染问题。污染问题。化学沉淀法的工艺流程和设备与化学混凝法相类似，包括：化学沉淀法的工艺流程和设备与化学混凝法相类似，包括：化学药剂化学药剂(沉淀剂沉淀剂)的配制和投加设备；的配制和投加设备；混合反应装置，混合反应装置，使使沉淀物与水分离的设备沉淀物与水分离的设备(沉淀池或气浮池等沉淀池或气浮池等)。思考题：针对废水中的重金属设计相应的处理流程。思考题：针对废水中的重金属设计相应的处理流程。第三节第三节 氧化还原氧化还原一、氧化还原基本原理一、氧化还原基本原理 把溶解于废水中的有毒有害物质，经过把溶解于废水中的有毒有害物质，经过氧化还原氧化还原反应，反应，转化为无毒无害的物质，或转化为气体或固体容易从水中转化为无毒无害的物质，或转化为气体或固体容易从水中分离出去，这种废水的处理方法称为分离出去，这种废水的处理方法称为氧化还原法氧化还原法。1无机物无机物的化学氧化还原过程的实质是电子转的化学氧化还原过程的实质是电子转移。移。物质的氧化还物质的氧化还原能力的强度可以用相应的氧化还原电位的原能力的强度可以用相应的氧化还原电位的数值数值来比较。来比较。2有机物有机物的氧化还原过程，由于涉及共价键，许多反应并不发生的氧化还原过程，由于涉及共价键，许多反应并不发生电子的直接转移。电子的直接转移。目前化学氧化还原法仅用于饮用水处理、特种工业用水处理、有毒目前化学氧化还原法仅用于饮用水处理、特种工业用水处理、有毒工业废水处理和以回用为目的的废水深度处理等有限场合。工业废水处理和以回用为目的的废水深度处理等有限场合。常用的氧化剂常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、三氯化铁等；酸钠、三氯化铁等；常用的还原剂常用的还原剂：硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、铁屑、锌粉、：硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫、硼氢化钠等二氧化硫、硼氢化钠等。在选择处理药剂和方法时，应当遵循下面一些原则在选择处理药剂和方法时，应当遵循下面一些原则：(1)处理处理效果效果好，反应产物无毒无害，不需进行二次处理。好，反应产物无毒无害，不需进行二次处理。(2)处理处理费用费用合理，所需药剂与材料易得。合理，所需药剂与材料易得。(3)操作操作特性好，在常温和较宽的特性好，在常温和较宽的pH值范围内具有较快的反应速值范围内具有较快的反应速度。度。(4)与前后处理工序的目标一致，搭配方便。与前后处理工序的目标一致，搭配方便。二、化学氧化二、化学氧化（一）空气氧化（一）空气氧化（P513P513）空气氧化法空气氧化法是以是以空气中的氧空气中的氧作为氧作为氧化剂来氧化有机物或还原性物质的方法。化剂来氧化有机物或还原性物质的方法。目前常用的是空气氧化法目前常用的是空气氧化法处理处理含硫含硫废水废水和给水中以和给水中以地下水地下水为水源时为水源时除铁除铁。二、化学氧化二、化学氧化（一）空气氧化（一）空气氧化（P513P513）空气氧化法处理含硫废水空气氧化法处理含硫废水。向废水中同时注入向废水中同时注入空气和热蒸汽空气和热蒸汽，硫化物转化，硫化物转化为无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐。为无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐。2S2S2-2-+2O+2O2 2+H+H2 2OSOS2 2O O3 32-2-+2OH+2OH-2HS 2HS-+2O+2O2 2SS2 2O O3 32-2-+H+H2 2O O S S2 2O O3 32-2-+2O+2O2 2+2OH+2OH-2SO2SO4 42-2-+H+H2 2O O 碱性条件下空气氧化法脱硫效果较好。碱性条件下空气氧化法脱硫效果较好。空气氧化除铁：Fe2+Fe3+曝气后过滤(普通石英砂，锰砂或新型滤料滤池、滤器)可去除水中的铁（地下水作为水源的给水处理）（一）空气氧化（一）空气氧化二、化学氧化二、化学氧化（二）臭氧氧化（二）臭氧氧化(P494)(P494)臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化能力（仅次于氟）臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化能力（仅次于氟），使污水中的污染物氧化分解成低毒或无毒的化合，使污水中的污染物氧化分解成低毒或无毒的化合物。物。它不仅可降低水中它不仅可降低水中BODBOD、CODCOD，而且还可起脱色、，而且还可起脱色、除臭、除味、杀菌等功能。除臭、除味、杀菌等功能。1 1臭氧的物理化学性质臭氧的物理化学性质 分子式分子式O O3 3，常温下淡蓝色气体，有特殊臭味。，常温下淡蓝色气体，有特殊臭味。臭氧不稳定，水中易分解成氧气，分解速度主要臭氧不稳定，水中易分解成氧气，分解速度主要与水的温度和与水的温度和pHpH值有关，所以值有关，所以臭氧不易贮存臭氧不易贮存。2 2臭氧的制备方法臭氧的制备方法 常见的制备方法常见的制备方法:无声放电法无声放电法、放射法、紫外线、放射法、紫外线辐射法、等离子射流法和电解法。辐射法、等离子射流法和电解法。无声放电法无声放电法通过高压放电，使得一些氧气分子进入激发态，激发态的氧气分子分离成氧自由基，再结合成为三个院子的臭氧，或自由基直接与氧气分子作用，形成臭氧。4 4臭氧氧化法在废水处理中的应用臭氧氧化法在废水处理中的应用用途用途：主要用于：主要用于印染废水处理、含氰或含酚印染废水处理、含氰或含酚废水的处理废水的处理等。等。印染废水处理印染废水处理主要用于脱色。主要用于脱色。臭氧能将染料分子中的不饱和键打开，最后生成有机酸和醛类等臭氧能将染料分子中的不饱和键打开，最后生成有机酸和醛类等分子较小的物质，使之失去显色能力。分子较小的物质，使之失去显色能力。含氰或含酚废水的处理含氰或含酚废水的处理的反应为：的反应为：2KCN+2O2KCN+2O3 32KCNO+2O2KCNO+2O2 2 2KCNO+H 2KCNO+H2 2O+3OO+3O3 32KHCO2KHCO3 3+N+N2 2+3O+3O2 2 第一步生成的氰酸根离子（第一步生成的氰酸根离子（CNO-CNO-）的毒性为氰）的毒性为氰根离子的根离子的1%1%，反应第二步达到无害化状态。，反应第二步达到无害化状态。（2 2）含氰废水处理）含氰废水处理（电镀废水）（电镀废水）500-500-3000ppm3000ppm降至降至1ppm1ppm5 5臭氧氧化法在废水处理中的应用特点臭氧氧化法在废水处理中的应用特点优点优点：氧化能力强，对除臭、脱色、杀菌、：氧化能力强，对除臭、脱色、杀菌、去除无机物和有机物都有显著的效果；无二去除无机物和有机物都有显著的效果；无二次污染，无污泥；设备操作运行方便。次污染，无污泥；设备操作运行方便。缺点缺点：臭氧发生装置造价高，臭氧生产产率：臭氧发生装置造价高，臭氧生产产率低，臭氧利用率相对低；废水处理成本高。低，臭氧利用率相对低；废水处理成本高。1、何谓化学沉淀法？其应用的主要对象是什么？、何谓化学沉淀法？其应用的主要对象是什么？2、何谓氧化还原法？其应用的主要领域是什么？、何谓氧化还原法？其应用的主要领域是什么？3、在应用氧化还原法时，选择处理药剂和方法应当遵循哪些、在应用氧化还原法时，选择处理药剂和方法应当遵循哪些 基本原则？基本原则？习题：习题：你知道吗（三）氯氧化（三）氯氧化(P488)氯系氧化剂有氯系氧化剂有：液氯、漂白粉、氯气、次氯酸：液氯、漂白粉、氯气、次氯酸钠等。钠等。其基本原理都是利用产生的其基本原理都是利用产生的次氯酸根次氯酸根的强氧的强氧化作用。化作用。其作用是去除其作用是去除CODCOD、色度、气味和氰化物、色度、气味和氰化物等。等。主要用于氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油类主要用于氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油类的氧化去除及脱色、脱臭、杀菌、防腐等。的氧化去除及脱色、脱臭、杀菌、防腐等。q电镀废水往往含有CN-（游离和络合态两种形式存在），可加氯氧化为N2和CO2。q酸性氧化法v主要利用Cl2的氧化作用；v氧化剂通常只能是Cl2。q碱性氧化法v主要利用次氯酸根次氯酸根的氧化作用；v氧化剂可以是次氯酸钠、次氯酸钙或液氯，在碱性条件下都得次氯酸。v局部氧化法：将氰氧化为毒性较小的氰酸盐(CNO-)；v完全氧化法：将氰进一步氧化为N2和CO2。氯氧化法常用来处理含氰废水氯氧化法常用来处理含氰废水氯氧化法常用来处理含氰废水，国内外比较成氯氧化法常用来处理含氰废水，国内外比较成熟的工艺是熟的工艺是碱性氯氧化法碱性氯氧化法。氰离子的氧化分两阶段进行。氰离子的氧化分两阶段进行。1 1第一阶段第一阶段：CNCN-被氧化为被氧化为CNOCNO-：在碱性条件下在碱性条件下：CNCN-+ClO+ClO-+H+H2 2OCNCl+2OHOCNCl+2OH-CNOCNO-+Cl+Cl-+H+H2 2O O 工艺条件为：工艺条件为：pHpH 1111，当，当CNCN-浓度高于浓度高于100mg/L100mg/L时，时，pHpH值最好控制在值最好控制在12-1312-13。2 2第二阶段第二阶段：CNOCNO-可在不同的可在不同的pHpH值条件下，进一值条件下，进一步氧化水解步氧化水解（pH=6.5-7.0pH=6.5-7.0）：2CNO2CNO-+3ClO+3ClO-+H+H2 2O=NO=N2 2+3Cl+3Cl-+2HCO+2HCO3 3-碱性氯化法处理含氰废水的工艺流程碱性氯化法处理含氰废水的工艺流程 碱性氯化法处理含氰电镀废水大多数采碱性氯化法处理含氰电镀废水大多数采用一级氧化处理，有特殊要求时可采用两级。用一级氧化处理，有特殊要求时可采用两级。处理工艺流程有连续处理和间歇处理。处理工艺流程有连续处理和间歇处理。第四节第四节 电解法电解法1、定义、定义利用电解的原理，使污染物质在电解利用电解的原理，使污染物质在电解过程中沉积于电极表面或沉淀下来或生成气过程中沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体来处理废水的方法叫电解法。体来处理废水的方法叫电解法。属于氧化还原方法。3.4.1 3.4.1 电解槽的结构形式电解槽的结构形式结构形式：回流式、翻腾式如图结构形式：回流式、翻腾式如图16-216-2。采用直流电源。采用直流电源 极板悬挂，水流顺着板面前进，减少漏电。极板悬挂，水流顺着板面前进，减少漏电。水流沿极板水流沿极板折流前进折流前进，流程长，电解槽容积，流程长，电解槽容积利用率高。利用率高。(1)(1)基本原理：基本原理：在阳极：在阳极：Fe-2eFe2+Fe-2eFe2+（铁板阳极溶解，把电子转给电源）（铁板阳极溶解，把电子转给电源）（主要的）（主要的）CrCr2 2O O7 72-2-+6Fe+6Fe2+2+14H+2Cr+14H+2Cr3+3+6Fe+6Fe3+3+7H+7H2 2O O CrOCrO4 42-2-+3Fe+3Fe2+2+8H+8H+Cr Cr3+3+4H+4H2 2O+3O+3FeFe在阴级：在阴级：2H2H+2e H+2e H2 2（次要的）（次要的）CrCr2 2O O7 72-2-+6e+14H+6e+14H+2Cr 2Cr3+3+7H+7H2 2O O CrOCrO4 42-2-+3e+8H+3e+8H+Cr Cr3+3+4H+4H2 2O OH+H+减少，废水中碱性增强，使减少，废水中碱性增强，使Cr3+Cr3+、Fe3+Fe3+产生氢氧化物沉淀产生氢氧化物沉淀 CrCr3+3+3OH Cr(OH)+3OH Cr(OH)3 3 Fe Fe3+3+3OH Fe(OH)+3OH Fe(OH)3 3电解法在废水处理中的应用电解法在废水处理中的应用电解法除铬电解法除铬n电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72-）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O，最后Cr3+以Cr（OH）3形式除去，下列说法不正确的是（）nA阳极反应为Fe-2e-Fe2+nB电解过程中溶液pH不会变化nC过程中有Fe（OH）3沉淀生成nD电路中每转移12mol电子，最多有1molCr2O72-被还原2工艺流程：进水CCr6+100mg/L，PH=46.5含铬废水处理工艺流程如图16-4所示调节池：按24h平均流量设计沉淀池：t=2h；V污泥=(510)%V废水或1kg干重/m3废水。电解槽工艺设计电解槽工艺设计（1）电解槽有效容积：式中：t电解历时。Ccr6+50mg/L，t=510min；Ccr6+=50100mg/L，t=1020min。（2）电流强度I（A）式中：Q废水设计流量m3/h C废水中Cr6+浓度，g/m3；QC=m3/hg/m3=g/h Kcr1gCr6+还原成Cr3+所需电量，如无试验资料，可取 45(Ah/gCr)n电极串联次数，为串联极板数减1（3 3）极板面积）极板面积F(dmF(dm2 2)：普通碳素钢板，：普通碳素钢板，=3=35mm5mm，极板间净，极板间净距距S=10mmS=10mm；极板消耗量：；极板消耗量：4 45g/5g/还原还原1gCr1gCr6+6+（6 6）电能消耗）电能消耗N(kwN(kwh/m3)h/m3)N=IU/1000Q N=IU/1000Q 式中式中整流器效率，无实测数值，用整流器效率，无实测数值，用0.80.8；Q Q废水设计流量，废水设计流量，m3/hm3/h1、试述试述废水处理中臭氧氧化法的优、缺点。废水处理中臭氧氧化法的优、缺点。2、何谓电解法？试述其作用机理、何谓电解法？试述其作用机理。3、氯系氧化剂氧化法的基本原理都是利用产生的、氯系氧化剂氧化法的基本原理都是利用产生的 的的 强氧化作用。强氧化作用。习题：习题：你知道吗