化學(xué)實驗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%。堿性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。廢水處理時，會遇到含有機(jī)堿或含無機(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，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)的摩爾值換算見表6-2.
堿性中和劑比耗量見表6-3.
反應(yīng)池容積按照在中和反應(yīng)池內(nèi)停留時間1~2h考慮。
(二)pH值直接控制法
對于酸性廢水，常用藥劑法和過濾法進(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〕，超過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，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，廢水在其中的停留時間一般不大于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、有機(jī)物或有廉價的中和劑時采用。如用石灰乳中和H2SO4廢水生成CaS04，當(dāng)用顆粒狀石灰石時，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，顆塹粒徑應(yīng)小于0.5mm。其反應(yīng)式為
H2SO4+Ca(OH)2===CaSO4+2H20
(1)中和劑用量的實際耗量應(yīng)比理論比耗量大。同時還要考慮金屬離子及中和反應(yīng)混合不均勻使實際耗量比理論耗量高等因素，常用不均勻系數(shù)K來表示。則藥劑總耗量GZ(kg/d)的計算式為
Gz=KQCa/e

2.過濾中和法
過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，濾料選用石灰石、大理石或白云石都行;中和硫酸時，***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，硫酸允許濃度在1~1.2g/L。如硫酸濃度超過上述允許值，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。采用升流過濾方式和較大的過濾速度，有利于消除氣體的阻礙作用。過濾中和產(chǎn)物CO2溶于水使出水pH值約為5。需要時經(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。運行中需要隨時補(bǔ)加濾料，定期(每2h)檢測出水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)，而填料無變化時，設(shè)備要停止運行，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泡沫吸收塔將溶于水中形成的酸性水中和堿性廢水。或是將堿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，此外還需對廢水進(jìn)行補(bǔ)充處理。