化學治理(li)法的(de)主要(yao)處理(li)對象是廢水(shui)中溶解性(xing)或(huo)膠體性(xing)的(de)污染物(wu)質(zhi)(zhi)。它既可合污染性(xing)物(wu)質(zhi)(zhi)與水(shui)分離(li),也能改(gai)變某(mou)些污染物(wu)質(zhi)(zhi)以及有機物(wu)等,因此可達到比物(wu)理(li)方(fang)法更高的(de)凈化程度。
特(te)別是(shi)要從(cong)廢水(shui)中回收(shou)有(you)(you)用物質(zhi)(zhi)時(shi),或者(zhe)廢水(shui)中含有(you)(you)某種有(you)(you)毒(du)、有(you)(you)害且(qie)不易被(bei)微生物降解的物質(zhi)(zhi)時(shi),采用化學治理方法為適宜。
然而,化學(xue)治(zhi)理(li)法常(chang)需采用(yong)化學(xue)藥劑(ji)或材料,因此運行費用(yong)一般都比較(jiao)高(gao),操作與管理(li)的要(yao)求也(ye)比較(jiao)嚴(yan)格等。而且,在化學(xue)法的前處理(li)或后處理(li)過程中,通常(chang)還(huan)需配(pei)合(he)使用(yong)物理(li)治(zhi)理(li)方法。
一、中和(均衡)法
1、廢水(shui)的中(zhong)(zhong)和(he)處(chu)理中(zhong)(zhong)和(he)法就是使廢水(shui)進行酸(suan)堿的中(zhong)(zhong)和(he)反應,調(diao)節廢水(shui)的酸(suan)堿度(du),合其呈中(zhong)(zhong)性或接(jie)近中(zhong)(zhong)性,或適宜于下步(bu)處(chu)理的pH值(zhi)范圍。如,以(yi)(yi)生物處(chu)理而言,需將處(chu)理系統中(zhong)(zhong)廢水(shui)pH值(zhi)維持在(zai)6.5~8.5之間,以(yi)(yi)確保佳的生物活(huo)力。
2、處理(li)方法(fa)(fa)與(yu)設備通常(chang)采用(yong)的廢水中和方法(fa)(fa)有(you)均衡法(fa)(fa)和pH值直接(jie)控制(zhi)法(fa)(fa)。
(1)均衡法。以酸(suan)性廢(fei)水(shui)和(he)(he)堿(jian)性廢(fei)水(shui)混合中和(he)(he)為目的,即在均衡池中將酸(suan)性和(he)(he)堿(jian)性廢(fei)水(shui)相混合。
由于工(gong)業(ye)廢水(shui)(shui)的水(shui)(shui)量(liang)和(he)水(shui)(shui)質一般是不(bu)均衡的,往(wang)往(wang)隨生產(chan)的變化而變化。為(wei)了進行水(shui)(shui)量(liang)的調節和(he)水(shui)(shui)質的均和(he),減少高峰流量(liang)和(he)高濃度廢水(shui)(shui)的影響(xiang),需設置足夠(gou)容(rong)積(ji)的均衡池作(zuo)為(wei)預處理的一種設施或(huo)中和(he)設備。若廢水(shui)(shui)中和(he)后達不(bu)到規定的pH值時,還需稍加廢酸或(huo)廢堿進行適當的調節。
(2)pH值直接控制法(fa)。常用的方(fang)法(fa)有酸堿廢水相互中和、投藥中和及(ji)過(guo)濾中和法(fa)等(deng)。
1)酸性(xing)廢水的(de)中和(he)(he):對于酸性(xing)廢水,常(chang)用(yong)藥(yao)劑法和(he)(he)過濾(lv)法進行中和(he)(he)。
2)堿性(xing)廢(fei)水(shui)的中(zhong)(zhong)和(he)(he):堿性(xing)廢(fei)水(shui)常用廢(fei)酸(suan)(suan)(suan)或酸(suan)(suan)(suan)性(xing)廢(fei)水(shui)中(zhong)(zhong)和(he)(he)或與煙道(dao)氣中(zhong)(zhong)和(he)(he)。投(tou)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)和(he)(he)法(fa)是采用廢(fei)強酸(suan)(suan)(suan)或酸(suan)(suan)(suan)性(xing)廢(fei)水(shui)進行(xing)中(zhong)(zhong)和(he)(he)處理,所用設備和(he)(he)中(zhong)(zhong)和(he)(he)程序與酸(suan)(suan)(suan)性(xing)廢(fei)水(shui)中(zhong)(zhong)和(he)(he)法(fa)相同。煙道(dao)氣中(zhong)(zhong)和(he)(he)法(fa)是利用煙道(dao)氣中(zhong)(zhong)二氧(yang)化碳與二氧(yang)化硫(liu)溶于水(shui)中(zhong)(zhong)形成的酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)和(he)(he)堿性(xing)廢(fei)水(shui)。
方法是將煙蒸(zheng)氣通入堿(jian)(jian)性廢水(shui),或(huo)利用堿(jian)(jian)性廢水(shui)作(zuo)為除塵的噴淋水(shui),兩者均可得到良好的處(chu)理效果。但(dan)處(chu)理后廢水(shui)中的懸浮物含(han)量(liang)(liang)大為增加,硫化物、耗氧量(liang)(liang)和色度也(ye)都有所增加,還需對廢水(shui)進行(xing)補充處(chu)理。
二、化學(xue)混凝和沉淀法(fa)
(一(yi))混(hun)凝法(fa)在廢水(shui)處理中,通(tong)常混(hun)凝法(fa)必(bi)須與(yu)沉(chen)淀(dian) 法(fa)配合使用,故(gu)稱之為(wei)混(hun)凝沉(chen)淀(dian)法(fa)。它可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)初級(ji)處理的手段(duan),也可(ke)作(zuo)為(wei)二級(ji)處理或深度處理的一(yi)種工(gong)藝(yi)。
1、基本原理向(xiang)廢(fei)水中投(tou)加某種化學藥(yao)劑(ji)(常(chang)稱之為混凝(ning)劑(ji)),使水中難以(yi)(yi)沉淀的膠體懸浮顆粒或(huo)(huo)乳狀(zhuang)污染(ran)物質推動穩定后,由于互相碰(peng)撞(zhuang)以(yi)(yi)及附聚(ju)(ju)或(huo)(huo)聚(ju)(ju)合,搭(da)拉(la)而(er)(er)形成較大的顆粒或(huo)(huo)絮狀(zhuang)物,從(cong)而(er)(er)更易于自(zi)然下沉或(huo)(huo)上(shang)浮而(er)(er)被除去。
可降(jiang)低廢(fei)水的濁度、色(se)度,除去多種高分子物(wu)(wu)質、有機物(wu)(wu)和(he)某(mou)些重金屬毒物(wu)(wu)和(he)放射性物(wu)(wu)質等,因此在工業廢(fei)水的處理(li)中得到(dao)廣泛應用。
2、常用(yong)的混凝劑常用(yong)的混凝劑可(ke)分為無機(ji)有和機(ji)兩大類(lei)。
(1)無機混(hun)凝劑。其應用(yong)(yong)廣的主要有(you)鋁鹽(yan),如(ru)硫酸(suan)(suan)鋁、明礬、鋁酸(suan)(suan)鈉等(deng);其次是鐵鹽(yan),如(ru)硫酸(suan)(suan)亞鐵、硫酸(suan)(suan)鐵、三(san)氯化鐵等(deng);還有(you)可(ke)以循環(huan)使(shi)用(yong)(yong)的混(hun)凝劑,如(ru)碳酸(suan)(suan)鎂等(deng)。這些藥劑均可(ke)取(qu)得良好的混(hun)凝效果(guo),可(ke)根據水質情況選用(yong)(yong)。
只是在混(hun)(hun)凝(ning)(ning)過程中,大多數會產生比較多的污泥。此外,還有一種無機高分子(zi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)劑,如聚(ju)全氯化鋁、聚(ju)合硫酸(suan)鐵,目(mu)前應用為廣(guang)泛,混(hun)(hun)凝(ning)(ning)效果也更好。
(2)有機絮(xu)(xu)凝劑(ji)。它主要(yao)是人工合成酸(suan)聚丙(bing)烯酸(suan)鈉(陰離(li)子(zi)型(xing))、聚乙烯吡烯鹽(陽離(li)子(zi)型(xing))和聚丙(bing)烯酰胺(非離(li)子(zi)型(xing))等高分子(zi)絮(xu)(xu)凝劑(ji)。
這類絮(xu)凝(ning)劑(ji)只需(xu)投加少量,便可獲得較佳的絮(xu)凝(ning)效果,而且污泥量也(ye)少。當單(dan)用某(mou)種絮(xu)凝(ning)劑(ji)不能取得良好效果時,還須投加助凝(ning)劑(ji)。
助凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)大體上也可分(fen)為二類(lei):a、用于調節或改(gai)(gai)善混凝(ning)(ning)(ning)條件的藥劑(ji),如石灰、氯氣等(deng);b、用于改(gai)(gai)善絮(xu)凝(ning)(ning)(ning)體結構的高分(fen)子助凝(ning)(ning)(ning)劑(ji),如聚丙烯酰(xian)胺、活性硅膠(jiao)、骨膠(jiao)和海藻酸鈉等(deng)。
有(you)(you)時,有(you)(you)機類(lei)絮(xu)凝劑(ji)與其他無(wu)機類(lei)混凝劑(ji)合用,絮(xu)凝的效(xiao)果(guo)更(geng)佳,經(jing)濟(ji)上也更(geng)適宜。某(mou)些(xie)天然(ran)的高(gao)分(fen)子物質(zhi),如淀(dian)粉、纖維(wei)素、蛋白質(zhi)以及膠和藻類(lei)等,本(ben)身就臉有(you)(you)混凝的作用。
3、混(hun)凝過程(cheng)與(yu)設備(bei)(bei)混(hun)凝過程(cheng)包括藥(yao)劑配制、投藥(yao)、混(hun)合與(yu)瓜(gua)幾(ji)個(ge)步驟(zou)。常用的設備(bei)(bei)有隔板式(shi)、旋轉式(shi)和渦(wo)流式(shi)三種(zhong)瓜(gua)池。
混(hun)(hun)凝效果(guo)受許多因(yin)素的(de)影響,如水溫、pH值,以及水中(zhong)(zhong)雜質的(de)性質、組成和濃度等,都會(hui)影響混(hun)(hun)凝的(de)進行(xing)。而(er)且,混(hun)(hun)凝劑(ji)(ji)的(de)品種(zhong)不同,各項(xiang)參數的(de)差異(yi)很大。為了(le)選擇適宜的(de)混(hun)(hun)凝劑(ji)(ji),確定佳用(yong)量,還必(bi)須進行(xing)混(hun)(hun)凝試驗。混(hun)(hun)合作(zuo)用(yong)在于(yu)迅速、均(jun)勻地將藥(yao)劑(ji)(ji)擴散到水中(zhong)(zhong),與水中(zhong)(zhong)的(de)懸浮物接(jie)觸,并形成細小的(de)絮凝體,俗(su)稱礬花。
可以采用機械方(fang)式或水力條件(jian)進行混合,一般不超過2min。反應(ying)的(de)作用就是使細(xi)小的(de)礬花(hua)逐(zhu)漸絮凝成(cheng)較大的(de)顆(ke)粒而沉降或上浮,一般應(ying)確保水流有(you)適(shi)當的(de)絮流程度,為細(xi)小的(de)礬花(hua)創造(zao)碰(peng)撞的(de)機會(hui)和吸附的(de)條件(jian),但需防止礬花(hua)被(bei)打碎或下沉。
(二)化(hua)學(xue)沉淀(dian)法向廢水中投加稱之為沉淀(dian)劑的某種化(hua)學(xue)物質,使(shi)其和水中的某些溶解(jie)性污(wu)染物質產生反應,生成溶度小(xiao)的難溶于水的化(hua)合物,如(ru)將鹽類(lei)等沉淀(dian)下來,然后(hou)再(zai)分離出去,從而(er)降(jiang)低了溶解(jie)性污(wu)染物質的濃度。
化學沉淀法多用于去(qu)(qu)除廢水(shui)中(zhong)的重(zhong)金屬離子,如(ru)汞、鎘、鉛、鋅等。也可(ke)以去(qu)(qu)除廢水(shui)中(zhong)的營養(yang)性物質,如(ru)磷等。
許多重金屬離子都(dou)可(ke)以生(sheng)成氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)或(huo)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)沉淀(dian),因(yin)此常通(tong)過(guo)加堿或(huo)加石灰調節廢水的pH值,使其生(sheng)成氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)沉淀(dian),或(huo)投加硫(liu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)鈉等沉淀(dian)劑(ji),使其形成硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)的沉降更(geng)困難,還需投加凝聚劑(ji)以加強沉淀(dian)效果。
而化學(xue)沉淀法(fa)形成的(de)沉淀物中,往往含(han)有較高濃度的(de)一些重金(jin)屬,故(gu)必須(xu)考慮其回收利用或(huo)加以妥善的(de)處理。
(三)氧(yang)化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)法廢水(shui)中(zhong)某些有毒(du)有守的(de)溶(rong)解性污(wu)染物質(zhi),可在氧(yang)化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)反應(ying)過程中(zhong)被氧(yang)化(hua)(hua)或(huo)被還(huan)原(yuan),轉化(hua)(hua)成(cheng)無毒(du)無害的(de)新物質(zhi)或(huo)可從(cong)水(shui)中(zhong)分離(li)出來的(de)氣體或(huo)固體,從(cong)而達到凈化(hua)(hua)處理(li)的(de)目的(de),這種(zhong)方法稱為氧(yang)化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)法。
任何(he)氧化(hua)(hua)還(huan)(huan)原(yuan)過程都可寫成下(xia)列(lie)通式(shi):還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji)(ji)+氧化(hua)(hua)劑(ji)(ji)=物質的氧化(hua)(hua)形(xing)態(還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji)(ji)被氧化(hua)(hua))+物質的還(huan)(huan)原(yuan)狀態(氧化(hua)(hua)劑(ji)(ji)被還(huan)(huan)原(yuan))
1、氧化(hua)法在廢(fei)水的氧化(hua)處理(li)中(zhong),常(chang)用的氧化(hua)劑(ji)(ji)有氧類(lei)和氯(lv)類(lei)。氧類(lei)氧化(hua)劑(ji)(ji)有空氣(qi)中(zhong)氧、純氧、臭氧、過氧過氫、高錳(meng)酸(suan)鉀等。氯(lv)類(lei)氧化(hua)劑(ji)(ji)有氣(qi)態(tai)氯(lv)、液(ye)氯(lv)、漂白粉(fen)、次氯(lv)酸(suan)鈉(na)、二氧化(hua)氯(lv)、三氯(lv)化(hua)鐵(tie)等。
2、還原法在廢水處理中(zhong),采用(yong)還原劑(ji)改變有毒、有害污染質的價態,可(ke)消除或減輕其(qi)污染的程度。
常利用(yong)鐵(tie)粉、鋅粉、電解(jie)時的陰極(ji)反應作為(wei)還(huan)原劑(ji),此外還(huan)有硫酸(suan)亞鐵(tie)、亞硫酸(suan)氫鈉以(yi)及二氧化硫等也得到了應用(yong)。
目前,還原(yuan)法(fa)主要用(yong)(yong)(yong)于含鉻廢(fei)水(shui)及含汞廢(fei)水(shui)的處理。采用(yong)(yong)(yong)硫酸(suan)亞鐵-石灰(hui)法(fa)除鉻,硼氫化鈉法(fa)或(huo)鐵粉還原(yuan)法(fa)除氯,都(dou)已經(jing)在廢(fei)水(shui)處理中被采用(yong)(yong)(yong)。