《給排水工程》課件PPT

《給排水工程》課件PPT,給排水工程,排水工程,課件,PPT 第第4 4章章 水的其他物理化學(xué)處理方法水的其他物理化學(xué)處理方法離心分離離心分離電解電解中和中和沉淀沉淀本章目錄本章目錄離心分離離心分離1.1.原理原理顆粒受到的凈離心力顆粒受到的凈離心力F Fc c=（m-mm-mo o）2r2r顆粒在水中的凈重力顆粒在水中的凈重力F Fg g=（m-mm-mo o）g g 分離因素分離因素粒徑為粒徑為d(md(m)的顆粒的分離速度的顆粒的分離速度U Uc c(m/s(m/s)：接下頁本章目錄本章目錄 式中：式中：、o o分別為顆粒和水的密度，分別為顆粒和水的密度，kg/m3kg/m3 水的動(dòng)力粘度，水的動(dòng)力粘度，0.1pa0.1pas s當(dāng)離心當(dāng)離心oo，UcUc00，顆粒拋向周邊，顆粒拋向周邊離心沉降。離心沉降。oo，UcUc030003000）中速離心機(jī)（中速離心機(jī)（=1000=100030003000）常速離心機(jī)）常速離心機(jī) 低速離心機(jī)（低速離心機(jī)（100080%80%，q=25q=25；80%80%，q=30q=30（2 2）有效水深）有效水深H Ho o 1)1)按停留時(shí)間按停留時(shí)間t=15t=1520min20min計(jì)算：計(jì)算：H Ho o=Qt/A=Qt/A 2)2)按結(jié)構(gòu)尺寸確定：按結(jié)構(gòu)尺寸確定：H Ho o=(0.7=(0.71.2)D1.2)D D D池直徑，池直徑，D D較大，采用較大系數(shù)，反之亦然。較大，采用較大系數(shù)，反之亦然。（3 3）緩沖層高）緩沖層高度度 h h1 1=0.8=0.81.2m1.2m（保護(hù)高度）。（保護(hù)高度）。（4 4）進(jìn)水管向下傾斜）進(jìn)水管向下傾斜1 15 5，管咀處流速管咀處流速V=0.9V=0.91.1m/s1.1m/s。（5 5）所需水頭）所需水頭h h（水頭差）。（水頭差）。重力式旋流分離器重力式旋流分離器水力旋流沉淀池水力旋流沉淀池接下頁本章目錄本章目錄 式中：式中：系數(shù)，試驗(yàn)確定，一般為系數(shù)，試驗(yàn)確定，一般為4.54.5；V V管咀處流速（進(jìn)口處流速）管咀處流速（進(jìn)口處流速）0.90.91.1m/s1.1m/s；局部阻力系數(shù)；局部阻力系數(shù)；V V1 1進(jìn)水管內(nèi)流速進(jìn)水管內(nèi)流速0.80.81.0m/s1.0m/s；L L進(jìn)水管長(zhǎng)度，進(jìn)水管長(zhǎng)度，m m；I I進(jìn)水管單位長(zhǎng)度的沿程損失。進(jìn)水管單位長(zhǎng)度的沿程損失。（6 6）應(yīng)用）應(yīng)用旋流沉淀池適于小流量工業(yè)廢水中比重較大的無旋流沉淀池適于小流量工業(yè)廢水中比重較大的無機(jī)雜質(zhì)的分離，它廣泛用于回收軋鋼廢水中氧化鐵皮和可浮油，機(jī)雜質(zhì)的分離，它廣泛用于回收軋鋼廢水中氧化鐵皮和可浮油，回收率可達(dá)回收率可達(dá)909095%95%，出水可循環(huán)使用，出水可循環(huán)使用 重力式旋流分離器重力式旋流分離器水力旋流沉淀池水力旋流沉淀池本章目錄本章目錄1.1.電解槽的結(jié)構(gòu)形式電解槽的結(jié)構(gòu)形式1 1）、結(jié)構(gòu)形式：回流式、翻騰式如圖。采用直流電源）、結(jié)構(gòu)形式：回流式、翻騰式如圖。采用直流電源 電解電解本章目錄本章目錄2 2）極板電路：）極板電路：?jiǎn)螛O性電解槽單極性電解槽 雙極性電解槽雙極性電解槽電解電解本章目錄本章目錄2.2.電解法的原理與分類電解法的原理與分類 1 1）、法拉第電解定律）、法拉第電解定律耗電量的計(jì)算耗電量的計(jì)算 式中：式中：G G析出或溶解的物質(zhì)質(zhì)量，析出或溶解的物質(zhì)質(zhì)量，g gE E物質(zhì)的化學(xué)當(dāng)量，物質(zhì)的化學(xué)當(dāng)量，g/molg/molQ Q通過的電量通過的電量,庫倫（庫倫（C C）I I電流強(qiáng)度，安培（電流強(qiáng)度，安培（A A）；）；t t電解時(shí)間（電解時(shí)間（S）F F法拉第常數(shù)，法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96487c/molF=96487c/mol2 2）、分解電壓）、分解電壓定義：能使電解正常進(jìn)行時(shí)所需的最小外加電壓叫分解電壓定義：能使電解正常進(jìn)行時(shí)所需的最小外加電壓叫分解電壓E EE=E=原電池的電動(dòng)勢(shì)原電池的電動(dòng)勢(shì)+濃差電池電位濃差電池電位+化學(xué)極化電位化學(xué)極化電位+IR+IR（電解液電阻產(chǎn)生壓降）（電解液電阻產(chǎn)生壓降）。槽電壓一般為槽電壓一般為4 45V5V電解電解本章目錄本章目錄3.3.電解法在廢水處理中的應(yīng)用電解法在廢水處理中的應(yīng)用1)1)、電解法處理含鉻廢水、電解法處理含鉻廢水(1)(1)基本原理：基本原理：在陽極：在陽極：FeFe2eFe2+2eFe2+（鐵板陽極溶解，把電子轉(zhuǎn)給電源）（鐵板陽極溶解，把電子轉(zhuǎn)給電源）（主要的）（主要的）CrCr2 2O O7 72-2-+6Fe+6Fe2+2+14H+2Cr+14H+2Cr3+3+6Fe+6Fe3+3+7H+7H2 2O O CrOCrO4 42-2-+3Fe+3Fe2+2+8H+8H+Cr Cr3+3+4H+4H2 2O+3O+3FeFe在陰級(jí)：在陰級(jí)：2H2H+2e H+2e H2 2（次要的）（次要的）CrCr2 2O O7 72-2-+6e+14H+6e+14H+2Cr 2Cr3+3+7H+7H2 2O O CrOCrO4 42-2-+3e+8H+3e+8H+Cr Cr3+3+4H+4H2 2O OH+H+減少，廢水中堿性增強(qiáng)，使減少，廢水中堿性增強(qiáng)，使Cr3+Cr3+、Fe3+Fe3+產(chǎn)生氫氧化物沉淀產(chǎn)生氫氧化物沉淀 CrCr3+3+3OH Cr(OH)+3OH Cr(OH)3 3 Fe Fe3+3+3OH Fe(OH)+3OH Fe(OH)3 3電解電解接下頁本章目錄本章目錄陽極起氧化劑作用陽極起氧化劑作用陰極起還原劑作用陰極起還原劑作用電解電解接下頁本章目錄本章目錄減少鐵陽極鈍化的方法：減少鐵陽極鈍化的方法：（1 1）定期用鋼絲刷清洗極板。）定期用鋼絲刷清洗極板。（2 2）投加食鹽：）投加食鹽：NaClNaCl中的中的ClCl吸附在鈍化膜表面，取代鈍化膜吸附在鈍化膜表面，取代鈍化膜中的氧離子中的氧離子氯化鐵（可溶性），導(dǎo)致膜溶解。氯化鐵（可溶性），導(dǎo)致膜溶解。（3 3）定期倒換陰、陽極，利用電解時(shí)陰極產(chǎn)生）定期倒換陰、陽極，利用電解時(shí)陰極產(chǎn)生H2H2的撕裂的撕裂還原作用，將極板上的鈍化膜除掉。還原作用，將極板上的鈍化膜除掉。電解電解接下頁本章目錄本章目錄電解電解Fe3+3OH-Fe(OH)3本章目錄本章目錄2 2工藝流程：進(jìn)水工藝流程：進(jìn)水C Ccrcr6+6+100mg/L100mg/L，PH=4PH=46.56.5含鉻廢水處理工藝流程如圖含鉻廢水處理工藝流程如圖16-416-4所示所示電解電解調(diào)節(jié)池：按調(diào)節(jié)池：按2 24h4h平均流量設(shè)計(jì)平均流量設(shè)計(jì)沉淀池：沉淀池：t=2ht=2h；V V污泥污泥=(5=(510)%V10)%V廢水或廢水或1kg1kg干重干重/m3/m3廢水。廢水。本章目錄本章目錄藥劑中和處理藥劑中和處理 1.1.酸性廢水的藥劑中和處理酸性廢水的藥劑中和處理強(qiáng)酸性廢水常采用石灰乳中和，由于弱酸與石灰反應(yīng)緩慢，強(qiáng)酸性廢水常采用石灰乳中和，由于弱酸與石灰反應(yīng)緩慢，故一般不采用。故一般不采用。（1 1）中和反應(yīng)：）中和反應(yīng)：石灰乳中和石灰乳中和H2SO4H2SO4廢水生成廢水生成CaSO4CaSO4，當(dāng)用顆粒，當(dāng)用顆粒狀石灰石時(shí)，導(dǎo)致藥劑表面形成硫酸鈣的復(fù)蓋層，影響和阻狀石灰石時(shí)，導(dǎo)致藥劑表面形成硫酸鈣的復(fù)蓋層，影響和阻止中和反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，所以當(dāng)用石灰石做中和劑時(shí)，顆粒止中和反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，所以當(dāng)用石灰石做中和劑時(shí)，顆粒粒徑應(yīng)小于粒徑應(yīng)小于0.5mm0.5mm。（2 2）中和劑用量）中和劑用量中和各種酸所需堿、鹽的理論比耗量（中和各種酸所需堿、鹽的理論比耗量（g/gg/g）。）。因?yàn)樗巹┲泻须s質(zhì)，所以藥劑的實(shí)際耗量應(yīng)比理論比耗量因?yàn)樗巹┲泻须s質(zhì)，所以藥劑的實(shí)際耗量應(yīng)比理論比耗量要大。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)際要大。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，用不均勻系數(shù)耗量比理論耗量高，用不均勻系數(shù)K K來表示。來表示。中和中和接下頁本章目錄本章目錄中和中和所以藥劑總耗量所以藥劑總耗量GaGa（Kg/dKg/d）本章目錄本章目錄中和中和中和反應(yīng)產(chǎn)生的沉渣量中和反應(yīng)產(chǎn)生的沉渣量G（Kg/d）本章目錄本章目錄（3 3）中和工藝）中和工藝投藥裝置投藥裝置 石灰用量石灰用量1t/d1t/d1t/d：采用機(jī)械方法消解。消解機(jī)有立式和臥式二：采用機(jī)械方法消解。消解機(jī)有立式和臥式二種。種。消解后石灰乳排至溶液槽，其有效容積消解后石灰乳排至溶液槽，其有效容積V V2 2（m m3 3）中和中和本章目錄本章目錄消解后石灰乳排至溶液槽，其有效容積消解后石灰乳排至溶液槽，其有效容積V V2 2（m m3 3）式中：式中：GaGa石灰消耗量，石灰消耗量，t/dt/d；r r石灰的容重，石灰的容重，0.90.91.1t/m31.1t/m3；c c石灰乳濃度，（石灰乳濃度，（5 51010）%；n n每天攪拌次數(shù)。每天攪拌次數(shù)。中和中和本章目錄本章目錄石灰乳投配系統(tǒng)與投配器石灰乳投配系統(tǒng)與投配器1)1)混合反應(yīng)裝置混合反應(yīng)裝置 水泵管道混合水泵管道混合 隔板混合反應(yīng)池如圖隔板混合反應(yīng)池如圖2)2)沉淀池沉淀池3)3)沉渣脫水裝置：機(jī)械脫水、干化場(chǎng)沉渣脫水裝置：機(jī)械脫水、干化場(chǎng)2 2、堿性廢水的藥劑中和處理、堿性廢水的藥劑中和處理（1 1）中和劑：）中和劑：H2SO4H2SO4、HClHCl、HNO3HNO3、工業(yè)廢酸、煙道氣（含、工業(yè)廢酸、煙道氣（含CO2CO2、SO2SO2）（2 2）中和反應(yīng)）中和反應(yīng)（3 3）中和各種堿所需酸的理論比耗量（）中和各種堿所需酸的理論比耗量（g/gg/g）.中和中和本章目錄本章目錄2 2、堿性廢水的藥劑中和處理、堿性廢水的藥劑中和處理（1 1）中和劑：）中和劑：H H2 2SOSO4 4、HClHCl、HNOHNO3 3、工業(yè)廢酸、煙道、工業(yè)廢酸、煙道氣（含氣（含COCO2 2、SOSO2 2）（2 2）中和反應(yīng)）中和反應(yīng)（3 3）中和各種堿所需酸的理論比耗量（）中和各種堿所需酸的理論比耗量（g/gg/g）.堿性廢水的藥劑中和處理堿性廢水的藥劑中和處理本章目錄本章目錄隔板混合反應(yīng)隔板混合反應(yīng)本章目錄本章目錄過濾中和處理過濾中和處理1 1、普通中和濾池、普通中和濾池 不適于中、高濃度的酸性廢水，對(duì)不適于中、高濃度的酸性廢水，對(duì)H H2 2SO4SO4廢水，用石灰石作中廢水，用石灰石作中和劑時(shí)，其和劑時(shí)，其SOSO4 4濃度應(yīng)濃度應(yīng)2g/L2g/L，如用白云石（，如用白云石（CaCPCaCP3 3MgCOMgCO3 3）則其）則其H H2 2SOSO4 4濃度只能為濃度只能為5g/L5g/L；對(duì)；對(duì)HNO3HNO3、HClHCl廢水，極限濃度廢水，極限濃度20g/L20g/L。當(dāng)。當(dāng)H H2 2SOSO4 4濃度為濃度為2 25g/L5g/L時(shí)，可用白云石作濾料，但反應(yīng)速度慢。時(shí)，可用白云石作濾料，但反應(yīng)速度慢。（1 1）普通中和濾池的形式）普通中和濾池的形式 本章目錄本章目錄（2 2）中和濾池的計(jì)算）中和濾池的計(jì)算1)1)平流式中和濾池平流式中和濾池 濾池長(zhǎng)度濾池長(zhǎng)度L=L=UtUt 式中：式中：U U濾速：濾速：0.010.010.03m/s0.03m/s t t廢水同濾料接觸時(shí)間，廢水同濾料接觸時(shí)間，S S 式中：式中：K K濾料系數(shù)，試驗(yàn)求得。濾料系數(shù)，試驗(yàn)求得。d d濾料的平均粒徑，濾料的平均粒徑，cmcm；U U濾速，濾速，m/sm/s C C酸的濃度，酸的濃度，geqgeq/L/L過濾中和處理過濾中和處理接下頁本章目錄本章目錄濾池橫斷面積濾池橫斷面積f f（m2m2）濾池的水頭損失濾池的水頭損失h=h=iLiL（m m）式中：式中：i i濾池的坡降濾池的坡降 式中：式中：U.dU.d同上同上 P Po o濾料的孔隙率：濾料的孔隙率：0.350.350.450.45 S S系數(shù)，與濾料系數(shù)，與濾料d d有關(guān)：有關(guān)：過濾中和處理過濾中和處理本章目錄本章目錄2)2)豎流式中和濾池豎流式中和濾池 濾床最小厚度濾床最小厚度H H（cmcm）中和中和H H2 2SOSO4 4時(shí)使用下式時(shí)使用下式 式中：式中：d d濾料粒徑，濾料粒徑，mmmm K K濾料特征系數(shù)，試驗(yàn)得出濾料特征系數(shù)，試驗(yàn)得出 n n經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，試驗(yàn)得出，一般經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，試驗(yàn)得出，一般1.471.47 C C酸的濃度，酸的濃度，geqgeq/L/L U U濾速：濾速：4 48m/h8m/h 濾料的消耗及濾池的工作周期濾料的消耗及濾池的工作周期T T 濾料的消耗量濾料的消耗量 G=G=K KQ QCaCa（kg/dkg/d）式中：式中：K K系數(shù)，系數(shù)，1.5 a1.5 a藥劑比耗量藥劑比耗量 Q Q、C C同上同上 濾池的理論工作周期濾池的理論工作周期 式中：式中：P P濾料裝載量，濾料裝載量，KgKg G G濾料消耗量，濾料消耗量，Kg/d.Kg/d.過濾中和處理過濾中和處理本章目錄本章目錄2 2、升流式膨脹中和濾池、升流式膨脹中和濾池（1 1）恒濾速升流膨脹中和濾池）恒濾速升流膨脹中和濾池 承托層厚度承托層厚度0.150.150.2m0.2m，202040mm40mm 濾料粒徑濾料粒徑0.50.53mm3mm，濾層高度，濾層高度1 11.2m1.2m（新濾料）（新濾料）最終換料時(shí)的濾層高度最終換料時(shí)的濾層高度2m2m；U=60U=6080m/h80m/h膨脹率膨脹率50%，上部清水區(qū)高度為，上部清水區(qū)高度為0.5m廢水廢水H2SO4濃度濃度2200mg/L時(shí)，中和后時(shí)，中和后PH=4.25，脫氣后，脫氣后PH=66.5出水出水PH4.2需換料。需換料。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：下部濾料膨脹不起來，上部帶出小顆粒濾料。下部濾料膨脹不起來，上部帶出小顆粒濾料。過濾中和處理過濾中和處理接下頁本章目錄本章目錄過濾中和處理過濾中和處理（4 4）過濾中和滾筒）過濾中和滾筒濾料粒徑大（幾濾料粒徑大（幾mm+幾幾mm），濾料體積為筒體體積的），濾料體積為筒體體積的1/2。滾筒線速度滾筒線速度0.30.5m/s。進(jìn)水。進(jìn)水H2SO4濃度可達(dá)濃度可達(dá)78g/L缺點(diǎn)缺點(diǎn):動(dòng)力費(fèi)高，設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，噪聲大。動(dòng)力費(fèi)高，設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，噪聲大。本章目錄本章目錄1 1、酸性或堿性廢水需要量、酸性或堿性廢水需要量 Q Q1 1C C1 1=Q=Q2 2C C2 2等當(dāng)量反應(yīng)等當(dāng)量反應(yīng)2 2、中和設(shè)備、中和設(shè)備（1 1）在集水井（或管道、混合槽）內(nèi)連續(xù)混合；）在集水井（或管道、混合槽）內(nèi)連續(xù)混合；（2 2）連續(xù)流中和池：）連續(xù)流中和池：V V池（池（Q Q1 1+Q+Q2 2）t t；t t中和時(shí)間，中和時(shí)間，1 12h2h（3 3）間歇中和池：）間歇中和池：V V池池一個(gè)周期內(nèi)排放的廢水量。一個(gè)周期內(nèi)排放的廢水量。酸性廢水與堿性廢水中和處理酸性廢水與堿性廢水中和處理本章目錄本章目錄化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 1.1.概述概述1 1）難溶鹽的溶度積常數(shù)難溶鹽的溶度積常數(shù)本章目錄本章目錄化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 1.1.概述概述 2 2）沉淀劑沉淀劑本章目錄本章目錄2.2.氫氧化物沉淀法氫氧化物沉淀法 1 1）原理）原理化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 接下頁本章目錄本章目錄化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 見圖見圖167本章目錄本章目錄2 2、應(yīng)用、應(yīng)用石灰乳作為沉淀劑去除礦山廢水的石灰乳作為沉淀劑去除礦山廢水的CuCu和和FeFe金屬離子。見圖金屬離子。見圖16-816-8用石灰乳和漂白粉去除鉛鋅冶煉廠廢水中金屬離子。見圖用石灰乳和漂白粉去除鉛鋅冶煉廠廢水中金屬離子。見圖16-916-9化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 本章目錄本章目錄鉛鋅冶煉廠廢水鉛鋅冶煉廠廢水本章目錄本章目錄含含HgHg廢水廢水 本章目錄本章目錄3.3.硫化物沉淀法硫化物沉淀法化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 本章目錄本章目錄化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 接下頁本章目錄本章目錄化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 應(yīng)用：用應(yīng)用：用NaNa2 2S S處理含處理含HgHg廢水：廢水：本章目錄本章目錄4.4.鋇鹽沉淀法鋇鹽沉淀法主要用于處理六價(jià)鉻主要用于處理六價(jià)鉻CrO42-CrO42-的廢水的廢水 一種沉淀轉(zhuǎn)化成另一種沉淀的過程叫沉淀的轉(zhuǎn)化一種沉淀轉(zhuǎn)化成另一種沉淀的過程叫沉淀的轉(zhuǎn)化 應(yīng)投加過量的應(yīng)投加過量的BaCOBaCO3 3，t=20t=2030min30min，但導(dǎo)致出水含有一定量的殘，但導(dǎo)致出水含有一定量的殘鋇，應(yīng)用石膏法加以去除：鋇，應(yīng)用石膏法加以去除：化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀