揖斐电工业废水处理苗向阳.pptx

2024/4/2周二1第一部分工业废水概论n一、工业废水（Industrial Wastewater）的含义和分类n定义：指工业企业各行业生产过程中产生和排放的废水。n包括：生产污水（包括生活污水）和生产废水两大类。2024/4/2周二2生产污水（Production Sewage）：指在生产过程中所形成的，被有机或无机性生产废料所污染的废水（包括温度过高而造成热污染的工业废水）。u生产废水（Production Wastewater）：指在生产过程中形成的，但未直接参与生产工艺，只起辅助作用，未被污染物污染或污染很轻的水。（如冷却水）2024/4/2周二3二、工业废水的分类、种类、指标n（一）分类n1，按行业的产品加工对象：冶金、造纸、纺织、印染等。n2，按工业废水中主要污染物分：n无机废水（电镀、矿物加工）n有机废水（食品加工）n3，按废水中污染物的主要成分：n酸性、碱性、含酚等2024/4/2周二4 另外还可以根据处理难易程度和危害性分：n（1）易处理危害性小的废水n（2）易生物降解无明显毒性的废水n（3）难生物降解又有毒性的废水。2024/4/2周二5（二）工业废水造成环境污染的种类：u含无毒物质的有机废水和无机废水的污染；u含有毒物质的有机废水和无机废水的污染；u含有大量不溶性悬浮物废水的污染；u含油废水产生的污染；u含高浊度和高色度废水产生的污染；u酸性和碱性废水产生的污染；u含有多种污染物质废水产生的污染；u含有氮、磷等工业废水产生的污染。2024/4/2周二6（三）.造成水体污染的水质指标u物理因素：总固体含量（TotalSolids）悬浮性固体（SuspendedSolid）+可溶性固体（SolubleSolid）；温度（temperature）；色度（color）。u化学因素：化学需氧量（ChemicalOxygenDemandCOD）；总需氧量（TotalOxygenDemandTOD）；总有机碳（TotalOrganicCarbonTOC）；生化需氧量（Bio-chemicalOxygenDemandBOD）；ph（Hydrogen-ionConcentration）值；氮的化合物（NitrogenCompound）；磷的化合物（PhosphateCompound）；硫化合物（SulfurCompound）；其他有毒有害的无机化合物；气体。u生理或生物因素：臭气（Odor）；微生物（Microorganism）。2024/4/2周二7二 工业废水污染现状1.工业废水污染早期的“八大公害”：马斯河谷事件，多诺拉事件，洛杉矶光化学烟雾事件，伦敦烟雾事件，四日市哮喘事件，米糠油事件，水俣病事件，骨痛病事件。2024/4/2周二8n米糠油事件：1968年日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油采用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者约13000人，其中16人死亡。n水俣病事件：19531956年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾海域的鱼虾和贝类等水生物体内富集了汞和甲基汞，人食用后，造成近万人的中枢神经疾病，其中甲基汞中毒患者283人中有60余人死亡。n骨痛病事件：19551972年，日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了神通川水体，两岸居民用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，患者约130人，其中81人死亡。2024/4/2周二9水环境日益污染严重工业生产的高投入、低产出、高消耗和低效率我国淮河流域污染：每年有15X108m3工业废水排入淮河流域（包括造纸、化肥、皮革、酿造等小企业排放的工业废水，年排放COD负荷达150X104吨，致使流域内80%的干支河流变黑发臭，47.6%的河段不符合渔业用水标准。目前全国532条主要河流有82%受到不同程度的污染，这些主要是由工业废水造成的；流经全国42个大城市的44条河流，有93%受到污染。2024/4/2周二10 全国COD排放总量（万吨）工业废水COD排放比例虽然下降，总量仍然很大年份年份总量总量工业废水工业废水生活污水生活污水19952233.21622.9（72.7%）610.3（27.3%）199717571073（61.1%）684（38.9%）19981499806（53.8%）693（46.2%）19991389692（49.8%）697（50.2%）20001445704.5（48.8%）740.5（51.2%）2024/4/2周二11n我国在60年代开始污染治理，到90年代已经修建了3万多套工业废水处理设施。但未能充分发挥效益。原因：n（1）技术：由于设计和技术原因，导致处理效率低下，也缺少工业废水处理设计规范、严格的设计审核制度和资格审查制度，运行和维修存在困难。n（2）管理：主管部门对工业废水处理设施缺乏了解：企业废水处理设施未纳入企业管理计划；基层环保人员业务能力和管理水平上层次低。2024/4/2周二12n（3）设备方面：环保设备厂技术弱，材料质量不过关，售后服务差，一旦设备损坏就放置。n（4）污泥处理和处置：工业处理设施中有10%的污泥，易造成二次污染。2024/4/2周二13三、国内外水污染控制对策n1，我国的对策n方针：“防治结合、以防为主、综合治理”n对策：执行“三同时”和环境影响评价制度；n制订规划，调整布局，环境补偿，技术改造；n实施排污总量控制制度和征收排污费；n鼓励对“三废”进行综合利用，使其资源化2024/4/2周二142，国外水污染控制对策n（1）采用无害化生产工艺，不排或少排废水；n（2）推广水的重复利用技术；n（3）研究开发水处理新工艺、设备、材料；n（4）重视污泥的处理、处置与利用；n（5）重视水资源评价；n（6）水污染防治由点源走向区域；n（7）水污染监测精确化、快速、连续、自动。2024/4/2周二15四四.控制工业废水污染源的基本途径：控制工业废水污染源的基本途径：1，减少废水排出量：废水进行分流；节约用水；改革生产工艺；避免间断排出工业废水。2，降低废水污染物的浓度：改革生产工艺，尽量采用不产生污染物的工艺；改进装置的结构和性能；废水进行分流；废水进行均和；回收有用物质；排出系统的控制。（废水浓度超过规定，停止）2024/4/2周二16五五.废水的排放标准废水的排放标准（1）国家标准：污水综合排放标准GB8978-1996（Integrated Wastewater Discharge Standard）适用范围：适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。按照国家综合排放标准与国家行业排放标准不交叉执行的原则，除以下的工业水外，其他水污染物排放均执行本标准。新增国家行业水污染物排放标准的行业，按其适用范围执行相应的国家水污染物行业标准，不再执行本标准。2024/4/2周二17除以下专项标准外：u造纸工业造纸工业水污染物排放标准GB3544-92u船舶执行船舶污染物排放标准GB3552-83u船舶工业船舶工业污染物排放标准GB4286-84u海洋石油开发海洋石油开发工业含油污水排放标准GB4914-85u肉类加工工业肉类加工工业水污染物排放标准GB13457-92u合成氨工业合成氨工业水污染物排放标准GB13458-92u钢铁工业钢铁工业水污染物排放标准GB13456-92u航天推进剂使用航天推进剂水污染物排放标准GB14374-93u磷肥工业磷肥工业水污染物排放标准GB15580-95u烧碱、聚氯乙烯工业烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准GB15581-952024/4/2周二18n污染物其性质与控制方式分为：第一类污染物：指总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并（）芘、总铍、总银、总放射性和放射性等毒性大、影响长远的有毒物质。第二类污染物：指pH值、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类等。（2）部级标准污水排入城市下水道水质标准（CJ18-86）。标准规定如下：A、严禁排入腐蚀下水道设施的污水；B、严禁向城市下水道倾倒垃圾、积雪、粪便、工业废渣和排放易于凝集堵塞下水道的物质；2024/4/2周二19C、严禁向城市下水道排放剧毒物质（氰化物）、易燃、易爆物质（汽油、醚类等）和有害气体；D、医疗卫生、生物制品、科学研究、肉类加工等含有病原体的污水，必须经过严格消毒处理，除遵守本标准外，还必须按有关专业标准执行；E、放射性污水向城市下水道排放，除遵守本标准外，还必须按放射防护规定（内部执行）（GBJ8-74）执行；F、水质超过本标准的污水，不得用稀释法降低其浓度，排入城市下水道。2024/4/2周二20（3）国家标准农田灌溉水质标准（GB5084-92）适用范围：适用于全国以地面水、地下水和处理后的城市污水及与城市污水水质相近的工业废水作为水源的农田灌溉用水，不适用于医药、生物制品、化学试剂、农药、石油炼制、焦化和有机化工等处理后的废水进行灌溉。废水排入渔业水体时应符合渔业水质标准（试行1979-03发布）；废水排入海洋时应符合海水水质标准（GB3097-83）。2024/4/2周二21 六、工业废水处理方法概述1.废水处理方法 （1）工业废水的物理处理（Physical Treatment）定义：应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法；废水经过物理处理过程后并没有改变污染物的化学本性，而仅使污染物和水分离。操作单元（Operating Units）：调节（Adjust）、离心分离（Centrifugal Separation）、除油（Oil Elimination）、过滤（Filtration）等。2024/4/2周二22（2）工业废水的化学处理（Chemical Treatment）定义：应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化；操作单元（OperatingUnits）：中和（Neutralization）、化学沉淀（Chemical Precipitation）、药剂氧化还原（Chemical Oxidation Reduction）、臭氧氧化(Ozone Oxidation)、电解(Electrolysis)、光氧化法(Photo-Oxidation)等。2024/4/2周二23（3）工业废水的物理化学处理 （Physic-chemical Treatment）定义：废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。操作单元（OperatingUnits）：混凝（Coagulation）、气浮（Floatation）、吸附(Adsorption)、离子交换(Ion Exchange)、电渗析(Electro-dialysis)、扩散渗析(Diffusion Dialysis)、反渗透(Reverse Osmosis)、超滤(Ultra Filtrate)等。2024/4/2周二24（4）工业废水的生物处理（Biological Treatment）定义：是利用微生物的代谢作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。操作单元（OperatingUnits）：好氧生物处理(Aerobic Biological Treatment)、厌氧生物处理(Anaerobic Biological Treatment).2024/4/2周二25表2各种污染物处理技术的基本方法项目方法悬浮物溶解的无机物 溶解的有机物微生物物理法筛滤法、自然沉降、自然上浮、粒状介质过滤、超滤、微滤、混凝气浮、混凝沉降电渗析、反渗透、曝气、萃取、离子交换、吸附萃取、活性炭吸附超过滤化学法酸碱中和、氧化还原湿式氧化、曝气、氧化、焚烧加氧、加氯生化法甲烷消化法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、污水灌溉生物硝化、生物反硝化甲烷发酵法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、污水灌溉2024/4/2周二262.现代污水处理程度划分：（1）一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理后的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。（2）二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD、COD），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。（3）三级处理，是在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。2024/4/2周二27n3，清洁生产与污染预防污染控制的两种模式：终端治理(End-of-pipeControl)污染预防(PollutionPrevention)与清洁生产(CleanerProduction)2024/4/2周二28 终端治理终端治理一定的效果，仍将是一个重要方面资源和能源未充分利用只能减少排放、不能阻止产生污染物转移而不是消除耗能耗资、多无附加经济效益2024/4/2周二29 污染预防与清洁生产污染预防与清洁生产“废物最小化”、“无废工艺”、“零排放”“绿色化学”、“环境无害化学”、“环境友好设计”等GreenChemistry,EnvironmentalBenignChemistry,EnvironmentalFriendlyTechnology,DesigningChemistryfortheEnvironment,BenignbyDesign-AlternativeSyntheticDesignforPollutionControl90初联合国环境署在全球推动清洁生产概念2024/4/2周二30 清洁生产什么叫清洁生产？中国21世纪议程-中国21世纪人口、环境与发展白皮书中指出：“所谓清洁生产，是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。”2024/4/2周二31联合国环境规划暑的完善后定义为：n指将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。n因此，清洁生产的含义为：n对生产过程：要求节约原材料和能耗，淘汰有毒原材料，减降所有废弃物的数量和毒性；n对产品：要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响：n对服务：要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。2024/4/2周二32 n例1，工艺改革：熄焦水改气水熄焦：浪费热源（1000100)焦炭质量降低（强度）产生大量废水（含酚、氰、氨）干熄焦：冷氮气“气浴”升温后的氮气经热交换器产生蒸气进入热力管网（成了清洁能源）节水，消灭废水，减少粉尘2024/4/2周二33 n例2,“以废治废”:钢厂焦化废水与烟道气含氨的焦化废水自上而下从雾化器顶部喷下，含SO2的高温烟道气则从雾化器底部送入，两者化合生成硫酸铵（化肥）热量被利用，水被雾化蒸发n例3，用复合改性矿物纤维替代部分植物纤维（40：60）造纸，不改变造纸设备，减轻黑液污染。（云南非金属矿产应用所）2024/4/2周二34表3我国20002020年工业废水防治战略目标的预测和建议规划年COD生产量104t/aCOD削减量104t/a/占百分数（%）COD排放量104t/a/占百分数（%）工业废水排放量108m3/a排放的工业废水COD平均浓度mg/L预测2000 1759.0622.0/35.41137.0/64.6 382.02010 2331.01289.0/55.3 1042.0/44.7 5000.02020 2993.02162.0/72.2 831.0/27.8598.0建议2000791.5/45.0967.5/55.0336.2288.020101352.0/58.0 979.0/42.0386.7253.220202162.0/72.2 861.0/27.8425.4195.32024/4/2周二354.废水处理方法的选择（1）污染物在废水中存在状态悬浮物粒径1100m沉淀、过滤等；胶体和溶解物胶体粒径1nm100m，溶解物粒径小于1nm利用特殊的物质使之凝聚或通过化学反应使其粒径增大到悬浮物的程度，或利用微生物或特殊的膜等将其分解或分离。（2）废水处理工艺流程设计 预处理（一级处理）+二级处理+三级处理的组合。2024/4/2周二36n预处理的目的：u将废水中对微生物有抑制、有毒害作用的有机物尽可能地削减、去除或转化为对微生物无害或有利的有机物，以保证生化池中微生物能正常工作。u在预处理过程中削减COD负荷，以减轻生化池的运行负担。n生化处理后的深度处理一般是针对生化出水中的污染物达不到国家规定的排放标准而设计的，以确保处理出水达标排放。2024/4/2周二37（3）废水处理方法的确定可参考已有的相同工厂的工艺流程确定。若无资料可参考时，可通过试验确定。有机废水.含悬浮物时，用滤纸过滤，测定滤液的BOD5、COD。若滤液中的BOD5、COD均在要求值以下，则可采用物理处理方法，在悬浮物的去除同时，也能将BOD5、COD一道去除。.若滤液中的BOD5、COD高于要求值，则需考虑采用生物处理方法。进行生物处理试验时，确定能否将BOD5、COD同时去除。.若经生物处理后COD不能降低到排放标准时，就要考虑采用深度处理。2024/4/2周二38无机废水.含悬浮物时，需进行沉淀试验，若在常规的静置时间内达到排放标准时，则可采用自然沉淀法。.若在规定的静置时间内答不到要求值时，则需进行混凝沉淀试验。.当悬浮物去除后，废水中仍含有有毒物质时，可考虑采用调节pH值、化学沉淀、氧化还原等化学方法。.对上述方法仍不能去除的溶解性物质，为了进一步去除，可考虑采用吸附、离子交换等深度处理方法。含油废水首先做静置上浮试验分离浮油，再进行分离乳化油的试验。2024/4/2周二39第二部分、印制电路废水的化学处理一中和1.酸碱废水的概述（1）来源酸性废水：化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂几金属酸洗车间等；碱性废水：印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂等。（2）处置当酸或碱废水的浓度很高时，如在3%5%以上时，应考虑回用和综合利用的可能性；当浓度不高，如小于3%时，才考虑中和处理。2024/4/2周二402.在工业废水处理中，中和法应用以下情况（1）在废水排入水体之前，因为水生生物对pH值的变化极其敏感，当大量废水排入后使水体的pH值变得偏酸或偏碱时，会产生不良影响；（2）在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的pH值都有明确的规定；（3）在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（如混凝、除磷等），要求废水pH值升高或降低到某一需要的最佳值。对于生物处理，废水的pH值通常应维持在6.58.5范围内，以保证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。2024/4/2周二413.中和药剂（1）酸性废水中和处理采用的中和药剂：石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等；碱性废水中和处理采用的中和药剂：盐酸和硫酸。（2）碱性中和剂的单位消耗量，参见表7或P476表12-3；酸性中和剂的单位消耗量，参见表8或P478表12-4。2024/4/2周二42表7碱性中和剂的单位消耗量表8酸性中和剂的单位消耗量酸类名称中和1g酸所需碱性物质的量/gCaOCa（OH）2CaCO3MgCO3CaCO3-MgCO3硫酸/H2SO40.571 0.7551.020.860.94盐酸/HCl0.771.011.371.151.29硝酸/HNO30.445 0.590.7950.6680.732醋酸/HCH3COOH0.466 0.6160.830.695碱类名称中和1g碱所需酸性物质的量/gH2SO4HClHNO3100%98%100%98%100%98%NaOH1.221.240.912.531.372.42KOH0.880.900.651.801.131.74Ca（OH）20.321.340.992.741.702.62NH32.882.932.125.903.715.702024/4/2周二434.中和方法（1）酸性废水的中和方法有酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和和过滤中和3种方法；碱性废水的中和方法有碱性废水与酸性废水相互中和、投酸中和和烟道气中和3种方法。（2）中和方法的选择应考虑：含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规律；首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理（如生物处理）对pH值的要求等。2024/4/2周二445.酸、碱性废水中和法是将酸性废水和碱性废水共同引入中和池中，并在池内进行混合搅拌。中和结果，应该使废水呈中性或弱碱性。根据质量守恒原理计算酸、碱废水的混合比例或流量，并且使实际需要量略大于计算量。当酸、碱废水的流量和浓度经常变化，而且波动很大时，应该设调节池加以调节，中和反应则在中和池进行，其容积应按1.52.0h的废水量考虑。2024/4/2周二456.药剂中和法石灰作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水；氢氧化钙对废水杂质具有混凝作用，适用于含杂质多的酸性废水。最常采用的是石灰乳法。石灰不仅能够中和酸，同时还可以与废水中的金属盐类（如铁盐、铅盐、锌盐、铜盐等）生成沉淀。计算中和药剂的投量时，应增加与重金属化合产生沉淀的含量。2024/4/2周二467.过滤中和法仅适用于含硫酸浓度不大于23g/L和生成易溶盐的各种酸性废水的中和处理。滤料常采用石灰石、白云石、大理石等。过滤中和时，废水中不宜有浓度过高的重金属离子或惰性物质，要求重金属离子含量小于50mg/L，以免在滤料表面生成覆盖物，使滤料失效。含HF的废水中和过滤时，因CaF2溶解度很小，要求HF浓度小于300mg/L。如浓度超过限值，宜采用石灰乳进行中和。过滤中和法的优点是操作管理简单，出水pH值较稳定，不影响环境卫生，沉渣少，一般少于废水体积的0.1%；缺点是进水酸的浓度受到限制。2024/4/2周二478.碱性废水的中和处理（1）药剂中和，通常采用93%96%的工业浓硫酸。若处理水量较小时，可用盐酸中和。在投加酸之前，一般先将酸稀释成10%左右，然后按设计要求的投量经计量泵计量后加入。酸稀释时应考虑腐蚀。（2）烟道气中和。烟道气中含有CO2和SO2，溶于水中形成H2CO3、H2SO3，可中和碱性废水。用烟道气中和的方法有两种，一是将碱性废水作为湿式除尘器的喷淋水，另一种是使烟道气通过碱性废水。优点：处理效果良好；以废治废；经济缺点：会使处理后的废水中悬浮物含量增加，硫化物和色度增加。2024/4/2周二489.中和设备和装置（1）酸碱废水相互中和的设施当水质水量变化较小，或废水缓冲能力较大时，可不单独设中和池，而在集水井或管道内进行连续流式混合；当水质水量变化不大，废水也有一定缓冲能力时，应单设连续流式中和池；当水质水量变化较大，且水量较小时，应采用间歇流式中和池。每池的有效容积可按废水排放周期中的废水量计算。一般至少设两座，以便交替使用。（2）药剂中和处理设备设施中和剂制备设施，投药有干投、湿投两种方法。2024/4/2周二49（3）过滤中和法的设备设施普通中和滤池：由于滤速低（小于1.4MM/S），滤料粒径大（38CM），当进水硫酸浓度较大时，极易在滤料表面结垢而且不宜冲掉，阻碍中和反应。目前已很少采用。升流式膨胀中和滤池：高流速（8.319.4MM/S），小粒径（0.53MM），水流由下向上流动，加上产生的CO2气体的作用，使滤料相互碰撞摩擦，表面不断更新，处理效果良好。分为：恒速滤；变速滤；滚筒过滤。2024/4/2周二50二、化学沉淀1.概述 向废水中投加某种化学物质，使它和水中某些溶解物质产生反应，生成难溶于水的盐类沉淀下来，从而降低水中这些溶解物质的含量。这种方法称为水处理中的化学沉淀法。化学沉淀法经常用于处理含汞、铅、铜、锌、六价铬、硫、氰、氟、砷等有毒化合物的废水。根据使用的沉淀剂的不同，通常使用的化学沉淀法主要有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法和钡盐沉淀法等。2024/4/2周二512原理 从普通化学得知，水中的难溶盐类服从溶度积原则，即在一定温度下，在含有难溶盐MmNn（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为一常数，称为溶度积常数，记为LMmNn：上式对各种难溶盐都应成立。而当Mn+mNm-nLMmNn时，溶液呈过饱和，超过饱和那部分溶质将析出沉淀，直到符合 LMmNn=Mn+mNm-n时为止；如果Mn+mNm-nLMmNn，溶液不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，也直到符合LMmNnMn+mNm-n时为止。2024/4/2周二523氢氧化物沉淀法 采用氢氧化物作沉淀剂使工业废水中的许多重金属离子生成氢氧化物沉淀而得以去除，这种方法一般称作氢氧化物沉淀法。氢氧化物沉淀与pH值有很大的关系，金属氢氧化物的生成条件和存在状态与溶液的pH值有直接关系。此外，有些金属如 Zn、Pb、Cr、Al等的氢氧化物为两性化合物，如 pH值过高，它们会重新溶解。如：2024/4/2周二53（4）硫化物沉淀法 工业废水中的许多重金属离子可以形成硫化物沉淀而得以去除。由于大多数金属硫化物的溶解度一般比其氢氧化物的要小得多，采用硫化物可使重金属得到较完全的去除。硫化物沉淀法常用的沉淀剂有硫化氢、硫化钠、硫化钾等。重金属离子的浓度和pH有关，随着pH值增加而降低。虽然硫化物法比氢氧化物法可更完全地去除重金属离子，但是由于它的处理费用较高，硫化物沉淀困难，常常需要投加凝聚剂以加强去除效果，因此，采用得并不广泛，有时仅作为氢氧化物沉淀法的补充方法使用。此外，在使用过程中还应注意避免造成硫化物的二次污染问题。2024/4/2周二54（5）碳酸盐沉淀法 金属离子的碳酸盐的溶度积很小，对于高浓度的重金属废水，可以用投加碳酸钠的方法加以回收。如：含锌废水：某些化工厂排出的废水中含锌离子，若不进行处理将污染环境。用碳酸钠与之反应，生成碳酸锌沉淀。沉渣用清水漂洗后，再经真空抽滤筒抽干，可以回收或回用生产。其化学反应如下：2024/4/2周二55含铜废水：某些含铜工业废水也可以采用碳酸盐沉淀法回收，对于其沉淀下来的铜，一般还应进一步回收利用。含铅废水：对于某些含铅工业废水利用碳酸盐沉淀法处理，对于其沉淀下来的废渣，应该送固体废物处理中心或在本单位进行无害化处理，以保证不对环境造成二次污染。反应式为：Pb2+CO32-PbCO3 2024/4/2周二56（6）钡盐沉淀法主要用于处理含六价铬的废水。沉淀剂：碳酸钡、氯化钡、硝酸钡、氢氧化钡等。以碳酸钡为例：BaCO3+CrO42-BaCrO4+CO32-为了提高除铬效果，应投加过量的碳酸钡，反应时间应保持2530min。投加过量的碳酸钡会使出水中含有一定数量的残钡。在回用前可用石膏法去除：CaSO4+Ba2+BaSO4+Ca2+2024/4/2周二57（7）铁氧体沉淀法废水+硫酸亚铁+碱铁氧体晶粒空气思考题：针对废水中的重金属设计相应的处理流程。2024/4/2周二58三、药剂氧化还原1概述定义：定义：氧化还原法：利用溶解于废水中的有毒物质，在氧化还原反应中能被氧化或还原的性质，把它转化为无毒无害的新物质的方法。目的：目的：剧毒或有毒无毒、低毒常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、三氯化铁等；常用的还原剂：硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫、硼氢化钠等。2024/4/2周二592药剂氧化法定义：向废水中投加氧化剂，氧化废水中的有毒有害物质，使其转变为无毒无害的或毒性小的新物质的方法。作用：主要去除废水中的氰化物、硫化物、酸、醇、油类污染物及脱色、脱嗅、杀菌等。例：含氰废水时，氰化钠、氰化钾易析出CN(剧毒）加入氧化剂后转化为络合物，不易析出CN，表现为较低的毒性。2024/4/2周二603药剂还原法定义：向废水中投加还原剂，氧化废水中的有毒有害物质，使其转变为无毒无害的或毒性小的新物质的方法。作用：主要处理含铬、含汞废水。例一：硫酸亚铁石灰法除铬废水中的六价铬主要以两种形式存在：铬酸根CrO42-和重铬酸根CrO72-在水中：2CrO42-+2H+CrO72-+H2OpH4时，主要以CrO72-存在投加硫酸亚铁时：Cr6+Cr3+（还原）Fe2+Fe3+(氧化)在投加石灰，使pH为7.5-9.0可以生成Cr(OH)3+Fe(OH)32024/4/2周二61三、臭氧氧化1、臭氧性质氧化能力：强氧化剂，仅次于氟，比氧、氯都高。溶解度：与压力成正比（符合亨利定律）。分解：在空气中会自行分解。毒性和腐蚀性：除金和铂外所有金属都有腐蚀性。但不含碳的铬铁合金不受腐蚀，用来制造设备。2、臭氧的制备无声放电；放射法；紫外线辐射法；等离子射流法。2024/4/2周二623、臭氧接触反应设备一般根据臭氧化空气与水的接触方式分为：气泡式（应用较多）：水膜式；水滴式4尾气处理活性碳法：2C+O3CO2+CO药剂法:亚铁盐等使其还原；氢氧化钠使其分解燃烧法：在3000以上立即分解。2024/4/2周二635、臭氧废水处理系统的设计（1）发生器臭氧需要量：Qo3=1.06QC(g/h)Q:处理废水量，m3/hC:臭氧投量。通过试验确定(2)臭氧接触反应器容积计算：V=QT/60(3)气源冷却和除尘设备选择合适的冷凝器。（4）干燥器2024/4/2周二646、具体应用印染废水处理：主要脱色。含氰废水处理；含酚废水处理。7、优缺点：优点（1）对除臭、脱色、杀菌去除有机物和无机物有显著效果。（2）不产生二次污染。（3）制备臭氧的电和空气不需储存和运输（4）不产生污泥。缺点；造价高，处理成本高。2024/4/2周二65四、二氧化氯氧化法1、性质：黄色略带辛辣的气体。在水溶液中无害，具有强大的脱色和漂白功能。2、作用：主要杀菌，常用于医院废水处理，（最早用液氯，现用二氧化氯替代）3、制造：用氯或盐酸与次氯酸钠反应制造；二氧化氯协同发生器。2024/4/2周二66五、光氧化法是工业废水处理的新技术，可以解决有毒害但无法生物降解的物质。1、类型：（1）光激化氧化法以臭氧、过氧化氢、氧和空气作为氧化剂，将氧化作用和光化学辐射相结合，产生氧化能力很强的自由基。（2）光催化氧化法在水溶液中加入一定量的半导体催化剂，在紫外线辐射下产生强氧化能力的自由基。2024/4/2周二672、光化学反应器的设计目前成品市场较少（1）紫外光源的选择选取对水处理最有效的波段范围。（2）水的紫外光吸收系数和穿透深度吸收系数：只有水吸收光时，才能进行光化学反应。穿透深度：紫外光在水中透射时，受水质和水深因素的影响。3、光强和剂量光强：功率的大小。剂量：作用在单位面积上的能量。2024/4/2周二68六、电解法1、定义利用电解的原理，使污染物质在电解过程中沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体来处理废水的方法叫电解法。2、电解槽的结构形式(1)回流式（P507)优点：水流沿极板折流前进，流程长，有利于离子扩散，电解槽容积利用率高。缺点：施工和检修困难。2024/4/2周二69（2）翻腾式极板悬挂，水流顺着板面前进，减少漏电。3、电解处理法的作用（1）氧化作用电解产生O2，可以对氧化有机物和无机物。（2）还原作用电解产生H2，可以还原某些物质，如脱色。（3）混凝作用失去电子的金属离子易水解生成羟基络合物。（4）浮选作用产生气体，以微气泡形式逸出，使杂质上浮。2024/4/2周二70第三部分、印制电路废水的物理化学处理离子交换法离子交换法n概念：借助于离子交换剂上的可交换离子和污水中的其他同性离子进行交换而使得水质净化。n实质：特殊的（可逆性化学可逆性化学）吸附，离子交换剂上的可交换离子与污水中的同性离子交换n一、离子交换剂（一、离子交换剂（最常用的是离子交换树脂）n1、结构组成：；2024/4/2周二71n不溶性的树脂母体（本体）：有机化合物和交联剂组成的高分子共聚物（线形结构高分子有机物交联剂立体网状）交联剂的作用：是使得树脂母体形成立体网状结构n活性基团：起交换作用的离子和与树脂母体连接的离子组成（可交换离子活动离子）n如RSO3H+中，R表示树脂母体，SO3H是活性基团，H+是可交换离子。n2、分类：2024/4/2周二72n按离子选择性分阳离子、阴离子；n阳离子交换树脂内的活性基团是酸性的，H可以被Na代替，因此阳离子交换树脂又可以分为氢型和钠型n阴离子交换树脂内的活性基团是碱性的，OH可以被Cl代替，因此阴离子交换树脂又可分为氢氧型和氯型n按活性基团酸碱强弱、，阴阳阴阳强弱强弱n即强酸性阳离子、弱酸性阳离子、强碱型阴离子、弱即强酸性阳离子、弱酸性阳离子、强碱型阴离子、弱碱型阴离子碱型阴离子n按树脂类型和孔结构凝胶型、大孔型、n其他类型：螯合、氧化还原及两性树脂2024/4/2周二73n二、离子交换树脂的性能二、离子交换树脂的性能n1、物理性能、物理性能n外观、粒度、密度、含水量、树脂的溶胀性、机械强外观、粒度、密度、含水量、树脂的溶胀性、机械强度、耐热性度、耐热性n2、化学性能、化学性能n（1）交换容量：树脂交换能力大小的标度；分为全交换容量；工作交换容量、有效交换容量n（2）酸碱性：有效pH范围，强酸强碱树脂的交换容量与PH值无关；弱弱酸碱性；弱弱碱酸性（反）2024/4/2周二74n（3）交联度：线性树脂分子与交联剂发生交联反应形成交联键的密度；7-10，交联度高，较稳定n（4）化学稳定性n（5）选择性n三、离子交换平衡三、离子交换平衡n离子交换一般是可逆的，平衡常数离子交换一般是可逆的，平衡常数K1，反应向右进，反应向右进行，行，K值越大，越有利于交换反应，而不利于再生反值越大，越有利于交换反应，而不利于再生反应。应。n四、工艺和设备四、工艺和设备2024/4/2周二75n固定床连续床n固定床离子交换操作：n（1）离子交换过程分三个阶段第一阶段形成交换带的过程第二阶段交换带推进阶段第三阶段树脂穿透交换结束n（2）交换树脂再生过程：再生过程是交换过程的逆过程；再生方式：顺流和逆流；再生液及其浓度的影响：在一定范围内浓度越大再生程度越高，但超过这个范围，再生程度反而下降；再生操作：反洗、再生、正洗n连续床离子交换操作：n（1）类型：移动床、流化床n（2）优点：树脂用量少，但磨损大、能连续出水，水质好、设备小，投资少，但自动化程度高。2024/4/2周二76n预处理（防止堵塞与污染）离子交换器（单层固定床）再生附属设备（再生液配置）n步骤：交换、反洗（用原水、使树脂层膨胀、清除杂质、碎粒及气泡等）、再生（浓度）、清洗（净水）n实质：交换剂起到一个媒介作用，将污染物浓缩n4.应用应用n电镀含铬废水处理：回收铬酸，提问：如何使再生液中的铬酸纯度最高？重金属离子如何回收？2024/4/2周二77n第四部分、印制电路板制第四部分、印制电路板制造行业废液资源化初探造行业废液资源化初探n罗新辉汤明坤谭丽霞n（湖南省科学技术研究开发院，湖南长沙410004）n摘要：对印制线路板制造行业废液从回收的角度进行了分类，并对其资源化技术进行了较为深入的研究和探讨，特别是废退锡水和废蚀刻液两个项目，实现了回收和再生产的循环利用。n关键词：印制电路板废液资源化nTheStudyofRecoverofusedLiquidinPrintedCirc