含酸碱废水来源很广，化工厂、化纤厂、电镀厂、炼油厂以及金属酸洗车间等都排出酸性废水。有的废水含有无机酸如硫酸、盐酸等；有的则含有蚁酸、醋酸等有机酸；有的则兼而有之。废水含酸浓度差别很大，从小于1%到10%以上。造纸厂、印染厂、金属加工厂等排出碱性废水，大多数情况下为无机碱，也有些废水含有机碱。其中某些废水含碱浓度很高，最高可达百分之几。废水中除含酸、碱外，还可能含有酸式盐、碱式盐，以及其他的无机物、有机物等物质。将酸和碱随意排放会对环境造成污染和破坏，而且也是一种资源的浪费。因此，对酸、碱废水首先应考虑回收和综合利用。当酸、碱废水的浓度较高时，例如达3%～5%以上，往往存在回用和综合利用的可能性。例如用以制造硫酸亚铁、硫酸铁、石膏、化肥，也可以考虑供其他工厂使用等。当浓度不高（例如小于2%），回收或综合利用经济意义不大时，才考虑中和处理。
一、原理
用化学法去除废水中过量的酸或碱，使其pH值达到中性左右的过程称为中和。处理含酸废水时通常以碱和碱性氧化物为中和剂，而处理碱性废水则以酸或酸性氧化物作中和剂。
在工业废水处理中，中和处理常常用于以下几种情况：
（1）在废水排入水体之前，因为水生生物对pH值的变化极其敏感，当大量废水排入后使水体的pH值变得偏酸或偏碱时，会产生不良影响；
（2）在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的pH值都有明确的规定；
（3）在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（例如凝聚、除磷等），要求废水的pH值升高或降低到某一需要的最佳值。对于生物处理，废水的pH值通常应维持在6.5～8.5范围内，以保证处理构筑物的微生物维持最佳活性。
对于中和处理，首先应当考虑以废治废的原则，例如将酸性废水与碱性废水互相中和，或者利用废碱渣（电石渣、碳酸钙碱渣等）中和酸性废水。在没有这些条件时，才采用药剂（中和剂）中和处理法。
酸性废水中和处理经常采用的中和剂有石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠、碳酸钠等。碱性废水中和处理则通常采用盐酸和硫酸。选用哪种中和剂要进行经济比较和优缺点的比较。表3-6和表3-7中列出了常用的中和剂及消耗量参考数据。
表3-6 碱性中和剂的单位消耗量
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酸类名称
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中和1g酸所需碱性物质的量/g
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CaO
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Ca(OH)2
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CaCO3
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MgCO3
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CaCO3-MgCO3
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硫酸（H2SO4）
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0.571
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0.755
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1.02
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0.86
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0.94
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盐酸（HC1）
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0.77
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1.01
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1.37
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1.15
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1.29
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硝酸（HNO3）
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0.445
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0.59
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0.795
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0.668
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0.732
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醋酸（HCH3COOH）
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0.466
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0.616
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0.83
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0.695
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表3-7 酸性中和剂的单位消耗量
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碱类名称
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中和1g碱所需酸性物质的量/g
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H2SO4
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HC1
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HNO3
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||||
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100%
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98%
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100%
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36%
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100%
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65%
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NaOH
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1.22
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1.24
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0.91
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2.53
|
1.37
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2.42
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KOH
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0.88
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0.90
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0.65
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1.80
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1.13
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1.74
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Ca(OH)2
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1.32
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1.34
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0.99
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2.74
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1.70
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2.62
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NH3
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2.88
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2.93
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2.12
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5.90
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3.71
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5.70
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二、类型
酸性废水的中和法可分为三类：酸性废水与碱性废水混合、投药中和及过滤中和。
（一）酸、碱性废水中和法
这种中和方法是将酸性废水和碱性废水共同引入中和池中，并在池内进行混合搅拌。中和结果，应该使废水呈中性或弱碱性。根据质量守恒原理计算酸、碱废水的混合比例或流量，并且实际需要量略大于计算量。
当酸、碱废水的流量和浓度经常变化，而且波动很大时，应该设调节池加以调节，中和反应则在中和池进行，其容积应按1.5-2.0h的废水量考虑。
（二）投药中和法
酸性废水中和处理采用中和剂有石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠、碳酸钠等。其中碳酸钠因价格较贵，一般较少采用。石灰来源广泛，价格便宜，所以使用较广。用石灰作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水。最常采用的是石灰乳法。氢氧化钙对废水杂质具有混聚作用，因此它适用于含杂质多的酸性废水。
用石灰中和酸的反应：
H2SO4+Ca(0H)2→CaSO4↓+2H2O
2HNO3+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+2H2O
2HC1+Ca(OH)2→CaC12+2H2O
当废水中含有其他金属盐类例如铁、铅、锌、铜等时，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
计算中和药剂的投量时，应增加与重金属化合产生沉淀的药量。
（三）过滤中和法
这种方法适用于含硫酸浓度不大于2～3g/L和生成易溶盐的各种酸性废水的中和处理。
使酸性废水通过具有中和能力的滤料，例如石灰石、白云石、大理石等，即产生中和反应。例如石灰石与酸的反应：
2HC1+CaCO3→CaC12+H2O+CO2↑
H2SO4+CaCO3→CaSO4+H2O+CO2↑
2HNO3+CaCO3→Ca(NO3)2+H2O+CO2↑
白云石与硫酸的反应：
2H2SO4+CaCO3·MgCO3→CaSO4↓+MgSO4+2H2O+2CO2↑
采用白云石为中和滤料时，由于MgSO4的溶解度很大，不致造成中和的困难，而产生的石膏量仅为石灰石反应生成物的一半，因此进水的硫酸允许浓度可以提高；不过白云石的缺点是反应速度比石灰石慢。
用石灰石做滤料时，进水含硫酸浓度应小于2000mg/L；用白云石做滤料时，应小于4000mg/L。当进水的硫酸浓度短期超过限值时，应及时采取措施，降低进水量（多余的废水可在调节池内暂时储存），同时用清洁水反冲、稀释。当滤料使用到一定期限，滤料中的无效成分积累过多时，可逐渐降低滤速，以最大限度地消耗掉滤料。在生产实践中，一般都是根据运行经验，总结出每处理一定的水量补充一定量的滤料。同时，按照每消耗一定量的滤料，进行一次清渣。
过滤中和时，废水中不宜有浓度过高的重金属离子或惰性物质，要求重金属离子含量小于50mg/L，以免在滤料表面生成覆盖物，使滤料失效。
含HF的废水中和过滤时，因CaF2溶解度很小，要求HF浓度小于300mg/L。如浓度超过限值，宜采用石灰乳进行中和。
过滤中和法的优点是操作管理简单，出水pH值较稳定，不影响环境卫生，沉渣少，一般少于废水体积的0.1%；缺点是进水酸的浓度受到限制。
（四）碱性废水的中和处理
碱性废水的中和处理法有用酸性废水中和、投酸中和和烟道气中和三种。
在采用投酸中和法时，由于价格上的原因，通常多使用93%～96%的工业浓硫酸。在处理水量较小的情况下，或有方便的废酸可利用时，也有利用盐酸中和法的。在投加酸之前，一般先将酸稀释成10%左右的浓度，然后按设计要求的投量经计量泵计量后加到中和池。
在原水pH值和流量都比较稳定的情况下，可以按一定比例连续加酸。当水量及pH值经常有变化时，应当考虑设计自动加药系统，例如采用HBPH-3型工业酸度计与CHEM-TECH型系列计量泵组合成的自动pH控制系统，已比较广泛地用于废水处理工程。
由于酸的稀释过程中大量放热，而且在热的条件下酸的腐蚀性大大增强，所以不能采用将酸直接加到管道中的做法，否则管道很快将被腐蚀。一般应该设计混凝土结构的中和池，并保证一定的容积，通常可按3～5min的停留时间考虑。如果采用其他材料制作中和池或中和槽时，则应该充分考虑到防腐及耐热性能的要求。
烟道气中含有CO2和SO2，溶于水中形成H2CO3和H2SO3，能够用来使碱性废水得到中和。用烟道气中和的方法有两种，一是将碱性废水作为湿式降尘器的喷淋水，另一种是使烟道气通过碱性废水。这种中和方法效果良好；其缺点是会使处理后的废水中悬浮物含量增加，硫化物和色度也都有所增加，需要进行进一步处理。
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