废水处理基本化学品:它们如何清洁和保护我们的水
废水处理基本化学品:它们如何清洁和保护我们的水
废水处理是环境保护的重要环节,通过使用各种化学品和技术,可以有效去除水中的污染物,保护生态环境。本文将介绍几种在废水处理中起关键作用的化学品,包括它们的基本性质、作用原理和具体应用。
废水处理采用不同的化学品和技术解决方案,旨在使处理过程安全、高效且经济实惠。尽管一些化学处理方法乍一看可能有点复杂,但只要得到一些帮助,基本原理就很简单。在废水处理中起关键作用的主要化学品有四种:pH 中和剂、消泡剂、凝结剂及絮凝剂.中和 pH 值非常重要,尤其是当我们将废水排入自然水体时。
改变 pH 值会严重危害野生动物,并使生态系统失去平衡。泡沫会改变废水的物理性质,这可能会导致泵磨损加剧,并会堵塞筛子和过滤器,最终降低处理效率。混凝剂和絮凝剂协同作用,去除悬浮固体,使水更清澈,处理更有效。
常用废水处理化学品
1.氢氧化钠
清洁水的一种常用化学品是苛性钠,这是氢氧化钠 (NaOH) 的日常名称。氢氧化钠主要在工业上通过电解盐生产。在电解过程中,当氯化钠分解时,钠与水发生反应生成氢氧化钠,而氯气则以气体形式逸出。氢氧化钠是一种强强碱,这基本上意味着它非常擅长电离并且具有较高的 pH 值。因此,在废水处理中,这些产品可以帮助提高水的 pH 值。它还非常适合去除水中的重金属颗粒。
这些因素使得烧碱成为各种处理过程中维持水质和安全的关键组成部分:
pH调节:苛性钠在水处理中的主要作用之一是调节 pH 值。市政水源和废水通常需要校正 pH 值以满足安全和环境标准。苛性钠会提高 pH 值,使水的酸性降低,碱性增强。这在饮用水处理中尤为重要,因为它有助于防止铅和铜等有害金属从管道中浸出。
水软化:苛性钠可以与钙和镁离子发生反应,降低其浓度并软化水,从而有效降低水的硬度。
凝结:在凝结过程中,苛性钠有助于中和带负电荷的颗粒,促进悬浮固体的凝结和沉淀,从而提高水的清澈度。
有机物去除:在废水处理中,烧碱有助于分解和去除有机物,使处理过程更加高效。
减少污染物:它的化学特性还有助于减少工业废水中的特定污染物,例如氰化物。
成本效益:由于苛性钠的有效性以及只需相对较少的用量就能达到显著的效果,因此它往往是水处理中一种经济高效的选择。
2.硫酸
硫酸可以从饮用水中提取水分,这看起来有些矛盾,但事实确实如此。将硫酸加入水中会导致酸完全分解,从而通过与水分子相互作用的放热反应形成气体。随着水分被去除,水分中所含的颗粒和污染物同样被分离。释放出的颗粒聚集在一起,形成密度明显更大的颗粒,并沉降到储罐底部。总之,硫酸的长期有效性在于其作为干燥剂的能力。
硫酸在水处理中的一个重要用途是调节水的pH值。在不同的工业过程中,中和废水中的碱性物质(如碳酸钙)至关重要。硫酸溶液与碱性污染物相互作用,产生沉淀物,处理人员可轻松将其从水中分离出来。这可最大限度地减少这些污染物的有害影响,并有助于更直接地应用后续处理,实现全面的水净化。
3.氢氧化钙
您是否知道,熟石灰或氢氧化钙已用于废水处理一个多世纪?熟石灰是一种由来自石灰石或白云石的原材料制成的产品。熟石灰呈碱性,是调节酸性水 pH 值的绝佳选择。它通过中和酸来提高 pH 值,还有助于将各种金属转化为可回收的固体,比其他化学药剂捕获更多的微量金属.
在废水中较高温度使用熟石灰实际上有助于杀死一些细菌和病菌。这可以帮助净化水质并减少任何气味。它还用于烟气处理,无论是干粉还是石灰乳,以中和二氧化硫、盐酸、氢氟酸或二恶英等排放物。这有助于防止这些污染物被释放到大气中。您可以使用称为水合器的特殊设备将氧化钙(也称为生石灰)水合来获得这种材料。
另一种生产方法是将氯化钙溶液与氢氧化钠混合,或使碳化钙与水反应。熟石灰确实是稳定污泥和调节活性污泥的绝佳选择。
4.过氧化氢
过氧化氢是一种化学式为 H2O2 的化合物。早在 1818 年,法国化学家 Louis-Jacques Thenard发现了过氧化氢这一有趣现象。过氧化氢由两个氢原子和两个氧原子组成。当两个氧原子之间的过氧化物键断裂时,会产生两个 HO 自由基。因此,这些自由基会与其他物质结合在一起,在此过程中,随着链式反应的展开,会产生两个新的自由基。过氧化氢会着火,浓度高时往往会有强烈的酸性气味。因此,您可以使用过氧化氢来调整废水的 pH 值。这对于确保其他治疗过程发挥最佳效果至关重要。
过氧化氢因其多功能特性而被广泛用作废水处理化学品。它的作用如下:
有机和无机化合物的氧化:过氧化氢是一种有效的氧化剂,可分解废水中的有机和无机化合物。它与各种污染物(包括有机污染物、重金属和硫化物)发生反应,将其转化为危害较小的副产品。
消毒:由于过氧化氢具有强氧化性,因此可用于废水消毒通过消除有害病原体、细菌和病毒,降低水传播疾病的风险,提高公共卫生安全。
脱色:在产生有色废水的工业中,过氧化氢用于对水进行脱色。 它的工作原理是氧化和分解产生颜色的色素,从而改善水的外观。
除臭: 过氧化氢 有助于消除工业废水中的难闻气味 通过氧化有气味的化合物,从而提高处理过的水的整体质量。
环保合规:通过减少废水中的有害污染物,过氧化氢可以帮助工业在排放处理过的废水之前满足环境标准和法规。
高级氧化工艺 (AOP):过氧化氢通常与其他氧化剂或催化剂一起用于高级氧化工艺 (AOP)。这些工艺会产生强大的羟基自由基,甚至可以分解高度持久和复杂的污染物,使其成为处理棘手废水的有效解决方案。
醋酸:乙酸在水处理中起着重要作用,有助于控制 pH 值并平衡碱性水。乙酸是一种方便可靠的化学品,可用于调整水的 pH 值、防止腐蚀、去除铁和锰以及消除细菌。它还用于许多其他水处理情况,例如消毒游泳池和热水浴缸、清洁和消毒食品加工设备以及处理废水。确保以正确的方式使用乙酸并遵守制造商的说明以确保安全。
5.氢氧化镁
在废水处理中,微生物将废物分解成细胞组织和各种产品,如气体、液体或固体形式。为了使微生物保持良好的繁殖和功能,它们确实需要正确的生长条件,如 pH 值、营养物质可用性和碱度。市政废水通常具有足够的碱度来帮助分解有机废物,但有时,它不足以让细菌保持最佳状态。通常,您需要向废水流中添加碱,如苛性钠或石灰,以提高碱度并将 pH 值保持在理想范围内。目前,使用苛性钠和石灰的人正在改用氢氧化镁浆,因为它为生物处理带来了一些巨大的好处。氢氧化镁浆,通常被称为“镁乳”,常用于废水处理。它非常适合帮助重金属 沉淀和中和工业废水中的酸.
许多工业和市政污水处理设施都转而使用氢氧化镁,用于需氧和厌氧生物处理系统。氢氧化镁浆液使微生物更容易接触镁。氢氧化镁浆液对用户具有吸引力的一些额外优势包括其缓冲能力,可提供出色的 pH 控制,以及易于处理的特性。与苛性钠相比,氢氧化镁更安全,也更容易处理因为正确使用时它无害且无腐蚀性。氢氧化镁浆料,如FloMag®H,在需氧和厌氧生物处理系统中都非常有效。您会发现它被用于肉类加工厂、面包店、化学加工厂,甚至市政当局,仅举几例。
6.盐酸
HCL 在水处理设施中发挥着多种重要作用。人们经常用它来调整水的 pH 值,使其更酸,并有助于消毒过程。例如,当 pH 值较低时,氯的效果更好。使用 HCl 可以帮助从废水中去除重金属,使其更容易过滤掉。盐酸,有时也被称为盐酸,通常用于水处理,因为它能有效中和碱性(高 pH 值)废水。人们认为它是硫酸的绝佳替代品,因为该工艺会产生无机副产品。在一些游泳池净化系统中也发现有盐酸。
7.磷酸
分子式为H3PO4,摩尔质量为97.994克/摩尔。磷酸在废水处理中发挥着重要作用,有助于去除环境中的污染物。这种酸在矿物酸中非常重要且非常有用。它无毒,通常被称为正磷酸。它安全且酸度温和,还可用于食品调味料、饮料、牙科护理用品、化妆品和护肤品。它主要用于工业生产磷酸盐肥料。它也可用作电解液,用于蚀刻、除锈、调节 pH 值和清洁房屋。
磷酸在水处理领域具有重要意义。它还用于平衡废水的pH值,这对于清洁和处理不同用途的水非常重要。控制水的酸度确实有助于防止管道和机械腐蚀,从而使水处理过程顺利进行。
总结
总之,必不可少的废水处理化学品在清洁和保护我们的水方面发挥着至关重要的作用。通过去除污染物、中和有害物质并确保水安全,这些废水处理化学品对环境健康和水资源保护做出了重大贡献。