废水调节pH加药量计算及调节后TDS变化

2024-12-16 16:21 宁夏

对废水调节pH与对纯水调节pH不同，因为废水中存在碳酸化合物，在调节pH时，起到缓冲作用。如果按照纯理论计算需要增加或减少的氢离子浓度或氢氧根离子浓度，那等于把废水理想化为纯水，所得到的加酸或加碱量很少，计算结果没有任何实际意义。同时，在废水零排放领域，化学软化需要加碱、软化后又需要加酸，这可能会导致废水TDS的大幅度变化。加药量的准确计算可以保证生产运行稳定、避免不必要的药剂浪费，准确预测废水TDS的变化，是反渗透的设计选型、蒸发结晶设计选型、运行成本估算的重要依据，本文分享废水调节pH加药量及调节后TDS变化的简捷计算方法，供水处理人士参考。

一、调节pH加药量计算

1.废水调节pH原理

废水中的碳酸化合物存在两级电离，电离平衡如下所示。

从以上两式可见，对废水加酸调节pH，实质是将废水向pH降低方向调整，即水中的氢离子浓度增加，第一步电离向左进行，最终表现在CO2浓度升高；对废水加碱调节pH，实质是将废水向pH升高方向调整，即水中氢离子浓度降低，两步电离均向右进行，最终表现在CO2浓度降低。因此，计算调节pH的加药量本质是计算二氧化碳浓度变化。

2.加药量计算方法

在化学上，我们用电离平衡常数描述弱电解质在一定温度下的电离能力，我们将上述两级电离的平衡常数分别用K1、K2表示；我们用酸度系数反应水中酸的强度，我们将上述两级电离的酸度系数分别用pK1、pK2表示。

很多教科书中利用下两式计算K1、K2，该方法除需要用盐酸指示剂法滴定出水中碳酸氢根和碳酸根含量，还需要检测水中的氢离子和二氧化碳浓度，需具备一定的分析化验条件，且分析化验工作量也较大，不便于使用。

为了简化工作流程，在我们只要知道水温t（℃）的情况下，即可以通过以下两式计算K1、K2。

上式看似复杂，实则为10的多少次方计算，编辑至excel表格后，使用起来可以一劳永逸，每次填入水温，就可得到计算结果。根据求得K1、K2后，按以下两式求酸度系数。

酸度系数是不随着pH的变化而变化的，是一个常数，因此，我们可以利用其计算加酸量或加碱量，pK1用于计算加酸量，pK2用于计算加碱量。。

在加酸调节pH时，我们需要根据盐酸滴定分析检测的碳酸氢根浓度，计算出调节pH前水中的二氧化碳浓度，如下式所示。

式中：[CO2]R为加酸前水中CO2浓度，mmol/L（乘以44后单位即可换算成mg/L），需要注意的是，pH≥10时，CO2几乎为0，可按0计算；[HCO3-]R为加酸前水中HCO3-浓度，mmol/L（如化验分析结果的单位是mg/L，则除以61后单位即可换算成mmol/L；如化验分析结果是以CaCO3计的mg/L，则除以100即可换算成mmol/L）；pHR为加酸前水的pH值。

之后，再计算出调节pH后水中的二氧化碳浓度，如下式所示。

式中：[CO2]a为加酸后水中CO2浓度，mmol/L；pHa为加酸后水的pH值。

最后，根据下式计算出100%HCl或100%H2SO4的加药量。

举例说明：将水温为20℃、水质为下表中数据的水，pH由9.2调节至6.5，计算需要32%盐酸或98%硫酸的量。

首先计算电离平衡常数K1=0.000000406，然后计算酸度系数pK1=6.39，而后可计算出调节pH前水中的二氧化碳浓度[CO2]R=0.00485 mmol/L，再计算出调节pH后水中的二氧化碳浓度[CO2]a=1.36792 mmol/L，进一步得到需要100%HCl的量为49.75 g/m³或100%H2SO4的量为66.79 g/m³，最后换算成相应药剂浓度的投加量为32%盐酸为155.48 g/m³或98%硫酸68.15 g/m³。

二、TDS变化计算方法

以加盐酸调节pH为例，水中存在下式反应及数学关系。

则可求得x=83.14 mg/L；y=59.97 mg/L；z=48.39 mg/L，即加酸后，水中碳酸氢根减少至190.41-83.14=107.27 mg/L=2.44 mmol/L、二氧化碳增加至0.00485×44+59.97=60.18 mg/L=1.37 mmol/L、氯离子增加至500.00+48.39=548.39 mg/L=15.45 mmol/L，水质参数变为下表所示数值。

水中TDS可按下式计算。

经计算，调节pH前水的TDS为3226.56 mg/L、调节pH后水的TDS为3315.69 mg/L，即调节pH后，水的TDS上升89.13 mg/L。

水处理科技学报

分享水处理工艺设计方法和运行调控措施，报道水处理前沿技术。欢迎水处理人士来稿，稿件内容可为运营中遇到的技术难题、运行经验总结、技改技革案例、技术研究综述等。

最新文章

混凝剂对污泥产量的影响

过滤池（器）反洗水量的确定方法

沉淀池、浓缩池、澄清池面积确定方法

离子交换树脂污染与防治

蒸发结晶换热器总传热系数计算

自清洗网式过滤器设计

保安过滤器滤芯结构与设计

水质分析数据准确性的校核

外压与内压管式超滤的比较

介质过滤中滤料的选择与设计

离子交换树脂物理与化学性能

循环冷却水系统pH预测及调整计算

反渗透膜壳与管道设计选型方法

反渗透段间增压作用及设计方法

反渗透高压泵设计及其与膜通量的关系

阀门选用步骤和设计计算

纳滤适用性及多级串并联浓盐水分质浓缩设计

混凝池搅拌器设计

蒸发结晶真空泵设计

生物接触氧化法去除饮用水硝酸盐设计与运行

反渗透浓水回流应用与设计方法

蒸发结晶强制循环泵选型与设计

循环冷却水系统水平衡计算

除碳器设计与运行注意事项

MVR原理及蒸汽压缩机选型与设计

反渗透浓差极化现象与回收率设计

折点加氯原理及药剂用量计算

曝气器选型与设计

超滤膜化学清洗条件判定计算及实际应用方法

循环冷却水阻垢缓蚀剂配方选择及加药量计算

化学除磷加药量计算

反渗透膜硅结垢分析计算与化学清洗

废水调节pH加药量计算及调节后TDS变化

污泥压滤脱水设计与运行注意事项

药剂计量箱搅拌器选型与设计

反渗透阻垢方法与药剂投加量计算

蒸发结晶换热器选择与传热面积计算

反渗透膜选型

除硅工艺设计

生化系统加药量计算

污水处理设计—溶气气浮运行主要控制参数

污水处理设计—生化池需氧量简捷计算方法

工业废水处理设计—软化加药量简便计算

金属材料耐腐蚀性能数据表

水泵扬程与配管参数设计

工业废水处理设计—超高压卷式反渗透设计

工业废水处理设计——除氟工艺设计

污水处理设计——SBR设计

污水处理设计——UASB反应器设计

污水处理设计——水解酸化反应器设计

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉