工業(yè)廢水處理基本方法-化學(xué)法

 
       工業(yè)廢水處理在基本方法，就是采用各種技術(shù)與手段，將廢水中所含的污染物質(zhì)分離去除、回收利用，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，使水質(zhì)得到凈化。
      工業(yè)廢水處理技術(shù)，按原理可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物化學(xué)處理法等。
 
化學(xué)處理法
       化學(xué)處理法是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使廢水中呈溶解狀態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物被氧化或還原為微毒、無(wú)毒的無(wú)機(jī)物的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)，從而達(dá)到處理的目的?；瘜W(xué)處理法是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效方法，其實(shí)質(zhì)是通過(guò)采取不同的方法（包括投加藥劑法、電化學(xué)法和光化學(xué)法三大類）而實(shí)現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移。
 

廢水處理常用的化學(xué)處理方法

 
1、中和
       當(dāng)廢水中存在游離酸或堿時(shí)，可利用添加堿或酸使酸和堿相互進(jìn)行中和反應(yīng)生成鹽和水，這種利用中和過(guò)程處理廢水的方法稱為中和法。中和處理的目的就是中和廢水中過(guò)量的酸和堿，以及調(diào)整廢水中的酸堿度，使中和后的廢水呈中性或接近中性，以適應(yīng)下一步處理和外排的要求。
     通常采用的廢水中和方法有均衡法和pH值直接控制法。均衡法是以廢治廢使酸性廢水和堿性廢水相互中和最理想的方法，它通過(guò)測(cè)定酸性廢水和堿性廢水相互作用的中和曲線求得兩者的適宜配比，多余部分則另行處理。pH值直接控制法是利用添加中和劑來(lái)控制廢水pH，使廢水中的有害離子（如重金屬離子）在此pH下以沉淀物的形式沉降，然后進(jìn)行分離使水得以凈化。
       酸性廢水的中和劑主要有石灰（CaO）、石灰石（CaCO₃）、碳酸鈉（Na₂CO₃）、燒堿（NaOH）等。堿性廢水的中和劑通常采用硫酸、鹽酸、煙道氣。必須注意，中和處理和pH值調(diào)節(jié)有著本質(zhì)的區(qū)別。中和處理的目的是中和廢水中過(guò)量的酸和堿，以便使中和后的廢水呈中性或接近中性，以適應(yīng)下一步處理和外排的要求。而pH值調(diào)節(jié)的目的是為了某種特殊要求，把廢水的pH調(diào)整到某一特定值或某一范圍，如把pH值由中性或堿性調(diào)至酸性，稱為酸化；把pH值由中性或酸性調(diào)至堿性，稱為堿化。
 
2、化學(xué)混凝
       工業(yè)廢水中含有各種各樣的雜質(zhì)，如天然水體中含有大量的細(xì)小的黏土顆粒，廢水中含有的藻類、細(xì)菌、細(xì)小的顆粒物等，這些雜質(zhì)按其尺寸可分為三類：懸浮顆粒（﹥0.1μm）、膠體（0.001～0.1μm）以及分子和離子（﹤1nm）。對(duì)于基中大部分密度比水大的懸浮顆粒雜質(zhì)，可采用生力沉淀或離心沉淀的方法將其與水分離，但其中的膠體和部分細(xì)小懸浮物則不易沉降或上浮，這是因?yàn)榧?xì)小顆粒受到雙電層、表面活性劑等因素的保護(hù)，使其不易凝聚成大顆粒，這時(shí)可采用混凝沉降的辦法進(jìn)行處理。
     混凝沉降是工業(yè)廢水處理中的一種常用的方法，混凝的目的是通過(guò)向廢水中投加某種化學(xué)藥劑（常稱為混凝劑），使廢水中利用自然沉淀法難以除去的細(xì)小有膠體狀懸浮顆?；蛉闋钗廴疚镔|(zhì)失去穩(wěn)定后，由于互相碰撞以及集聚或聚合、搭接而形成較大的顆?；蛐鯛钗?，從而更易于自然下沉或上浮而被除去。
 
    
混凝法處理廢水的特點(diǎn)
       混凝法處理的對(duì)象是廢水中利用自然沉淀法難以除去的細(xì)小懸浮物及膠體微粒，可以采用降低廢水的濁度和色度，去除多種高分子有機(jī)物、某些重金屬毒物和放射性物質(zhì)。
     混凝法不僅可以去除廢水中呈膠體和微小懸浮物狀態(tài)的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物，還可以去除廢水中的某些溶解性物質(zhì)，如砷、汞等，以及導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的磷元素。因此，混凝在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用非常廣泛，既可作為獨(dú)立的處理單元，也可以和其他處理法聯(lián)合使用，進(jìn)行預(yù)處理、中間處理或最終處理。近年來(lái)，由于污水回用的需要，混凝作為城市污水深度處理常用的一種技術(shù)得到了廣泛使用。此外，混凝法還可以改善污泥的脫水性能，在污泥脫水工藝中是一種不可缺少的前處理手段。
     混凝法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作易于掌握，處理效果好，間歇或連續(xù)運(yùn)行均可。缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用高，沉渣量大，且脫水困難。
     混凝過(guò)程涉及三個(gè)方面的問(wèn)題：水中膠體（包括微小懸浮物）的性質(zhì)、混凝劑在水中的水解反應(yīng)及以膠體顆粒與混凝劑之間的相互作用。等，以及導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的磷元素。因此，混凝在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用非常廣泛，既可作為獨(dú)立的處理單元，也可以和其他處理法聯(lián)合使用，進(jìn)行預(yù)處理、中間處理或最終處理。近年來(lái)，由于污水回用的需要，混凝作為城市污水深度處理常用的一種技術(shù)得到了廣泛使用。此外，混凝法還可以改善污泥的脫水性能，在污泥脫水工藝中是一種不可缺少的前處理手段。
     混凝法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作易于掌握，處理效果好，間歇或連續(xù)運(yùn)行均可。缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用高，沉渣量大，且脫水困難。
     混凝過(guò)程涉及三個(gè)方面的問(wèn)題：水中膠體（包括微小懸浮物）的性質(zhì)、混凝劑在水中的水解反應(yīng)及以膠體顆粒與混凝劑之間的相互作用。
 
3、化學(xué)沉淀法
      化學(xué)沉淀法是利用各物質(zhì)在水中的溶解度不同，向廢水中投加某種稱之為沉淀劑的化學(xué)藥劑，使其與廢水中的溶解性物質(zhì)發(fā)生互換反應(yīng)生成難溶于水的鹽類，形成沉淀物，然后進(jìn)行固液分離，從而除去廢水中的污染物的方法。
     采用化學(xué)沉淀法可以處理廢水中的重金屬離子（如汞、鉻、鎘、鉛、鋅等）、堿土金屬（如鈣、鎂）等和非金屬（如砷、氟、硫、硼等）。對(duì)于危害性很大的重金屬?gòu)U水，化學(xué)沉淀法是常采用的一種方法，多用于除去廢水中的重金屬離子，也可用于除去營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)。
 
化學(xué)沉淀法的基本原理 
     化學(xué)沉淀法是向水中投加某種易溶的化學(xué)藥劑，使之與廢水中的某此溶解物質(zhì)發(fā)生直接的化學(xué)反應(yīng)，形成難溶的固體物（沉淀物，如鹽、氫氧化物和絡(luò)合物），然后進(jìn)行固液分離，從而除去水中污染物的一種化學(xué)方法。物質(zhì)在水中的溶解能力用溶解度表面，溶解度的大小主要取決于物質(zhì)和溶劑的本性，也和溫度、鹽效應(yīng)、晶體的結(jié)構(gòu)和大小等有關(guān)。習(xí)慣上將溶解度大于1g/100gH₂O的物質(zhì)稱為易溶物，而將溶解度小于0.1g/100gH₂O的物質(zhì)稱為難溶物，介于二者之間的物質(zhì)稱為微溶物?；瘜W(xué)沉淀法主要用于處理廢水之中能形成難溶物的雜質(zhì)。
 
化學(xué)沉淀法的分類 
      廢水處理中常用的化學(xué)沉淀法按其所用的沉淀劑的不同，可分為氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法、鐵氧體沉淀法、鋇鹽沉淀法、鹵化物沉淀法、磷酸鹽沉淀法、磷酸銨鎂沉淀法、有機(jī)試劑沉淀法等。最常用的沉淀劑是石灰，其他如氫氧化鈉、碳酸鈉、硫化氫和碳酸鋇等也有應(yīng)用。
      化學(xué)沉淀法的工藝流程和設(shè)備與混凝法相類似，主要步驟包括：選擇相應(yīng)的沉淀劑并進(jìn)行配制和投加；沉淀劑與原水充分混合，進(jìn)行反應(yīng)；進(jìn)行固液分離；泥渣處理與利用。
    化學(xué)沉淀法所用的設(shè)備有加藥泵、反應(yīng)器、沉淀池、氣浮池、刮泥機(jī)等。
 
4、化學(xué)還原法
     通過(guò)投加還原劑，將廢水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或毒性較小的物質(zhì)的方法稱為還原法。常用的還原劑有鐵鐵屑、鋅粉、硼氫化鈉、亞硫酸鈉、水合肼（N₂H₄.H₂O）、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硫化氫、二氧化硫等。
      因?yàn)榛瘜W(xué)還原過(guò)程中往往產(chǎn)生不溶性沉淀物，因此也稱其為還原沉淀法，也可將其歸屬于化學(xué)沉淀過(guò)程。
 
化學(xué)還原法的分類
       在工業(yè)廢水處理中，化學(xué)原還法主要用于含鉻廢水和含汞廢水的處理，經(jīng)常使用的還原劑有金屬還原劑和鹽類還原劑。
  金屬還原法
      金屬還原法是以固體金屬為還原劑，用于還原廢水中的污染物，特別是汞、鉻、鎘等重金屬離子。常用的金屬還原劑有鐵、鋅、銅、鎂等，其中鐵、鋅因其價(jià)格便宜而作為首選的藥劑。
      用鐵屑、鐵粉處理廢水主要利用鐵的還原性、電化學(xué)性和鐵離子的絮凝吸附作用。一般認(rèn)為鐵在處理廢水過(guò)程中所能達(dá)到的處理效果是這三種性質(zhì)共同作用的結(jié)果。鐵在廢水處理工程上的應(yīng)用形式有鐵屑過(guò)濾法、鐵曝法、鐵碳法等，其中鐵碳法在處理高濃度COD、生物難降解廢水方面應(yīng)用廣。 
   鹽類還原法
      鹽類還原法是利用一些化學(xué)藥劑作為還原劑，將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒物質(zhì)，并進(jìn)一點(diǎn)將其除去，使廢水得到凈化。
      在實(shí)際應(yīng)用中，采用鹽類還原法處理六價(jià)鉻時(shí)，一般常選用硫酸亞鐵作為還原劑和石灰作為堿性藥劑，這是因?yàn)槠鋬r(jià)廉易得，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但石灰中雜質(zhì)含量較多，產(chǎn)生的泥渣也多。當(dāng)水量小時(shí)，也可以采用氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉，其價(jià)格較貴，但泥渣量少。如果二氧化硫和硫化氫廢氣時(shí)，也可以利用尾氣還原法，其特點(diǎn)是以廢治廢，費(fèi)用低，設(shè)備也簡(jiǎn)單。