水污染治理控制技术——化学中和法

一、 化学中和概述

如化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂及金属酸洗车间——排放大量的酸性废水；

印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂等——排放大量的碱性废水；

酸含量大于3%～5%的废酸液和碱含于量大l%～3%的废碱液——综合回收利用。

中和法是利用碱性药剂或酸性药剂将废水从酸性或碱性调整到中性附近的一类处理方法。

酸性废水的成分包括：

无机酸：硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸等

有机酸：醋酸、甲酸、柠檬酸等

金属盐。

碱性废水的成分：苛性钠、碳酸钠、硫化钠及胺类等。

不同酸(碱)含量工业废水的处理方法：

1.废酸液和废碱液

含酸5～10%，废酸液

碱含量3～5%，废碱液

例如:用蒸发浓缩法回收苛性钠

用扩散渗析法回收钢铁酸洗废液中的硫酸等

2.酸性废水和碱性废水

中和

二、酸性废水的中和处理

1.药剂中和法

碱性药剂:石灰(CaO)，有时也选用苛性钠、碳酸钠、石灰石、白云石、电石渣等；

条件：溶解性、反应速度、成本、二次污染、使用方便，中和产物的性状、数量及处理费用等；

当投石灰进行中和处理时，Ca(OH)2还有凝聚作用，因此对杂质多、浓度高的酸性废水尤其适宜。

中和剂的投加量，可按实验绘制的中和曲线确定，也可根据水质分析资料，按中和反应的化学计量关系确定。

碱性药剂用量Ga(kg／d)可按下式计算 ：

Q——废水量，m3／d；

Cl， C2 ——废水酸的浓度和酸性盐的浓度，kg／m3；

a1 ，a2 ——中和每公斤酸和酸性盐所需的碱性药剂公斤数，即碱性药剂比耗量kg／kg；

K——考虑到反应不均，部分碱性药剂不能参加反应的加大系数。如用石灰法中和硫酸时，取1.05～l.10(湿投)或1.4～1.5(干投)；中和硝酸和盐酸时，取1.05；

α ——碱性药剂的纯度，%。

投药中和法的工艺过程主要包括：

废水的预处理；

药剂的制备与投配；

混合与反应；

中和产物的分离；

泥渣的处理与利用。

废水的预处理包括悬浮杂质的澄清，水质及水量的均和。前者可以减少投药量，后者可以创造稳定的处理条件。

投加石灰有干法和湿法两种方式。

混合反应池 中和反应较快，废水与药剂边混合，边中和，池中常设置隔板将其分成多室，以利混合反应。反应池的容积通常按5～20min的停留时间设计。

2.过滤中和法

酸性废水流过碱性滤料时，可使废水中和，这种中和方式叫过滤中和法。

主要的碱性滤料有三种：石灰石、大理石（CaCO3 ）、白云石（CaCO3·MgCO3 ）。

滤料的选择和中和产物的溶解度有密切的关系。各种酸在中和后形成的盐具有不同的溶解度，其顺序大致为：

Ca(NO3)2、CaCl2＞MgSO4 >CaSO4＞CaCO3、 MgCO3。

滤料粒径一般为30 ～ 50mm。

硫酸允许浓度在1～1.2g／L

3.利用碱性废水和废渣的中和法

滤料粒径小(0.5～3mm)，滤速高(66～70m／h) ，硫酸允许浓度可提高到2.2～2.3g／L 。

直径1m或更大，长度约为直径的6～7倍。滚筒转速约每分钟10转。滤料的粒径较大(达十几毫米)，装料体积约占转筒体积的一半；

这种装置的最大优点是进水的硫酸浓度可以超过允许浓度数倍，而滤料粒径却不必破碎得很小。其缺点是负荷率低、构造复杂、动力费用较高、运转时噪音较大，同时对设备材料的耐蚀性能要求高。

4.利用天然水体及土壤中碱度的中和法

在同时存在酸性废水和碱性废水的情况下，可以以废治废，互相中和。 两种废水互相中和时，若碱性不足，应补充药剂；若碱量过剩，则应补充酸中和碱。由于废水的水量和浓度均难于保持稳定，因此，应设置均和池及混和反应池(中和池)。如果混合水需要水泵提升，或者有相当长的出水沟管可资利用，也可不设混合反应池。

利用碱性废渣中和酸性废水也有一定的实际意义。例如，软水站石灰软化法的废渣中含有大量CaCO3、锅炉灰中含有2～20％的CaO，利用它们处理酸性废水，均能获得一定的中和效果。

（1）碱性废水的中和处理

投酸中和法处理碱性废水时，常用的酸性中和药剂有硫酸、盐酸及压缩二氧化碳。

用CO2气体中和碱性废水时，为使气液充分接触反应，常采用逆流接触的反应塔(CO2气体从塔底吹入，以微小气泡上升；而废水从塔顶喷淋而下)。

用CO2做中和剂的优点在于：由于pH值不会低于6左右，因此不需要pH值控制装置。

烟道气中含有高达24％的CO2，有时还含有少量SO2及H2S，故可用来中和碱性废水，其中和产物Na2CO3、 Na2SO4、Na2S均为弱酸强碱盐，具有一定的碱性，因此酸性物质必须超量供应。