污水的化学处理3.3化学沉淀法.ppt
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1、化学沉淀法 化学沉淀法定义化学沉淀法定义 化学沉淀法化学沉淀法是向污水中投加某种化学物质,使是向污水中投加某种化学物质,使它与污水中的溶解物质发生化学反应,生成它与污水中的溶解物质发生化学反应,生成难溶难溶于水的沉淀物于水的沉淀物,以降低污水中溶解物质的方法。,以降低污水中溶解物质的方法。 主要针对废水中的阴、阳离子。化学沉淀法的处理对象化学沉淀法的处理对象 (主要针对废水中的阴、阳离子。) (1 1)废水中的重金属离子及放射性元素:如)废水中的重金属离子及放射性元素:如CrCr3+3+、CdCd3+3+、HgHg2+2+、ZnZn2+2+、NiNi2+2+、CuCu2+2+、PbPb2+2+
2、、FeFe3+3+等。等。 (2 2)给水处理中去除钙,镁硬度。)给水处理中去除钙,镁硬度。 (3 3)某些非金属元素:如)某些非金属元素:如S S2-2-、F F- -、磷等。、磷等。 (4)某些有机污染物某些有机污染物化学沉淀法化学沉淀法工艺过程工艺过程 (1 1)投加化学沉淀剂,生成难溶的化学物质,使)投加化学沉淀剂,生成难溶的化学物质,使污染物沉淀析出。污染物沉淀析出。投药,反应,沉淀析出投药,反应,沉淀析出 (2 2)通过凝聚、沉降、浮选、过滤、离心、吸)通过凝聚、沉降、浮选、过滤、离心、吸附等方法,进行附等方法,进行固液分离固液分离。 (3 3)泥渣的处理和回收泥渣的处理和回收利用
3、。利用。 原理根据化学沉淀的必要条件,一定温度下,难溶盐原理根据化学沉淀的必要条件,一定温度下,难溶盐MmNn在饱和溶液下,沉淀和溶解反应如下。在饱和溶液下,沉淀和溶解反应如下。 m、n分别表示离子分别表示离子Mn+、Nm-的系数。的系数。 根据质量作用原理,溶度积常数可表示为根据质量作用原理,溶度积常数可表示为LMmNn MmNnnNmMmnnmmnMmNnNMKsp一、基本原理一、基本原理溶度积常数溶度积常数 KspMmNn=Mn+mNm-n=kMmNn=常数 其中其中 MMn+n+ 表示金属阳离子摩尔浓度(表示金属阳离子摩尔浓度(mol/Lmol/L) NNm-m- 表示阴离子摩尔浓度(
4、表示阴离子摩尔浓度(mol/Lmol/L) 难溶盐的溶度积常数均可在难溶盐的溶度积常数均可在化学手册化学手册中查到中查到。 KspMmNnMmNn=M=Mn+n+ m mNNm-m- n n=k=kMMm mN Nn n=常数常数 根据溶度积原理,可以判断溶液中是否有沉淀产生:根据溶度积原理,可以判断溶液中是否有沉淀产生: A A 、离子积离子积MMn+n+ m mNNm-m- n n KspMmNnMmNn时,时, 形成形成MmNnMmNn沉淀。沉淀。 可见,要降低可见,要降低MMn+n+ 可考虑增大可考虑增大NNm-m- 的值,的值,具有这种作用的具有这种作用的化学物质为化学物质为沉淀剂。
5、沉淀剂。在饱和溶液中,可根据在饱和溶液中,可根据溶度积常数溶度积常数计算难溶计算难溶盐在溶液中的盐在溶液中的溶解度溶解度S SMmNnMmNn 由于由于 MMn+n+= m S= m SMmNn MmNn N Nm-m-=nS=nSMmNnMmNn 有有 KspMmNnMmNn=mS=mSMmNnMmNn m mnnMmNnMmNn n n 得得 nmnmNMNMnmSnmnmKsp分级沉淀:分级沉淀: 当溶液中有多种离子都能与同一种离子生成沉当溶液中有多种离子都能与同一种离子生成沉淀时,可通过溶度积原理来淀时,可通过溶度积原理来判断生成沉淀的顺序判断生成沉淀的顺序称称为为分级沉淀分级沉淀。
6、如:溶液中同时存在如:溶液中同时存在BaBa2+2+、CrOCrO4 42-2-、SOSO4 42-2-, ,何种离何种离子首先发生沉淀析出?子首先发生沉淀析出? BaBa2+ 2+ + SO+ SO4 42-2- = BaSO = BaSO4 4 KspBaSO4BaSO4 = 1.1 = 1.11010-10-10BaBa2+ 2+ + CrO+ CrO4 42-2- = BaCrO = BaCrO4 4 KspBaCrO4BaCrO4= 2.3= 2.31010-10-10 判断分级沉淀的先后,判断分级沉淀的先后,不要单纯的通过溶度积常数(或溶解度)不要单纯的通过溶度积常数(或溶解度)的
7、大小来判定的大小来判定,要以,要以离子浓度乘积与溶度积离子浓度乘积与溶度积KspKsp的关系的关系为指标,看是否为指标,看是否满足沉淀的条件。满足沉淀的条件。溶度积常数 ;例如,难溶解的CaSO4的Ks=9.110-6,但是BaSO4的Ks=1.110-10,更低,可以用CaSO4作为沉淀剂,沉淀Ba 2+。 溶度积常数度积常数KspMmNn的影响因素:的影响因素: 1)同名离子效应同名离子效应当沉淀溶解平衡后,如果向溶液中加入含当沉淀溶解平衡后,如果向溶液中加入含有某一离子的试剂,则沉淀溶解度减少向沉淀方向移动有某一离子的试剂,则沉淀溶解度减少向沉淀方向移动 2)盐效应盐效应在有强电解质存在
8、状况下,溶解度随强电解质浓度在有强电解质存在状况下,溶解度随强电解质浓度的增大而增加,反应向溶解方向转移的增大而增加,反应向溶解方向转移。 3)酸效应酸效应溶液的溶液的PH值可影响沉淀物的溶解度,称为酸效应。值可影响沉淀物的溶解度,称为酸效应。 4)络合效应络合效应若溶液中存在可能与离子生成可溶性络合物的络若溶液中存在可能与离子生成可溶性络合物的络合剂,则反应向相反方向进行,沉淀溶解,甚至不发生沉淀。合剂,则反应向相反方向进行,沉淀溶解,甚至不发生沉淀。 应用:如果污水中含有大量的应用:如果污水中含有大量的Mn+离子,要降低浓度,可向污离子,要降低浓度,可向污水中投入化学物质,提高污水中水中投
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- 污水 化学 处理 3.3 沉淀