第四章　废水的化学处理

第一节　概 述

（一）中和法

（1）酸碱废水的来源及危害　酸碱工业废水来源广泛，如化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂及金属酸洗车间等都会排出酸性废水，有的废水含无机酸，有的含有机酸，有的同时含有机酸和无机酸。

酸具有腐蚀性，能够腐蚀钢管、混凝土、纺织品、烧灼皮肤，还能改变环境介质的pH值。碱所造成的危害程度较小。将酸和碱随意排放不仅会造成污染、腐蚀管道、毁坏农作物，危害渔业生产，破坏生物处理系统的正常运行，而且也是极大的浪费。

（2）中和法分类　酸性废水的中和方法可分为酸性废水与碱性废水互相中和、药剂中和及过滤中和3种方法；碱性废水的中和方法可分为碱性废水与酸性废水互相中和、药剂中和等。

（3） 药剂中和法　酸性废水中和剂有石灰、石灰石、大理石、白云石、碳酸钠、苛性钠、氧化镁等。碱性废水中和剂有硫酸、盐酸、硝酸等。常用的药剂为工业硫酸，而工业废酸更经济。有条件时，也可以采取向碱性废水中通入烟道气（CO₂、SO₂等）的方法加以中和。

（4）过滤中和法　过滤中和法仅用于酸性废水的中和处理。碱性滤料主要有石灰石、大理石、白云石等。中和滤池分为3类：普通中和滤池（固定床）、升流式膨胀中和滤池和滚筒中和滤池。

（二）化学沉淀法

（1）化学沉淀基本原理　向工业废水中投加某种化学物质，使它和其中某些溶解物质发生反应，生成难溶盐沉淀下来，这种方法称为化学沉淀法，一般用以处理含金属离子的工业废水。

（2）化学沉淀法分类　根据使用的沉淀剂不同，化学沉淀法可分为石灰法、氢氧化物法、硫化物法、钡盐法、铁氧体沉淀法等。

（三）氧化与还原法

利用溶解于废水中的有毒有害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，这种方法称为氧化还原法。

根据有毒有害物质在氧化还原反应中能被氧化或还原的不同，废水的氧化还原法又可分为氧化法和还原法两大类。在废水处理中常用的氧化剂有空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、三氯化铁等；常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫、硼氢化钠等。

（四）电解法

（1）概念　电解质溶液在电流的作用下发生电化学反应的过程称为电解。废水进行电解反应时，废水中的有毒物质在阳极和阴极分别进行氧化还原反应，产生新物质。这些新物质在电解过程中或沉积于电极表面，或沉淀于电解槽内，或生成气体从水中逸出，从而降低了废水中有毒物质的浓度。这种利用电解原理来处理废水中有毒物质的方法称为电解法。

（2）电解处理功能

①氧化作用。在电解槽阳极除了废水中的离子直接失去电子被氧化外，水中的OH^-也可在阳极放电而生成氧， 这种新生态氧具有很强的氧化作用，可对水中的无机物和有机物进行氧化。

②还原作用。废水电解时在阴极除了极板的直接还原作用外，还有H⁺放电产生氢，这种新生态氢也有很强的还原作用，使废水中的某些物质还原。例如废水中某些处于氧化态的色素可因氢的作用而生成无色物质，使废水脱色。

③混凝作用。若电解槽用铁或铝板作阳极，则它失去电子后将逐步溶解在废水中，形成铝或铁离子，经水解反应而生成羟基络合物，这类络合物在废水中可起混凝作用，将废水中的悬浮物与胶体杂质去除。

④浮选作用。电解时，在阴、阳两极都会不断产生H₂和O₂，有时还会产生其他气体。例如电解处理含氰废水时会产生CO₂和N₂等气体，这些气体以微气泡形式逸出，可起到电气浮作用，使废水中的微粒杂质上浮至水面，而后作为泡沫去除。在电解过程中有时还会产生温度效应，从而产生去除嗅味的作用。总之，电解法具有多种功能，处理废水的效果是这些功能的综合结果。

（五）高级氧化法

（1）概念　高级氧化工艺以自由羟基（·OH）作为主要氧化剂，采用两种或多种氧化剂联用发生协同效应，或与催化剂联用，提高·OH生成量和生成速度，加速反应过程，提高处理效率和出水水质。

（2）分类　主要包括湿式氧化、超临界水氧化、光化学氧化、光化学催化氧化、超声波氧化等高级氧化处理方法。

（3） 高级氧化工艺的特点　①高氧化性；②快速反应；③降低TOC和DOC，提高可生物降解性；④减少三卤甲烷和溴酸盐的生成。

（六）消毒

（1）概念　消毒并非要把水中微生物全部消灭，只是要消除水中致病微生物的致病作用。致病微生物包括病菌、病毒及原生动物胞囊等。

（2）消毒方法分类　包括氯及氯化物消毒、臭氧消毒、紫外线消毒及某些重金属离子消毒等。

（3）氯消毒机理　氯消毒作用的机理，一般认为主要通过次氯酸HOCl起作用。HOCl为很小的中性分子，只有它才能扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部。当HOCl分子到达细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。OCl^-虽亦具有杀菌能力，但是带有负电，难以接近带负电的细菌表面，杀菌能力比HOCl差得多。生产实践表明，pH值越低则消毒作用越强，证明HOCl是消毒的主要因素。