合酸含堿廢水來源很廣，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，最高可達(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)在廢水排人水體之現(xiàn)因?yàn)樗飳H值的變化極其敏感，當(dāng)大量廢水排人后使水體的pH值變得偏酸或偏堿時(shí)，會產(chǎn)生不良影響；

(2)在廢水排人城市排水管道之前，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人工業(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最佳值。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)筑物內(nèi)的微生物維持最佳活性。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、白云瓦氫氧化鈉、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。

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人中和池中，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，并且使實(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，而且波動很大時(shí)，應(yīng)該設(shè)調(diào)節(jié)地加以調(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的中和劑有石灰、石灰石、白云石、氫氧化鈉、碳酸鈉等。其碳酸鹽因價(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。最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。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。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)。

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)速度比石灰石漫。

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)地內(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，以最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300 mg/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)，也有使用鹽酸中和法的。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)自動加藥系統(tǒng)，例如采用HBPH－3型工業(yè)酸度計(jì)與CHEMTECH型系列計(jì)量泵組合成的自動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地或中和槽時(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除塵器的噴淋水，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。

三、設(shè)備和裝置

(一)酸堿廢水相互中和的設(shè)施

(1)當(dāng)水質(zhì)水量變化較小，或廢水經(jīng)沖能力較大，或后續(xù)構(gòu)筑物對pH值要求范圍較寬時(shí)，可以不用單獨(dú)設(shè)中和池，而在集水井(或管道、曲徑混合槽)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)流式混合反應(yīng)。

(2)當(dāng)水質(zhì)水量變化不大.廢水也有一定緩沖能力，但為了使出水 pH值更有保證時(shí)，應(yīng)單設(shè)連續(xù)流式中和地。

（a）中和池的示例（一）

（b）中和池的示例（二）

(3)當(dāng)水質(zhì)水量變化較大，且水量較小時(shí)，連續(xù)流式中和池?zé)o法保證出水pH值要求，或出水水質(zhì)要求較高，或廢水中還含有其他雜質(zhì)或重金屬離子時(shí)，較穩(wěn)妥可靠的做法是采取間歇流式中和池。每池的有效容積可按廢水排放周期(如一班或一晝夜)中的廢水量計(jì)算。池一般至少設(shè)兩座，以便交替使用。

(二)藥劑中和處理設(shè)備設(shè)施

1.中和劑制備設(shè)施

投藥有干投、濕投兩種方法。以石灰為例，干投法設(shè)備簡單，但反應(yīng)不易徹底，而且較慢，投量需為理論值的1.4～1.5倍。濕投法設(shè)備較多，但反應(yīng)迅速，投量為理論值的1.05～1.1倍即可。

(1)石灰于投法示意圖

(2)石灰濕投法示意圖

2.混合反應(yīng)設(shè)施

用石灰中和酸性廢水時(shí)，混合反應(yīng)時(shí)間一般采用l～2min，但當(dāng)廢水中含重金屬鹽或其他毒物時(shí)，應(yīng)考慮去除重金屬及其他毒物的要求。當(dāng)廢水水量和濃度較小，且不產(chǎn)生大量沉渣時(shí)，中和劑可投加在水泵集水井中，在管道中反應(yīng)，即可不設(shè)混合反應(yīng)地。但須滿足混合反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)廢水量較大時(shí)，一般須設(shè)單獨(dú)的混合池。

下圖為四室隔板混合反應(yīng)池。池內(nèi)采用壓縮空氣或機(jī)械攪拌。

3.沉淀設(shè)施

以石灰中和主要含硫酸的混合酸性廢水為例，一般沉淀時(shí)間為1～2h，污泥體積一般為處理廢水體積的3％～5％，但個(gè)別情況也有污泥量占到廢水體積的10％以上的。污泥含水率一般為95％左右。

下圖為合并混合、反應(yīng)、沉淀的混合反應(yīng)沉淀池。

下圖合并混合、反應(yīng)、沉淀及泥渣分離的混合反應(yīng)沉淀泥渣分離池，其在使用中須注意濾管的維護(hù)。

(三)過濾中和法的設(shè)備設(shè)施

1.普通中和濾池

普通中和池為重力式，由于濾速低(小于 1.4 mm／s)，濾料粒徑大(3～8cm)，當(dāng)進(jìn)水硫酸濃度較大時(shí)，極易在濾料表面結(jié)垢而且不易沖掉，阻礙中和反應(yīng)進(jìn)程。實(shí)踐表明這種濾料的中和效果較差，目前已很少采用。

2.升流膨脹式濾池

升流膨脹式濾地采用高流速(8.3～19.4 mm／s)，小粒徑(0.5～3mm，平均約 1.5mm).水流由下向上流動，加上產(chǎn)生的CO2氣體的作用，使濾料互相碰撞摩擦，表面不斷更新，所以效果良好。這種濾池的構(gòu)造如下圖所示。

濾池分為四部分：底部為進(jìn)水裝置，可采用大阻力或小阻力進(jìn)水系統(tǒng)；濾料層下部為卵石墊層，上部為石灰石濾料，濾層厚 1.0～1.2 m；其上設(shè)高為 0.5 m的清水區(qū)，使水和濾料分離，在此區(qū)內(nèi)水流速度逐漸減慢；出水槽均勻地匯集出流水。

如果將裝填濾料部分的筒體做成圓錐狀，則成為變速膨脹式中和濾池。這種池子底部濾速較大，上部濾速較小。具有等斷面的筒體稱為等速膨脹式中和濾池。與等速濾池相比，變速濾池具有濾料反應(yīng)更完全、能防止小濾料被水挾走、濾料表面不易結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)。這兩種升流式濾池目前均有工廠定型生產(chǎn)。