酸堿廢水處理工藝
一、酸性廢水處理
酸性廢水的處理可分為三類:酸性廢水與堿性廢水混合、投藥中和及過濾中和。
(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(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(shí)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(jì)〕,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(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、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來表示。則藥劑總耗量GZ (kg/d)的計(jì)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(shí),濾料選用石灰石、大理石或白云石都行;中和硫酸時(shí),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(shí),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。
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。 酸堿廢水處理工藝