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编辑|胖先生的水处理日记
来源|项目经历
大家好，我是胖哥，欢迎阅读我的日记。
截至目前为止，我的整套污水处理技术课，已经讲完了95节，总课时超过了150h。
如果再算上接下来计划讲解的膜工艺，那绝对得奔着200h去了。
如此庞大的一个水处理系列课，目前我也只收300块钱报名费，且终生有效。
我想我这个价格，并不高吧？
当然，后续还能不能维持这个价，就得看情况了。
不瞒大家说，目前写文、答疑、讲课、做课件，所有的事情都是我一个人来操办。
要是再搭上单位的一堆破事儿，那我就算长了三个脑袋四条腿，六只胳膊七张嘴，一天也不见得能干多少事儿。
所以后续我就想着，实在不行就请人助阵吧。
但请人助阵，那得是要花钱的啊！
所以要想把这件事儿长久干下去，咱不说赚钱，最起码收入得能抵了支出，不让我往里搭钱才行吧？
另外，如果你不单单想学习实用水处理技术，还想要办《污废水处理工程师（高级）》证书，也可以联系我，我有门路。
至于价格，不方便公开说，总之你就知道，我不会在这方面多赚你钱，很便宜就是了。
如果您有意向，可以加我的微信好友咨询：shuichuliqingong，也即“水处理秦工”的拼音缩写。
好了，咱话不多说，直接聊今天的主题。
话说您各位有多少人，是奔着我这个标题进来的？
我知道有很多人不信我说的，你们肯定会想：
“高中还没毕业的毛孩子，能有什么高见？还能指导一个有10年经验的老工程师？”
您要真这么想，那可就是门缝里看人，把人给看扁了。
您还别不服气，要说对于很多基础化学知识的理解，你还真不一定就比得过现在的高中生孩子们！
得咧，咱还是直接上干货，给您各位好好盘盘这里面的门道。
说这周五的下午，快到下班时间了。
大家正围坐在一起闲聊呢，就听门吱扭一声开了。
只见运维部的大老李，和他的宝贝儿子小小李，一前一后，径直走了进来。
小小李二八年华，长得斯文秀气，鼻梁上常年架着一副堪比啤酒瓶底的眼镜，一看就是个有文化的学霸。
眼见众人都把目光聚焦在了爷俩身上，大老李赶忙给儿子使眼色，小声说道：
“快跟你叔叔阿姨们打招呼！”
小小李会意，赧然一笑，身体微微前倾，点头如小鸡啄米一般，挨个和大家打了招呼后，就溜到了他老爹身后，听我们闲聊了。
众人很快就忽略了小小李的存在，继续讨论起了刚才的话题。
原来我们今天一直在做一个高盐度、高浓度废水的蒸发实验。
这股水的COD达到了50000mg/L左右级别，pH中性偏碱，在8左右。
盐含量少说也有6%，氨氮也比较高，一千左右的水平。
蒸发小试我们就用的旋蒸仪。
调节水浴温度90℃，然后用水环真空泵控制真空度在-0.08MPa左右，分别对这股水进行了几组实验：
（1）pH不调，也即在8左右时，直接蒸原水；
（2）pH控制在7左右时蒸发；
（3）pH继续下降到6时蒸发；
（4）pH到5左右时再蒸发。
再低就不做了，酸性太大的话，设备投资就太贵了。
之所以要控制蒸发时原水的不同pH，是因为我们不想让馏出液携带较多的氨氮。
最好是全留在釜残中，直接当成危废一锅拉走了事。
否则跑到馏出液中，还得想办法处理掉。
实验的结果中，出水氨氮值，那肯定是随着原水pH一路下降而同步降低，这毋庸置疑。
但让人烦人的事儿也同时出现了：
“馏出液的COD值，随着原水pH值的下降，呈现出上升的趋势！”
也就是说，馏出液的氨氮和COD，成了跷跷板的两端，一头高来一头低。
这俩冤家基本就是摁倒了葫芦浮起了瓢，没办法被同时搞定。
这副场景，是不是特像AAO系统中的总磷和总氮？
甭管你怎么调，俩参数就是尿不到一个壶里！
此时我们几个人讨论的，正是这个问题。
大致了解了我们几人讨论的内容后，大老李挠挠头，不解的问：
“这可真是稀奇，不就调了调pH吗，怎么出水COD还高了，不是你们测错了吧？”
一听这话，大家顿时就不乐意了，毕竟干工艺的，哪个能容忍别人说自己技术不行？
就在大家撸胳膊挽袖子，准备和大老李好好理论之时，一直站在他后面默不作声的小小李，此时却说话了：
“这还不简单，你们调酸后，水中有机物肯定是质子化了，从而改变了性质，变得更易挥发了呗！”
小小李此言一出，众人皆惊，都没想到这么个小屁孩，竟然说出如此专业的总结来。
小小李被我们几人盯得毛楞了，瑟缩着不敢说话。
好一阵后，实验室的愣头青小王才开口问道：
“啥叫有机物的质子化？”
此言一出，大家的目光又都齐刷刷落在了小王身上。
小王瞬间秒懂。
毕竟在场所有人，就属自己最年轻，但也比小小李大了快10岁了，向这么一个小屁孩请教，着实有点难为情。
但经常读胖哥日记的人都知道，小王可是个求知欲极强的人，为了探究学问，从来就不顾脸皮，典型的要里子不要面子的主儿。
这次也不例外，只见他冲着大家摆摆手，毫不在乎的说到：
“连大成至圣先师都曾经曰过，三人行必有我师，咱就一臭搞水处理的，还能高过他老人家啊？”
“无妨，今日咱就请教请教小李老师，给咱好好讲一讲吧，哈哈！”
众人一阵点头，目光又纷纷转移到了小小李身上，饶有兴致的一阵打量后，就准备听他的高论了。
大老李一看自家儿子这么给力，不鸣则已一鸣惊人，瞬间镇住了所有人，一下子就硬气了。
只见他双手叉腰胸膛高挺，撇着个嘴挑着个眉。
那气场，估计就连惯会阅兵的李有胜见了，怕也是自叹弗如！
俗话说，人之患在好为人师也，显然小小李也未能免俗。
平时自己只能安坐台下当学生，如今能给一众叔叔伯伯们讲课，他也不禁飘飘然起来。
于是也学他老爹那样，挺胸收腹，腰板笔直，轻咳两声后就滔滔不绝的给众人讲了起来：
“要说起质子酸碱理论，那肯定就绕不开一个人，阿伦尼乌斯，他在1887年提出了经典的酸碱电离理论，把水中的溶解态物质划分为了酸、碱、盐三种类型。”
“但这个理论在解释很多既能水解，又能电离的酸式盐的问题时，比较复杂，所以后来就有了质子酸碱理论。”
“质子酸碱理论把酸、碱、盐三类物质，精简成了质子酸和质子碱两类物质，不存在盐的概念了。”
“简言之，凡是能给出质子(即H⁺)的分子或离子都是酸，凡是能结合质子(即H⁺)的分子或离子都是碱。”
说到这里，小小李一时兴起，直接拿起了旁边白板上的水写笔，连说带写的比划了起来：
“例如H₂CO₃=H⁺+HCO₃⁻这个反应中，说是酸谁是碱？”
小王也配合，连忙举手说到：
“H₂CO₃是酸，HCO₃⁻是碱！”
小小李回身又是唰唰几笔，写了另一个方程式后继续问：
“再看这个反应，HCO₃⁻=H⁺+CO₃²⁻中，谁是酸谁是碱？”
小王又答：
“HCO₃⁻是酸，CO₃²⁻是碱！”
不等小小李说话，小王突然就提高了音调，大声的说：
“我知道了，用质子酸碱理论来看，NaHCO₃就既是酸也是碱，对吗？”
小小李点点头，说是这样的。
紧接着小王又问：
“那咱们平时常说的共轭酸碱对，也是针对质子酸碱理论来说的了？”
小小李用奇怪的眼神看着小王说：
“那当然了，难道你们都没学过这些吗？”
此言一出，饶是小王脸皮再厚，此刻也闹了个大红脸，支吾着说：
“这个.....那个......”
此时的大老李不失适宜的在小王背后神补刀：
“哈哈，学是肯定学过，但你王叔毕业这么久了，估计早就还给老师了！”
众人一阵哄笑，仿佛自己比小王强多少似的。
等众人闹一阵后，小小李继续他的授课：
“关于这个方程式HA↔H⁺+A⁻，其中HA/A⁻就被称为共轭酸碱对，HA是共轭酸，A⁻是共轭碱，且共轭酸的酸性越强，对应共轭碱的碱性就越弱。”
“关于这个结论，最经典的应用就是强酸制弱酸，或者强碱制弱碱。”
说罢，小小李又回身写了这样一个方程式：
HA+B⁻=A⁻+HB
“这是一个酸碱反应的通式，如果用质子酸碱理论来解释的话，B⁻得到了HA的质子，因此B⁻是碱，HA是酸。”
“失去了质子，变成了A⁻，因此A⁻也是碱。”
“而要想让这个反应顺利进行，那么从酸性角度来说，HA就得>HB，或者从碱性角度来说，B⁻就得>A⁻，也即强酸制弱酸，或者强碱制弱碱。”
小王若有所思的说道：
“我貌似记起来了，对于盐的水解，例如A⁻+H₂O=OH⁻+HA，用质子酸碱理论解释的话，那就是质子碱A⁻和质子酸H₂O的酸碱反应。”
“如果HA的酸性强于水，盐A⁻的水解就是弱酸H₂O制强酸HA的反应，所以反应程度比较小。”
“而如果HA的酸性越弱，其共轭碱A⁻的碱性就越强，所以水解程度就越大，也就是所谓的越弱越水解的原理！”
小小李高兴的连连点头，冲着小王竖起了大拇指，夸赞了一句：
“王叔说的没错！”
小王哈哈大笑，得意之情溢于言表。
此时又轮到大老李不耐烦了，他挥挥手说：
“儿子，你说了这一堆有的没的，貌似没什么卵用啊！”
众人用古怪的眼神看向大老李，毫不保留的表达出了对于这个老粗的鄙视之意。
不等小小李说话，小王抢先插话道：
“怎么没用？咱们很多工业废水中，成分复杂，你要是不懂其中原理，就冒失的把两种废水互怼，那是很容易出事的！”
大老李却不以为意，轻蔑的说：
“无非就是产生一些沉淀物，大不了加PAC和PAM去除掉，能出什么事？”
不等小王反驳他，我也沉不住气了：
“大老李，你还是负责现场的，你这种思维可不行啊，小王说的没错，你要是不注意的话，真的会出事儿的！”
“我就举个例子吧，如果说一股水里面有HS⁻，一股水里面有HSO₃⁻，你敢互相混合吗？”
大老李挠挠头，想说能，又怕我挖坑，于是一副欲言又止的样子。
几秒钟后，他干脆转头看向了小小李，想请儿子来助阵。
打虎亲兄弟，上阵父子兵。
眼见老爹被难住了，小小李自然当仁不让，要提大老李解围了，冲着大老李就轻轻的点了下头。
大老李得到了儿子肯定的信号后，刚刚失去的信心又重新占领高地了。
只见他脖子耿耿着，嘴角努努着，七个不服八个不忿一百二十个不含糊的大声说道：
“能！”
我哈哈一笑，继续又问：
“那如果说一股水里面有HS⁻，一股水里面有H2SO₃的话，你还敢互相混合吗？”
大老李这次有些托大，没有寻求场外嘉宾的帮忙，就自作主张的回答了：
“当然也能！”
我哈哈一笑，手指大老李对着小小李说道：
“你这个老爹，什么都好，就是做事太鲁莽，你得好好劝劝他啊！”
小小李也是急得直跺脚，伸手拉了拉大老李的袖子，轻声说道
“老爹，你中计了，真按照胖叔所说，你恐怕就要出大事儿了！”
大老李不明所以，一脸困惑的看着自家儿子，想听他一个解释。
小小李长叹一声，说道：
“如果水中同时存在HS⁻和HSO₃⁻，是不会发生什么反应的。”
说完，他转身写下了两个方程式。
HS⁻+HSO₃⁻=S²⁻+ H2SO₃
HS⁻+HSO₃⁻=H2S+ SO₃²⁻
写罢，他用手指点白板说到：
“你看，第一个式子中，HS⁻是质子酸，HSO₃⁻是质子碱。”
“第二个式子则刚好相反，HS⁻变成了质子碱，HSO₃⁻变成了质子酸，对吗？”
大老李是不懂也装懂，反正深信自家儿子，他说啥就是啥，狂点头如小鸡啄米。
小小李接着说道：
“但很明显，H2SO₃的酸性强于HS⁻，H2S的酸性强于HSO₃⁻，这两个反应都成了弱酸制强酸，是不可能发生的。”
“所以就算你把这两种水互怼，也不会发生什么危险的反应。”
说完后，小小李轻咳一声，紧接着换了一幅严肃的面孔，郑重说道：
“但如果水中同时含有的是HS⁻和H2SO₃，要知道H2SO₃的酸性是强于H2S的，这俩一相遇，那必然会产生可怕的H2S！”
说完，小小李又转身写了一行方程式：
HS⁻+H2SO₃⁻=H2S+ HSO₃⁻
写完后，小小李哀叹一声，冲着大老李说道：
“老爹，这可是H2S啊，会要命的！”
“为了咱家着想，你以后在现场干活儿时，一定要小心小心再小心啊！”
一听是硫化氢，大老李也是一阵的毛骨悚然，刚才那股无所畏惧的架势，顿时消失的无影无踪。
我们大家伙也是沉默半晌。
我估计大家都想起来前几天开安全会时，分享的一个事故案例。
那个案例中，就是因为操作工人的疏忽，在芬顿工段调酸中，不知怎么的，忽的就倒下了。
等被人发现时，人早没了。
后来复盘事情经过，这才发现进了一股异常含硫的废水。
一调酸一搅拌后，就产生了大量挥发态的硫化氢，那位工人没有任何防备，就这么中招了。
所以说，人在一线，一定要注意安全！
扯得有点远了，咱接着说质子化的问题。
小小李给大家科普了一下高中化学知识后，大家纷纷感慨现在的年轻人真是了不得。
这帮孩子们不但把基础知识理解的这么透彻，甚至还能和实践相结合，果然是长江后浪推前浪，江山代有人才出啊。
不过小李解释了半天，说的仍旧是质子酸碱的基本理论。
那我们最开头所说的有机物挥发性质的改变，又有什么关系呢？
这个其实就很好理解了，很多有机物，例如胺类、吡啶、噻吩、酯类等，其实都是一类质子碱。
当其质子化后，形态和性质都会发生一些改变，例如极性、挥发性等等。
▲酯在酸性条件下的水解反应机理
当然了，由于并不知晓蒸发的那股原水中都含有什么物质，因此也没办法具体分析，到底是啥有机物质子化后，变得易挥发了。
有人说：
“这个好办啊，你去做个化学分析不就结了？例如液相色谱全扫分析！”
我们之所以不做，一是没必要，二是就算做了，最终的分析成分也不见得准确。
再加上氨氮和COD顶牛，那必保的也肯定是COD。
毕竟氨氮后续处理的方法比较多，不像COD，万一生化性不好，就成了老大难。
您各位觉得我说的在不在理儿呢？
好了，今天的日记内容就到这里了。
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最后，AAO工艺解析系列直播课，已经讲完了前18讲，分别是脱氮除磷的原理、设计、多级AO工艺深度剖析、SV30、微生物相、丝状菌膨胀等内容。
有原理有设计有实操，内容相当丰富，课时也长，平均每节课2h。
接下来咱们继续讲出水总磷、总氮、氨氮超标的分析和对策，以及代表未来发展趋势的自养脱氮工艺，例如厌氧氨氧化和硫自养反硝化等。
如果再算上我对于其他水处理工艺，包括物理、化学、生化、高级氧化、蒸发等工艺的讲解，目前已经更新了94节课，总课时超过了150h。
如此庞大的知识体系，足够你学上好几个月的了。
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