含酸堿廢水來源很廣，化工廠、化纖廠、電鍍廠、煉油廠以及金屬酸洗車間等都排出酸性廢水。有的廢水含有無機(jī)酸如硫酸、鹽酸等；有的則含有蟻酸、醋酸等有機(jī)酸；有的則兼而有之。廢水含酸濃度差別很大，從小于1%到10%以上。造紙廠、印染廠、金屬加工廠等排出堿性廢水，大多數(shù)情況下為無機(jī)堿，也有些廢水含有機(jī)堿。其中某些廢水含堿濃度很高，*高可達(dá)百分之幾。廢水中除含酸、堿外，還可能含有酸式鹽、堿式鹽，以及其他的無機(jī)物、有機(jī)物等物質(zhì)。將酸和堿隨意排放會對環(huán)境造成污染和破壞，而且也是一種資源的浪費(fèi)。因此，對酸、堿廢水首先應(yīng)考慮回收和綜合利用。當(dāng)酸、堿廢水的濃度較高時(shí)，例如達(dá)3%～5%以上，往往存在回用和綜合利用的可能性。例如用以制造硫酸亞鐵、硫酸鐵、石膏、化肥，也可以考慮供其他工廠使用等。當(dāng)濃度不高（例如小于2%），回收或綜合利用經(jīng)濟(jì)意義不大時(shí)，才考慮中和處理。

用化學(xué)法去除廢水中過量的酸或堿，使其pH值達(dá)到中性左右的過程稱為中和。處理含酸廢水時(shí)通常以堿和堿性氧化物為中和劑，而處理堿性廢水則以酸或酸性氧化物作中和劑。

在工業(yè)廢水處理中，中和處理常常用于以下幾種情況：

（1）在廢水排入水體之前，因?yàn)樗飳H值的變化極其敏感，當(dāng)大量廢水排入后使水體的pH值變得偏酸或偏堿時(shí)，會產(chǎn)生**影響；

（2）在廢水排入城市排水管道之前，由于酸、堿對排水管道產(chǎn)生腐蝕作用，一般城市排水管道對排入工業(yè)廢水的pH值都有明確的規(guī)定；

（3）在廢水需要進(jìn)行化學(xué)或生物處理之前，對于化學(xué)處理（例如凝聚、除磷等），要求廢水的pH值升高或降低到某一需要的*佳值。對于生物處理，廢水的pH值通常應(yīng)維持在6.5～8.5范圍內(nèi)，以保證處理構(gòu)筑物的微生物維持*佳活性。

對于中和處理，首先應(yīng)當(dāng)考慮以廢治廢的原則，例如將酸性廢水與堿性廢水互相中和，或者利用廢堿渣（電石渣、碳酸鈣堿渣等）中和酸性廢水。在沒有這些條件時(shí)，才采用藥劑（中和劑）中和處理法。

酸性廢水中和處理經(jīng)常采用的中和劑有石灰、石灰石、白云石、氫氧化鈉、碳酸鈉等。堿性廢水中和處理則通常采用鹽酸和硫酸。選用哪種中和劑要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較和優(yōu)缺點(diǎn)的比較。表3-6和表3-7中列出了常用的中和劑及消耗量參考數(shù)據(jù)。

 

表3-7 酸性中和劑的單位消耗量

酸性廢水的中和法可分為三類：酸性廢水與堿性廢水混合、投藥中和及過濾中和。

（一）酸、堿性廢水中和法

這種中和方法是將酸性廢水和堿性廢水共同引入中和池中，并在池內(nèi)進(jìn)行混合攪拌。中和結(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1.5-2.0h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。*常采用的是石灰乳法。氫氧化鈣對廢水雜質(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

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+CaCO₃·MgCO₃→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)生的石膏量僅為石灰石反應(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2000mg/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，濾料中的無效成分積累過多時(shí)，可逐漸降低濾速，以*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。

過濾中和時(shí)，廢水中不宜有濃度過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的廢水中和過濾時(shí)，因CaF₂溶解度很小，要求HF濃度小于300mg/L。如濃度超過限值，宜采用石灰乳進(jìn)行中和。

過濾中和法的優(yōu)點(diǎn)是操作管理簡單，出水pH值較穩(wěn)定，不影響環(huán)境衛(wèi)生，沉渣少，一般少于廢水體積的0.1%；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HBPH-3型工業(yè)酸度計(jì)與CHEM-TECH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?～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堿性廢水。這種中和方法效果良好；其缺點(diǎn)是會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。