【正文】 結(jié)果，應(yīng)該使廢水呈中性或弱堿性。根據(jù)質(zhì)量守恒原理計(jì)算酸、堿廢水的混合比例或流量，并且實(shí)際需要量略大于計(jì)算量。 當(dāng)酸、堿廢水的流量和濃度經(jīng)常變化，而且波動(dòng)很大時(shí)，應(yīng)該設(shè)調(diào)節(jié)池加以調(diào)節(jié)，中和反應(yīng)則在中和池進(jìn)行，其容積應(yīng)按 的廢水量考慮。 （二）投藥中和法 酸性廢水中和處理采用中和劑有石灰、石灰石、白云石、氫氧化鈉、碳酸鈉等。其中碳酸鈉因價(jià)格較貴，一般較少采用。石灰來(lái)源廣泛，價(jià) 格便宜，所以使用較廣。用石灰作中和劑能夠處理任何濃度的酸性廢水。最常采用的是石灰乳法。氫氧化鈣對(duì)廢水雜質(zhì)具有混聚作用，因此它適用于含雜質(zhì)多的酸性廢水。 用石灰中和酸的反應(yīng)： H2SO4+Ca(0H)2→CaSO4↓+2H2O 2HNO3+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+2H2O 2HC1+Ca(OH)2→CaC12+2H2O 污水處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材 ２６ 當(dāng)廢水中含有其他金屬鹽類例如鐵、鉛、鋅、銅等時(shí)，也能生成沉淀： ZnSO4+Ca(OH)2→Zn(OH)2↓+CaSO4↓ FeC12+Ca(OH)2→Fe(OH)2↓+CaC12 PbC12+Ca(OH)2→Pb(OH)2↓+CaC12 計(jì)算中和藥劑的投量時(shí)，應(yīng)增加與重金屬化合產(chǎn)生沉淀的藥量。 （三）過(guò)濾中和法 這種方法適用于含硫酸濃度不大于 2～ 3g/L 和生成易溶鹽的各種酸性廢水的中和處理。 使酸性廢水通過(guò)具有中和能力的濾料，例如石灰石、白云石、大理石等，即產(chǎn)生中和反應(yīng)。例如石灰石與酸的反應(yīng)： 2HC1+CaCO3→CaC12+H2O+CO2↑ H2SO4+CaCO3→CaSO4+H2O+CO2↑ 2HNO3+CaCO3→Ca(NO3)2+H2O+CO2↑ 白云石與硫酸的反 應(yīng)： 2H2SO4+CaCO3MgCO3→CaSO4↓+MgSO4+2H2O+2CO2↑ 采用白云石為中和濾料時(shí)，由于 MgSO4的溶解度很大，不致造成中和的困難，而產(chǎn)生的石膏量?jī)H為石灰石反應(yīng)生成物的一半，因此進(jìn)水的硫酸允許濃度可以提高；不過(guò)白云石的缺點(diǎn)是反應(yīng)速度比石灰石慢。 用石灰石做濾料時(shí)，進(jìn)水含硫酸濃度應(yīng)小于 2022mg/L；用白云石做濾料時(shí)，應(yīng)小于 4000mg/L。當(dāng)進(jìn)水的硫酸濃度短期超過(guò)限值時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，降低進(jìn)水量（多余的廢水可在調(diào)節(jié)池內(nèi)暫時(shí)儲(chǔ)存），同時(shí)用清潔水反沖、稀釋。當(dāng)濾料使用到一定期限，濾料中的無(wú)效成分積累過(guò)多時(shí)，可逐漸降低濾速，以最大限度地消耗掉濾料。在生產(chǎn)實(shí)踐中，一般都是根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出每處理一定的水量補(bǔ)充一定量的濾料。同時(shí)，按照每消耗一定量的濾料，進(jìn)行一次清渣。 過(guò)濾中和時(shí)，廢水中不宜有濃度過(guò)高的重金屬離子或惰性物質(zhì)，要求重金屬離子含量小于 50mg/L，以免在濾料表面生成覆蓋物，使濾料失效。 含 HF 的廢水中和過(guò)濾時(shí)，因 CaF2溶解度很小，要求 HF 濃度小于 300mg/L。如濃度超過(guò)限值，宜采用石灰乳進(jìn)行中和。 過(guò)濾中和法的優(yōu)點(diǎn)是操作管理簡(jiǎn)單，出水 pH 值較穩(wěn)定，不影響環(huán)境衛(wèi)生，沉 渣 污水處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材 ２７ 少，一般少于廢水體積的 %；缺點(diǎn)是進(jìn)水酸的濃度受到限制。 （四）堿性廢水的中和處理 堿性廢水的中和處理法有用酸性廢水中和、投酸中和和煙道氣中和三種。 在采用投酸中和法時(shí)，由于價(jià)格上的原因，通常多使用 93%～ 96%的工業(yè)濃硫酸。在處理水量較小的情況下，或有方便的廢酸可利用時(shí)，也有利用鹽酸中和法的。在投加酸之前，一般先將酸稀釋成 10%左右的濃度，然后按設(shè)計(jì)要求的投量經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量后加到中和池。 在原水 pH 值和流量都比較穩(wěn)定的情況下，可以按一定比例連續(xù)加酸。當(dāng)水量及pH 值經(jīng)常有變化時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)自動(dòng)加 藥系統(tǒng)，例如采用 HBPH3 型工業(yè)酸度計(jì)與 CHEMTECH 型系列計(jì)量泵組合成的自動(dòng) pH 控制系統(tǒng)，已比較廣泛地用于廢水處理工程。 由于酸的稀釋過(guò)程中大量放熱，而且在熱的條件下酸的腐蝕性大大增強(qiáng)，所以不能采用將酸直接加到管道中的做法，否則管道很快將被腐蝕。一般應(yīng)該設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)的中和池，并保證一定的容積，通?？砂?3～ 5min 的停留時(shí)間考慮。如果采用其他材料制作中和池或中和槽時(shí)，則應(yīng)該充分考慮到防腐及耐熱性能的要求。 煙道氣中含有 CO2和 SO2，溶于水中形成 H2CO3和 H2SO3，能夠用來(lái)使堿性廢水得到中和。用 煙道氣中和的方法有兩種，一是將堿性廢水作為濕式降塵器的噴淋水，另一種是使煙道氣通過(guò)堿性廢水。這種中和方法效果良好；其缺點(diǎn)是會(huì)使處理后的廢水中懸浮物含量增加，硫化物和色度也都有所增加，需要進(jìn)行進(jìn)一步處理。 第 六 章 膜法水處理技術(shù) 第一節(jié) 概論 膜，更準(zhǔn)確而言是半滲透膜，它是一薄層物質(zhì)，當(dāng)一定的推動(dòng)力應(yīng)用于膜兩側(cè)時(shí)，它能按照物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)使物質(zhì)進(jìn)行分離。通常，膜是按照物質(zhì)的分離范圍和應(yīng)用的推動(dòng)力來(lái)分類。 在解決水資源缺乏的問(wèn)題上，膜分離過(guò)程起到了非常重要的作用。在廢水或污水排放之前，膜分離 過(guò)程可以用于廢水或污水處理；在廢水進(jìn)入污水系統(tǒng)之前， 污水處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材 ２８ 膜分離過(guò)程可以用于回收工業(yè)上有用的物質(zhì)；當(dāng)然膜分離過(guò)程也可以用于生產(chǎn)飲用水。在生產(chǎn)飲用水方面，使用膜人們可以利用大量的海水資源；此外，在水與廢水循環(huán)回用方面，膜的特殊作用顯得十分重要。 膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用，即可用于給水處理也可用于廢水處理。 膜技術(shù)應(yīng)用于水處理具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 處理各種濾液，能得到高質(zhì)量的濾出水； 2. 膜過(guò)程可通過(guò)模擬裝置加以實(shí)現(xiàn)，而且可以連續(xù)操作； 3. 對(duì)滲透液具有以一定比例循環(huán)作為工藝用水或再利用的潛力。 膜技術(shù)應(yīng)用 于水處理具也存在以下缺點(diǎn)： 1. 膜的相容性與孔的大小、水的 pH 值以及水的溫度等許多因素有關(guān)； 2. 在某些情況下易生成污垢，使得在一些特殊應(yīng)用中膜的壽命較短 3. 與傳統(tǒng)的物理化學(xué)處理相比，一般投資費(fèi)用較高。 膜的使用壽命，短的只有幾個(gè)月，但通常是 37 年，有的管式膜系統(tǒng)可超過(guò) 15年。影響膜的使用壽命的因素很多，通常有加料貯槽和泵的匹配性能，預(yù)處理效果，滲透液的貯存裝置以及膜的清洗系統(tǒng)和效果等。 21 世紀(jì)膜分離的應(yīng)用將持續(xù)增長(zhǎng)，尤其是微濾 /超濾、微濾 /反滲透、微濾 /超濾/反滲透或鈉濾結(jié)合的膜處理過(guò)程。增長(zhǎng)的領(lǐng)域包括： 1. 飲用 水處理 2. 工業(yè)廢水的脫色 3. 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理 4. 膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用 第二節(jié) 膜分離過(guò)程 膜分離技術(shù)受到廣泛的注意，發(fā)展迅速，是因?yàn)槟し蛛x對(duì)混合物中各組分的選擇性很高，在分離過(guò)程中混合物主體沒(méi)有相變，所用的設(shè)備裝填密度大、效率高。 1. 水處理和膜分離 污水處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材 ２９ 1）用水 水的凈化與純化包括從水中去除懸浮物、細(xì)菌、病毒、無(wú)機(jī)物、農(nóng)藥、有機(jī)物和溶解氣體，在這方面，膜分離技術(shù)發(fā)揮了其獨(dú)特的作用。 2）工業(yè)用水 日產(chǎn)高達(dá)數(shù)千噸以致數(shù)萬(wàn)噸的反滲透水處理裝置廣泛地應(yīng)用于電子、電力、醫(yī)藥、化 工、飲料、冶金等領(lǐng)域，反滲透是超純水和純水制備的優(yōu)選方法；膜軟化是基于鈉濾膜對(duì)二價(jià)離子，特別是二價(jià)陰離子的高脫除性而開(kāi)發(fā)新型的膜分離過(guò)程，膜軟化工藝在美國(guó)應(yīng)用已很普遍，特別是新建的軟化廠多采用此新工藝。 3）工業(yè)廢水和市政廢水 城市污水處理達(dá)標(biāo)排放僅僅是基本要求，污水是否能再生回用，能再生到什么程度，是否經(jīng)濟(jì)可行，這是廢水資源化的關(guān)鍵。實(shí)踐表明，常規(guī)處理與膜法結(jié)合可給出各種標(biāo)準(zhǔn)、供不同用途的再生水，最后反滲透的產(chǎn)水完全符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。 近年來(lái)浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器在污水處理和資源化方面倍受重視，已有商品化設(shè)，適用于中 小型污水處理廠。 2. 膜的定義和分類 膜是分離兩相和作為選擇性傳遞物質(zhì)的屏障。 膜可以是固態(tài)的， 也可以是液態(tài)的；膜的結(jié)構(gòu)可能是均質(zhì)的，也可能是非均質(zhì)的；膜可以是中性的，也可以是帶電的；膜傳遞過(guò)程可以是主動(dòng)傳遞過(guò)程，也可以是被動(dòng)傳遞過(guò)程。 膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)決定了分離機(jī)理，從而也決定了其應(yīng)用。按膜結(jié)構(gòu)分類可分為對(duì)稱膜和不對(duì)稱膜。 按化學(xué)組成分類可分為有機(jī)材料類和無(wú)機(jī)材料類。 按分離機(jī)理分類，膜大致可分為多孔膜、無(wú)孔膜和載體膜。多孔膜在處理溶液時(shí)根據(jù)顆粒大小進(jìn)行分離，主要用于超濾和微濾。無(wú)孔膜利用 分離體系中各組分溶解度或擴(kuò)散系數(shù)的差異進(jìn)行分離，主要用于氣體分離、透析、蒸汽滲透等過(guò)程。載體膜是通過(guò)載體分子對(duì)某一組分高度專一的親和性來(lái)實(shí)現(xiàn)不同組分間的分離的，通過(guò)膜的組分可以是氣體、液體、離子或非離子。 按幾何形狀分類，有平板式、管式、毛細(xì)管式和中空纖維式。后三種皆為管狀 污水處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材 ３０ 膜，直徑大于 10mm 的為管式膜；直徑在 之間的是毛細(xì)管式膜；直徑小于 的為中空纖維膜。管狀膜直徑越小，則單位體積里的膜面積越大。 3. 膜分離的定義和分類 所有分離過(guò)程都是利用在某種環(huán)境中混合物各組分性質(zhì)的差異進(jìn) 行分離。膜分離過(guò)程是以選擇性透過(guò)膜為分離介質(zhì)，在兩側(cè)加以某種推動(dòng)力時(shí)，原料側(cè)組分選擇性地透過(guò)膜，從而達(dá)到分離或提純的目的。 1）反滲透和納濾 反滲透已成為海水淡化最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，也是苦咸水淡化的主要手段，它已成為超純水和純水制備的優(yōu)選技術(shù)；另外在各種料液的分離、純化和濃縮以及廢液的再生回用方面都發(fā)揮了重大作用。 我國(guó)反滲透技術(shù)能在海水淡化、脫水濃縮、高溫水再用、市政和工業(yè)廢水處理與再用領(lǐng)域發(fā)揮其應(yīng)有的作用。 納濾膜介于反滲透膜和超濾膜之間，是近 10 多年發(fā)展較快的膜品種。 a. 反滲透原理 當(dāng)用一個(gè)半透性膜分離 兩種不同濃度的溶液時(shí)，膜僅允許溶劑分子通過(guò)。由于濃溶液中溶劑的化學(xué)勢(shì)低于它在稀溶液中的化學(xué)勢(shì)，稀溶液中的溶劑分子自發(fā)地透過(guò)半透膜向濃溶液中遷移。 b. 反滲透膜與納濾膜及其組件 c. 反滲透膜與納濾膜 由于反滲透膜與納濾膜多種多樣，主要有平板不對(duì)稱膜、不對(duì)稱平板復(fù)合膜、管式不對(duì)稱膜、中空纖維不對(duì)稱膜、中空纖維復(fù)合膜等。目前平板不對(duì)稱膜和中空纖維膜占據(jù)了市場(chǎng)絕大部分的份額。 d. 反滲透膜與納濾膜組件 反滲透過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性決定于組見(jiàn)的價(jià)格和性能。它對(duì)組件的機(jī)械強(qiáng)度、流體力學(xué)結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性都有較高的要求。 e. 反滲透與納濾工藝流程 反滲透與納濾工藝流程通常包括前處理工藝、膜分離工藝和后處理工藝三部分。為減少料液在膜分離過(guò)程中對(duì)膜的污染和化學(xué)損傷，必須對(duì)料液進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)溶液的分離有不同的要求，必須選用合適的膜和組件形 污水處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材 ３１ 式，應(yīng)該通過(guò)計(jì)算確定組件的排列和操作條件。 f. 反滲透與納濾應(yīng)用 反滲透應(yīng)用領(lǐng)域可分為兩大類：水純化和溶質(zhì)濃縮。主要用于水的純化，如海水和苦咸水脫鹽制飲用水，以及制備半導(dǎo)體工業(yè)、醫(yī)藥、化學(xué)工業(yè)中所需的超純水。 納濾膜對(duì) Na+和 Cl單價(jià)離子的截留率較低，實(shí)踐證明納濾可 以代替沉淀、 pH調(diào)節(jié)和蒸發(fā)等過(guò)程，達(dá)到產(chǎn)品純化和濃縮的目的，是一新的高效節(jié)能的過(guò)程。此外納濾在有機(jī)小分子與鹽的分離與濃縮、去除無(wú)脂奶粉的異味等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 2）超濾 a. 超濾原理 超濾膜多為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由一層極薄、具有一定尺寸孔徑的表皮層和一層較厚、具有海綿狀或指定結(jié)構(gòu)的多孔層組成。前者起分離作用，后者起支撐作用。在超濾膜分離過(guò)程中，膜的孔徑大小和膜表面的化學(xué)性質(zhì)等將分別起著不同的分離作用。一般情況下，超濾膜的性能指標(biāo)有滲透通量和截留率。 超濾膜的耐壓性、耐清洗性、耐溫性等性能對(duì)于工業(yè)應(yīng)用是非常 重要的。目前商品化的有機(jī)材質(zhì)的超濾膜都是采用相轉(zhuǎn)化法制得的。 b. 超濾操作工藝 超濾的基本操作有以下三種。 重過(guò)濾操作，用于大分子和小分子的分離。 間歇操作，常用于小規(guī)模生產(chǎn)。 連續(xù)式操作，常用于大規(guī)模生產(chǎn)。 c. 超濾應(yīng)用 超濾在需將尺寸較大的分子或微粒與低分子物質(zhì)或溶劑分離的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。超濾裝置可單獨(dú)運(yùn)行，也可與其他處理設(shè)備結(jié)合應(yīng)用于各種分離過(guò)程中。超濾已成為蛋白和酶純化和濃縮的高效過(guò)程。超濾濃縮的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)相變、一般不需加熱、工序簡(jiǎn)單、適用 pH 范圍寬和防止失活等 ，很適用于熱敏性物質(zhì)的分離濃縮。 3）微濾 污水處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材 ３２ 微濾（ MF）是一種與常規(guī)的粗濾十分相似的膜過(guò)程。微孔濾膜具有比較整齊、均勻的多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍 ，使過(guò)濾從一般只有比較粗造的相對(duì)性質(zhì)過(guò)度到精密的絕對(duì)性質(zhì)，主要用于