一、 酸性廢水中和實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
通常把含酸量在3%~5%以上的高濃度含酸廢水稱為廢酸液，對于廢酸液，應(yīng)考慮回收利用的可能性，如用擴(kuò)散滲透法回收鋼鐵酸性廢液中的硫酸。當(dāng)酸濃度不高（低于3%）時(shí)，回收利用意義不大，可采用中和法處理。目前常用的中和方法有酸堿廢水中和、藥劑中和及過濾中和三種。過濾中和法具有設(shè)備簡單、造價(jià)便宜、不需投加藥劑、耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，故再生產(chǎn)中應(yīng)用很多。由于過濾中和時(shí)，廢水在濾池中的停留時(shí)間、濾率與廢水中酸的種類、濃度等有關(guān)，常常需要通過實(shí)驗(yàn)來確定濾率、濾料消耗量等參數(shù)，以便為工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理提供依據(jù)。
通過實(shí)驗(yàn)希望達(dá)到以下目的：
1、酸性廢水升流式膨脹中和過濾實(shí)驗(yàn)。
2、CO2及NH3吹脫實(shí)驗(yàn)。
二、實(shí)驗(yàn)原理
酸性廢水流過堿性濾料時(shí)與濾料進(jìn)行中和反應(yīng)的方法稱為過濾中和法。過濾中和法與投藥中和法相比，具有操作方便、運(yùn)行費(fèi)用低、勞動條件好及產(chǎn)生沉渣少（是廢水量的0.5%）等優(yōu)點(diǎn)，但不適于中和高濃度酸性廢水。
工廠排放的酸性廢水可分為三類：
1、含有強(qiáng)酸（如HCl、HNO3），其鈣鹽易溶解于水；
2、含有強(qiáng)酸（如H2SO4），其鈣鹽難溶解于水；
3、含有弱酸（如CO2、CH3COOH）
堿性濾料主要有石灰石、白云石和大理石等。其中石灰石和大理石的主要成分時(shí)CaCO3，而白云石的主要成分時(shí)CaCO3•MgCO3。石灰石的來源較廣，價(jià)格便宜，因而是最常用的堿性濾料。
中和的1類酸性廢水，各種濾料均可采用，反應(yīng)后生成易溶于水的鹽類而不沉淀。但廢水中酸的濃度不能過高，否則濾料消耗快，給處理造成一定的困難，其極限濃度為20g/L。中和第2類酸性廢水時(shí)，如采用石灰石濾料，因反應(yīng)后生成的鈣鹽難溶于水，會附著在濾料表面，阻礙濾料和酸的接觸，減慢中和反應(yīng)速率，因此極限濃度應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定，若無實(shí)驗(yàn)資料，可采用3g/L。如用白云石濾料，由于生成的MgSO4溶解度很大，產(chǎn)生的沉淀僅為石灰石的一半，因而廢水中H2SO4濃度可采用5g/L，但白云石反應(yīng)速率較石灰石慢，這影響了他的應(yīng)用。中和第3類酸性廢水時(shí)，弱酸與碳酸鹽反應(yīng)速率很慢，濾速應(yīng)適當(dāng)減小。當(dāng)酸性廢水濃度較大或?yàn)V率較大時(shí)，過濾中和后出水含有大量CO2使出水pH聲值偏低（pH＝5左右）。此時(shí)，可用吹脫法去除CO2以提高PH 值。
當(dāng)采用石灰石為濾料時(shí)，其中和反應(yīng)方程式如下：
當(dāng)H2SO4濃度在2~5g/L范圍內(nèi)，用白云石做濾料時(shí)，反應(yīng)式如下：
過濾中和設(shè)備主要有重力式中和濾池、等速升流式膨脹中和濾池和變速升流式膨脹中和濾池三種。重力式普通中和濾池濾料粒徑大（30~80mm），濾速慢（小于5m/h），故體積龐大，處理效果較差。等速升流式膨脹中和濾池濾料顆粒�。�0.5~3mm），濾速快（50~70m/h），水流由下向上流動，使濾料相互碰撞摩擦，表面不斷更新，故處理效果好，沉渣量也少。變速升流式膨脹中和濾池是一種倒 錐形變速中和塔，濾料粒徑為0.5~6mm，下部的大濾料在大濾速條件下工作，上部小濾料在小濾速條件下工作，從而使濾料層不同粒徑的顆粒都能均勻地膨脹，因而大顆粒不結(jié)垢或少結(jié)垢，小顆粒不至于流失。變速升流式膨脹池的中和效果優(yōu)于前兩種濾池，但建造費(fèi)用也較高。本實(shí)驗(yàn)采用等速升流式膨脹中和柱。
三、MY-ZHSFS 酸性廢水中和實(shí)驗(yàn)裝置及儀器
1、實(shí)驗(yàn)裝置如圖
本實(shí)驗(yàn)由中和柱、吹脫柱、空壓機(jī)、泵、填料、流量計(jì)、配水池、閥門、管道、電路控制系統(tǒng)、不銹鋼框架、控制屏等組成，如圖1所示。
酸性廢水中和柱是一個(gè)升流式膨脹濾池，中和柱內(nèi)放置的濾料是最常用的石灰石。
圖1酸性廢水過濾中和實(shí)驗(yàn)裝置示意圖
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1、用工業(yè)硫酸或鹽酸配制成一定濃度的酸性廢水（范圍在0.1%~0.3%之間），并取20mL原水水樣測定pH和酸度，酸度測定項(xiàng)目平行作兩次取其平均值，進(jìn)行記錄。
注意：酸度測定請認(rèn)真預(yù)習(xí)測定方法，以減少實(shí)驗(yàn)中的操作失誤。
2、啟動水泵，用閥門調(diào)整中和過濾柱的流量使其達(dá)到所規(guī)定流速，完成4個(gè)濾率的實(shí)驗(yàn)，濾率采用50、100、150、200L／h，觀察中和過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象。
3、改變?yōu)V速穩(wěn)定5分鐘后，用250mL具塞玻璃取樣瓶取每種濾率中和出水水樣，測定pH值和酸度，酸度測定項(xiàng)目平行作兩次取其平均值，進(jìn)行記錄，酸性過濾中和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。
五、思考題
1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)說明過濾中和法的處理效果與哪些因素有關(guān)。
2、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象。
3、通過酸性廢水中和實(shí)驗(yàn)裝置制定一個(gè)確定處理單位流量某濃度酸性廢水所需要的濾料數(shù)量的實(shí)驗(yàn)方案。
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