[拼音]：feishui de huaxue chendian chulifa

[外文]：wastewater treatment by chemical precipitation process

向廢水中投加可溶性化學(xué)藥劑，使之與廢水中呈離子狀態(tài)的無機(jī)污染物起化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于或難溶于水的化合物，沉淀析出，從而使廢水得到凈化的方法。

化學(xué)沉淀法是一種傳統(tǒng)的水處理方法，廣泛用于水質(zhì)處理中的軟化過程，也常用于工業(yè)廢水處理，去除重金屬及氰化物等。

用化學(xué)沉淀法處理廢水的前提是：污染物在反應(yīng)中能生成難溶于水的沉淀物。沉淀物形成的唯一條件是它在水中溶解的離子積大于溶度積。以M_mN_n表示沉淀物鹽，那末，它在溶液中的反應(yīng)為：M_mN_n?@mMⁿ⁺+nN^m-。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量作用定律，在一定溫度下溶鹽的溶度積常數(shù)K_sp是固定的：K_sp=[Mⁿ⁺]^m?[N^m-]ⁿ。只要離子積[Mⁿ⁺]^m[N^m-]ⁿ大于 K_sp， M_mN_n就會從廢水中沉淀析出。如廢水中的 Mⁿ⁺離子濃度太高，只要向廢水中投加某種含有N^m-離子的化學(xué)藥劑，提高N^m-離子濃度，使離子積[Mⁿ⁺]^m[N^m-]ⁿ>K_sp，M_m、N_n就會從廢水中以沉淀析出，從而使Mⁿ⁺離子濃度下降。投入廢水中的化學(xué)藥劑稱沉淀劑。常用的沉淀劑有石灰、硫化物和鋇鹽等。根據(jù)沉淀劑的不同，化學(xué)沉淀法可分為氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和鋇鹽沉淀法等。

氫氧化物沉淀法

也稱中和沉淀法，是從廢水中除去重金屬有效而經(jīng)濟(jì)的方法。廢水中的金屬離子Mⁿ⁺加堿后的反應(yīng)是：

M(OH)_n的溶度積為，因?yàn)樗娜芏确eK_w=[OH^–][H⁺]=10^-14（水溫25℃），則廢水中金屬離子與pH值有如下關(guān)系：

[Mⁿ⁺]是與氫氧化物沉淀共存的飽和溶液中的金屬離子濃度，即在某一pH值條件下溶液中金屬離子的最大濃度，也就是在這一條件下金屬氫氧化物的溶解度。一些金屬離子的-lg[Mⁿ⁺]值與pH值的關(guān)系如圖1。

可見，在一定的范圍以內(nèi)，pH值越高，廢水中剩余的金屬越少。但是對鋅(Zn)、鉛（Pb）、鉻（Cr）、錫(Sn)、鋁（Al）等兩性元素，pH值過高會形成絡(luò)合物而使沉淀物發(fā)生再溶解。如Zn²⁺在pH值為9時幾乎全部沉淀，但pH值大于 11則生成可溶性Zn(OH)?{絡(luò)離子或鋅酸根離子(ZnO?a)。因此，要嚴(yán)格控制溶液的pH值。如果廢水中含有氰、銨、氯、溴、碘等離子，這些元素就能與重金屬形成絡(luò)合物而影響氫氧化物的生成。

廢水中有多種金屬離子共存時，就會引起共沉現(xiàn)象，共沉所要求的pH值比單獨(dú)沉淀所要求的低。如含鎘(Cd)1毫克／升的溶液，pH值在11以上時Cd²⁺仍不沉淀。而如果同有10毫克／升或50毫克／升三價的鐵(Fe³⁺)共存，pH值只要達(dá)到8或7以上，Cd²⁺便能接近完全沉淀。

氫氧化物沉淀法分一次通過式反應(yīng)和晶種循環(huán)反應(yīng)，前者沉淀物不回流，后者可以使部分沉淀物回流作為晶核以促進(jìn)沉淀物形成并改善沉淀物處理狀況。這種方法所用的沉淀劑有碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣，有時也用氫氧化鈉。

硫化物沉淀法

金屬硫化物的溶度積一般比金屬氫氧化物的溶度積小得多。如氫氧化鎘和氫氧化汞的溶度積分別為2.2×10^-14和4.8×10^-26，而硫化鎘和硫化汞的溶度積則分別為7.9×10^-27和4×10^-53。因此，這種方法能更有效地處理含金屬的廢水，特別是對于經(jīng)過氫氧化物沉淀法處理后仍不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的含汞、含鎘的廢水。此法所用的沉淀劑主要是硫化氫和硫化鈉等。硫化鈉過量，易于產(chǎn)生可溶性金屬絡(luò)離子；pH值太高，可能生成氫氧化物。

硫化物沉淀法去除重金屬效率高，沉淀物體積小，而且便于處理和回收金屬。但以硫化鈉作沉淀劑價格昂貴；采用硫化氫作沉淀劑則容易從廢水中逸出，反應(yīng)后剩余的S^2-還需要處理。

鋇鹽沉淀法

電鍍含鉻廢水常用鋇鹽沉淀法處理。沉淀劑用碳酸鋇、氯化鋇等。鋇鹽沉淀法可以將電鍍含鉻有毒廢水凈化到能回用的程度;但沉渣量多，有毒，處理困難。

化學(xué)沉淀法一般有投藥、混合、反應(yīng)、沉淀等過程。其工藝流程見圖2。

由于廢水成分復(fù)雜，化學(xué)沉淀法往往難于使廢水達(dá)到排放或回用的要求，因而應(yīng)與其他處理方法聯(lián)合使用。

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