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污水处理技术及工程应用

( 一)石灰稳定的基本原理

１ 化学反应
在石 灰 稳 定 工 艺 中 有 大 量 化 学 反 应 发 生,主 要 是 CaO 和 H ２O 反 应 生 成
Ca ( OH ),同时产生热量.主要的反应过程如下:
２
２＋ 热量
CaO＋H ２O →Ca ( OH )
p H 酸碱度表示溶液的强度,即溶液的酸碱强度.在石灰稳定法中, H 必
p
须保持在高水平足够长的时间,以防止或显著延迟由加臭剂和细菌污染源产生的
微生物使污泥中的微泡失活.
石灰稳定过程中的化学反应尚未完全了解.在污泥中,石灰与有机和无机离

子之间可能发生的反应如下:
２＋ －
Ca ＋２HCO ３ ＋CaO → ２CaCO ３＋H ２O
３－ ＋ ( )
２PO ４ T＋６H ３CaO →Ca ３ PO ４ ３＋３H ２O
CO ２＋CaO →CaCO ３
有机酸 ( RCOOH ) ＋CaO → ( RCOO ) Ca＋H ２O
２
→ 脂肪酸
脂肪 ＋CaO
污泥通过上述反应降低了最终产品中有机物和磷的含量.如果添加的碱不
足, H 可能会降低.理论上,可以计算将 p H 提高到目标值所需的碱量,但这
p
些计算通常不可靠.同时,石灰还有以下其他反应:
( １ )污泥中恶臭物质的分解
气味物质通常是含氮、含硫有机化合物、无机化合物和一些挥发性碳氢化合
＋ )、有机氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐
物.污泥中的含氮化合物包括可溶性氨 ( NH ４
氦,它们在碱性条件下转化为氨气. H 越高,碱稳定污泥的释放量越大.
p
( ２ )中和酸性土壤
碱稳定污泥可替代农用石灰,调节土壤 p H ,使其接近中性,从而提高土壤
生产力.
( ３ )重金属同化
污泥碱的稳定高 p H 可导致水溶性金属离子转化为不溶性金属氢氧化物.
２ 发热
当向污泥中加入石灰时,石灰与水发生反应,释放出１１４２J / 的热量;在存
g
在二氧化硅、铝和铁氧化物的情况下,这些物质也会与石灰发生放热反应;污泥
分解和空气产生的石灰与石灰反应释放４３３００cal / ( mL ).然而,由于污泥和
g
空气中 CaO 浓度较低,反应速度远慢于 CaO 和H ２O .

２ ２ ２