实验七：酸性废水中和过滤效果

一、实验目的

（1）了解滤速与酸性废水浓度、出水pH的关系；

（2）掌握酸性废水中和的原理及工艺。

二、实验原理

许多工业废水呈酸性，在排放水体或进行生物处理、化学处理之前，必须进行中和，使废水pH为6.5～8.5。目前常用的中和方法有酸碱废水中和、药剂中和及过滤中和3种，过滤中和具有设备简单、造价便宜、不需投加药剂、耐冲击负荷等优点，故在生产中应用很多。过滤中和与废水在滤池中的停留时间、滤速及废水中酸的种类、浓度有关，需要通过实验来确定滤速、滤料消耗量等参数，以便为工艺设计和运行管理提供依据。对于酸碱物质浓度高达3%～5%的工业废水，应首先考虑回收，回收采用的主要方法有真空浓缩结晶法、薄膜蒸发法、加铁屑生产硫酸亚铁法（对含硫酸工业废水）等。

过滤中和法常用石灰石、白云石或大理石为滤料，适用于处理含硫酸浓度不大于3g／L的酸性废水。但当废水中含有大量悬浮物、油脂、重金属盐和其他毒物时，则不宜采用过滤中和法。

在工程实际中，中和滤池主要有四种类型：普通中和滤池、恒流速升流式膨胀滤池、变流速升流式膨胀滤池、滚筒式中和滤池。过滤中和法操作简单，沉渣少，出水pH稳定，不影响坏境卫生。但它只能处理低浓度的酸性废水，需定期倒床，劳动强度较大。

酸性废水按酸性强弱分为三类。

（1）含强酸（HCl、HNO3），其钙盐易溶于水。

（2）含强酸（H2SO4），其钙盐难溶于水。

（3）含弱酸（H2CO3、CH3COOH）。

对不同酸性废水可选用不同的滤料，目前常用的滤料有石灰石、白云石、大理石等。

第一类酸性废水用三种滤料均可，以石灰石为例：

第二类酸性废水，因其钙盐难溶于水，会减慢反应速度，故一般用白云石做滤料。

第三类酸性废水，因反应较慢，故应调小滤速。(www.xing528.com)

三、实验设备

吸水池、耐酸泵、中和柱等。

四、实验步骤

（1）将粒径一定的滤料装入中和柱，高约0.8m。

（2）用工业盐酸配置0.1%～0.4%浓度范围的废水，因水池容积为0.125m3，故各组分别取125mL、250mL、375mL、500mL即可。

（3）将取好的盐酸倒入吸水池搅匀，用酸度计测pH并计算酸度。

（4）开启水泵，将酸性废水提升至中和柱中反应，并观察现象。

（5）分别调节流量为400L／h、300L／h、200L／h、100L／h，每个流量下让水泵运行5分钟后测出水的pH（pH＝－lg［H＋］）及酸度。

注意：每种滤速实验完后都要放空中和柱内的水再进行下一组滤速实验。

五、实验结果与数据整理

（1）基本参数：中和柱直径d＝15cm，截面面积A＝706.5cm，滤料h＝0.8m，酸性废水浓度c0＝0.027 5mmol／L，pH＝1.56。

（2）记录实验数据（表4－25）。

表4－25　实验数据整理记录表

思考题

（1）根据实验结果说明影响过滤中和法处理效果的因素有哪些？

（2）在实际工程应用中，由于废水pH和水量均会有波动，如何采取措施确保中和后出水pH的稳定？