醋酸钠在污水处理中起什么作用

低浓度含硫酸钠和碳酸钠的废水(以Na2O计废水中的含钠量为0.5~10g/L)是工业常见废水之一，如化工冶金工业生产过程中常用硫酸或碱(氢氧化钠或碳酸钠)进行pH值调整，即会产生较大量的硫酸钠稀溶液。这类废水难以回用，也达不到废水外排的国家标准(以Na2O计废水中的含钠量小于0.5g/L允许排放)，如直接排放，渗入地下长期积累，会造成土地盐碱化，并使地下水源中S042_含量逐年增加，为此必须妥善处理后才能排放。

目前含钠盐废水处理的工艺主要有:钡盐/钙盐法、膜法、浓缩蒸发法和生物法等。钡盐/钙盐法药剂耗量大，成本高；膜工艺法在处理矿坑水等低盐水方面有优势，但对于高浓度盐水，存在渗透压过大和产水率过低的问题，经济性较差；浓缩蒸发法是将硫酸钠浓缩成晶体后再出售或进一步处理，是目前废水达标处理的常用工艺，但当硫酸Na+浓度低时能耗大、运行费用高。

对的。

乙酸钠算是脱氮效率较高的碳源，但是乙酸钠使用后会引入无机盐，增加废水含盐量；同时，低温条件下乙酸钠极易结晶，很难再溶解，这势必会造成管道设备结垢，且异味大，投加不便。

醋酸钠的通常制备方法

在实验室中，通常用15%～40%的稀醋酸，加入适量纯碱或烧碱发生中和作用，然后将反应后的溶液蒸浓，醋酸钠即结晶而出，反应式如下：

Na2CO3＋2CH3COOH→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑

NaOH＋CH3COOH→CH3COONa＋H2O

在实验室制备为：

CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O

重量比：60.04 40 需要考虑液体中主要浓度，实验室用，不要考虑用碳酸钠脱酸反应，直接考虑为醋酸与氢氧化钠反应。会有刺激性气味产生。需在抽气环境下进行。此反应为放热反应。氢氧化钠应考虑分批多次加入。应在冷水浴中进行，反应容器中需考虑温度，加入温度计，温度控制在60度下，氢氧化钠投加速度与温度想结合。本反应可能存在多种反应存在，以及杂质参与反应。因醋酸价格远低于氢氧化钠，工业生产考虑过量醋酸，醋酸比氢氧化钠多质量在5%。同时考虑此反应为酸碱反应，可以利用PH值判断反应终点。在反应溶液中，投加小试纸片，用以观察反应完成情况。

H2COOH+NaOH→H2COONa+H2O

2CH3CHO→ CH3CHOHCH2CHO（β—羟基丁醛）

CH3CHOHCH2CHO→ CH3CH=CHCHO (α，β—丁烯醛)+H2O

由于烧碱的引入 ，具有α氢原子的乙醛经过羟醛缩合生成β—羟基丁醛，β—羟基丁醛脱水生成α，β—丁烯醛，乙醛还可以与α，β—丁烯醛继续进行羟醛缩合、脱水，最后生成分子量较高的树脂状物质。该反应生成的树脂状物质对产品外观有一定的影响，应通过过滤等方法除去。

醋酸废水中的杂脂在烧碱存在下还有如下副反应发生：

RCOOR'+NaOH→RCOONa+R'OH式中R，R'为烷基。

醋酸钠结晶主要考虑为浓缩结晶，同时应考虑结晶水的存在，浓缩不宜太高，达到一定程度后，应考虑离心工艺。实验室为直接真空抽滤去水。

乙酸钠和硝氮反应。

当整个溶解氧含量增加到1.5mg/L时，氨氮去除率高，能否达到95%。而且在该种条件作用下，硝化反应的速度会持续提升，并产生大量的亚盐，此时，反应体系之中的硝氮含量提升度同样十分可观。但从实际过程中可以看出，虽然整个反应体系之中的富氧区和缺氧区得到了有效分离，但随着溶解氧含量的降低，硝氮去除率也会出现降低，当溶解氧含量降到1.2mg/L时，氮的去除率将会降低到80%左右。

乙酸钠作为污水处理厂外加碳源的应用，包括以下步骤

1）将工业污水在调节池中调节ph值，再调节ph值后的工业污水在沉淀池进行沉淀；

2）将沉淀后的工业污水输送至微生物培养池进行微生物氧化处理，在输送过程中加入乙酸钠作为微生物的碳源；

3）将微生物氧化处理后的工业废水进行第二次沉淀处理，得到清水流出。从而解决了甲醇作为碳源的易燃易爆问题，且成本比甲醇、淀粉、葡糖糖等成本低。

21.5g。醋酸钠又名乙酸钠化学品名三水合醋酸钠，分为固体58-60含量 液体20-25的含量，规格不同用途也不同。醋酸钠的溶解度是21.5g。醋酸钠是一种酸碱合成的有机物，主要用作于污水处理厂的厌氧池培养菌，利用AAO生物法从而达到降解总氮氨氮硝态氮等，去除水里其他有害物质，从而达到饮用水级的处理标准。

调节酸碱度用石灰和盐酸居多；

投加碳源用乙酸钠、工业葡萄糖居多；

混凝沉淀用PAC居多，也有用铁盐；

污泥处理用PAC，PAM居多；

处理重金属离子药剂成分繁杂且保密，有螯合物、硫化物等；

出厂水消毒多采用次氯酸钠、二氧化氯。

B极反应式：CH3COO- -8e+ 2H2O=2CO2+ 7H+ 这是基于微生物吸入O2呼出CO2而得到反应产物。而H2O+O2是由溶液中氢氧根放电 4OH- -4e=2H2O+O2得到。这个过程从另一个角度看是CH3COOH中的平均零价的C失4个电子，变成CO2中的C的+4价，配平后共失8个电子，即-8e.

A极区 由PH值=4到PH=1，表示转移了0.1-0.0001 mol的H+ (0.0001被近似约掉) 即转移了0.1mol的H+

A极反应 Cl－X－OH + 2e－ + H+ ="==" X－OH + Cl－ (自己脑补苯环X 位置吧)

2e1

X=0.2e 0.1

计算得出 转移给了A极 0.2mol电子, AB两极电子转移数一致

再代入B极反应式

CH3COONa -8e+ 2H2O=2CO2+ 7H+

82克/摩尔 8e

?=2.05 克 0.2e

即0.2/8 mol*82 =醋酸钠被处理的质量2.05克

8.3 污泥的厌氧消化厌氧消化法：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气（biogas），是污泥得到稳定。8.3.1 厌氧消化的机理 (间歇实验)二阶段理论：产酸阶段----产甲烷阶段 四阶段理论：水解、酸化、酸退、甲烷化根据参与甲烷发酵的不同营养类群微生物对基质的代谢厌氧降解过程分为三个阶段：三阶段理论：Toerien et al (1970）Substrate flow in anaerobic digestion, 5th International Conference on water pollution research, San Francisco,CA. 书上:Bryant 1979H2单糖 VFA CO2 H2 4H2+CO2 CH4+2H2O复杂有机物较高级的有机酸 CH4methane水解与发酵 H Ac2CH3COOH2CH4+2CO2(水解与发酵菌)乙酸 Acetic acid细菌 原生动物 生成乙酸与脱氢生成甲烷真菌(产氢产酸菌) (产甲烷菌)第一阶段 第二阶段第三阶段(纤维素分解菌产氢产乙酸菌甲烷杆菌 球菌碳水化合物分解菌 CH3CH2COOH+2H2O---CH3COOH+3H2+CO2

蛋白质分解菌，脂肪分解菌)产酸菌是兼性厌氧菌和专性厌氧菌，对PH，VFA，温度变化适应性强，增殖速度快；甲烷菌是专性厌氧菌，PH=6.4-7.4，对PH，VFA，温度变化敏感，增殖速度慢。产甲烷阶段的能量分析: (以乙酸钠为例)在好氧消化时:C2H3O2Na+2O2 NaHCO3+H2O+CO2+848.8 KJ /mol在厌氧消化时:C2H3O2Na +H2 ONaHCO3+CH4+29.3 KJ /mol在底物相同的条件下,厌氧消化产生的能量仅是好氧消化的1/20 – 1/30.这些能量大部分都用于维持细菌的生活,而只有很少能量由于细胞合成.(这就是厌氧法产生剩余污泥量少的缘故)虽然厌氧消化过程是要经历多个阶段,但是在连续操作的厌氧消化反应器中这几个阶段同时存在,并保持某种平衡状态.8.3.2厌氧消化动力学 （与好氧相似）甲烷发酵阶段是厌氧消化速率的控制因素。动力学方程式：有机物降解 细菌增殖 有机物浓度与污泥泥龄的关系：8.3.3厌氧消化池工作原理与影响因素 Gas Gas进泥进泥上清液 出泥加热出泥标准负荷厌氧消化池　高负荷厌氧消化池在厌氧消化池中3个阶段同时存在，甲烷发酵阶段的速率最慢，因此甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制因素，影响厌氧消化池正常工作的主要因素如下：

1、温度中温（30-350C）与高温 （50-550C）mesophilic and thermophilic中温消化：负荷=2.5-3.0 产气量 1-1.3 m3/m3 d,消化时间 20d ,灭菌率低 高温消化:负荷=6-7kg/m3.d ,产气 3-4 ,消化时间 10 d.灭菌率99%（消化时间：产气量达到总量的90％所需时间）2、生物固体停留时间( SRT)与污泥投配率 完全混合消化池的水力停留时间等于污泥龄（无回流，有搅拌，完全混合）泥龄的表达式与活性污泥法相同SRT＝池中总生物量／每日排出的生物量从动力学知道有机物降解是污泥泥龄的函数，泥龄＝水力停留时间，所以以水力停留时间设计消化池．消化池的水力停留时间以污泥投配率的倒数表示：式中：V‘=每日投配的新鲜污泥量，m3/dV=消化池的有效体积，m3n—污泥投配率， %。 1/n 是水力停留时间 ，d。n. , VFA , pH ,biogas ,digestion worsen. ,, VFA , pH ,biogas ,digestion welln=5-8% for mosephilic digestion of sludge, HRT= 20-12.5 d3、搅拌和混合 细菌与底物的混合泵混合，水射器，消化气搅拌，混合搅拌4、营养与C/N 比C/N= 10-20：1 C一为反应过程提供能源，二为合成新细胞（5：1）C5H7NO3C/N ，氮不足，消化液缓冲能力低，PH ；C/N 太低，N　 ；PH ，铵盐积累，会抑制消化5、氮的守恒与转化保持N平衡，有机N ，NH3 ，N2，细胞N6、有毒物质

重金属离子对甲烷消化的抑制（表8-15）阴离子的毒害作用：SO2-4+8H+ S2-+4H2OSO2-4 5000mg/L H2S的腐蚀作用氨的毒害作用：NH3+H2O NH+4+OH- NH4HCO3 ，PHNH+4（离子态） 150mg/L7、酸碱度、PH和消化液的缓冲作用水解发酵与产酸阶段：PH=5-6.5甲烷菌适应的PH=6.6-7.5（甲烷菌对PH非常敏感）消化液的缓冲方程式:H++HCO-3 H2CO3PH=- lgK’+lg(HCO-3)/(H2CO3)保持足够的碱度(2000mg/l),使其有足够的缓冲能力.8.3.4厌氧消化池池形和构造1、池形：圆柱形 蛋形P3612、构造：污泥投配、排泥与溢流系统沼气排出、收集与储存设备（0.35m3CH4/kgBOD；10-15m3/m3污泥；1-1.3 m3/m3池容）搅拌系统：沼气搅拌，泵循环搅拌，水射器搅拌，机械搅拌，联合搅拌加温系统：散热量与供热量计算，加热方式，锅炉选择8.3.5消化池工作方式标准负荷消化池 （无搅拌）高负荷消化池 （完全混合）两级消化工艺：减少耗热量，减少搅拌能耗，熟污泥含水率低。一级：二级= 3：1 –2：1—1：1 （一级有搅拌、加热；二级无搅拌，利用余热消化，兼做浓缩池，排除上清液）消化前8-10 天产气量占80%）两级消化不减少池容,两级池子总池容等于一个单级消化池.污泥----一级消化池 ----二级消化池---后处理（一级消化池容大于二级消化池容）两相消化新工艺，phases，酸化（水解与发酵，产氢产乙酸2个阶段）与甲烷化分别在最佳的环境中进行（PH），水解酸化速率很快，停留时间 1d（投配率100%）；第二相消化池投配率15-17% 停留时间6-6.5 d

CO2，H2 CH4，CO2Acidification Methanogenesis（使厌氧生化反应的各阶段处于最优条件下运行，系统处理效率高，总池容小，加温和搅拌能耗少，运行管理方便，消化更彻底）8.3.6消化池的运行管理污泥培养与驯化方式：逐步、一次培养运行时检测指标：产气率，污泥含水率，VSS，有机物降解程度，VFA，总碱度，NH3控制参数：搅拌强度，排泥量，沼气气压（1000-2000Pa）。8.3.7污泥好氧消化机理：污泥的好氧内源呼吸C5H7NO2+7O2 5CO2+3H2O+H++NO-3 适用小泥量；特点：无臭，有机物降解程度高，上清液COD低，运行管理简单，缺点：能耗大，无沼气利用。思考题：1.在一般的消化池中，能不能观察到明显的污泥消化的3个阶段？为什么？2.试述污泥厌氧消化的3阶段理论。3.扼要讨论影响厌氧消化的主要因素。4.比较污泥厌氧消化和好氧消化的优缺点。5.试述厌氧消化池的搅拌作用和方式。沼气利用：沼气成分见表8-17，P376消化池加温，发电，民用8.6污泥的干化与脱水浓缩池-----消化池----排泥（95-97%）浓缩池直接排泥-----（95-97%）-----干化或机械脱水---最终处置一、污泥自然干化人工 与自然滤层干化场人工滤层干化场：干化场脱水特点及影响因素：靠渗透、蒸发、与人工撇除脱水。渗透----85%（2-3d）-----蒸发 ---75%（1-数周）如果有降雨要考虑减去污泥吸收的雨量（盖盖的不计）影响因素：气候（降雨、湿度、风速、年冰冻期）污泥性质：消化污泥易脱水；生污泥较难渗水干化场设计：计算干化场面积----面积负荷（m3/m2 a）（m/年）=1-1.5 m/年(生污泥)/ 5 m/年(消化污泥)

污泥塘:半年-1年(0.5-1.0 m)二、机械脱水（一）机械脱水前的污泥调理（节）污泥中的固体物质主要是胶体微粒，与水的亲和力很强（负电荷），若不作适当的预处理，脱水将非常困难。在污泥脱水前进行预处理，是污泥粒子改变物化性质，破坏污泥的胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善其脱水性能，这个过程称为污泥的调理或调节或调质。常用调理方法：化学加药、热处理、冷冻、等。最常用是化学加药调理（调节）：化学加药调理：在污泥中加入混凝剂、助凝剂等，使污泥凝聚，提高脱水性能。（聚丙烯酰胺PAM）1%。投药量与污泥性质有关---污泥比阻。（表8-20 ）污泥比阻：比阻的物理意义是单位干重泥饼的阻力，比阻越大，污泥越难过滤，其脱水性能越差。 （适当值：（0.1-0.4）10-9 S2/g（二）机械脱水的方法与基本原理方法：真空吸滤、压滤和离心脱水原理：靠过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制分离。推动力：1）污泥本身厚度的静压（如干化场）2）过滤介质一面的负压（真空吸滤法）3）加压污泥把水分压过介质（压滤）4）离心力（离心脱水）过滤基本方程P386第一项克服滤饼阻力；第二项克服过滤介质的阻力。式中：r—比阻，通过污泥脱水实验确定。做 t/V—V直线。求出比阻r（三）机械脱水方法：真空过滤脱水机 （60-80%）压滤脱水机：板框压滤机（使污泥在压力下通过滤板滤布）（45-80%）带式压滤机（把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水）（78-85%）离心脱水机（80-85%）设计中根据产品样本选用设备。---污泥的干燥与焚烧干燥：进一步降低污泥含水率20%----干燥器---肥料焚烧：不能做为农肥时（或含有毒）---焚烧：焚烧炉---污泥堆肥污泥堆肥是有机物的好氧发酵的产物。在有氧的条件下，利用嗜温菌、嗜热菌的作用，使污泥中水分及大量有有机物质好氧分解。

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8.3 污泥的厌氧消化

厌氧消化法：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气（biogas），是污泥得到稳定。

8.3.1 厌氧消化的机理 (间歇实验)

二阶段理论：产酸阶段----产甲烷阶段

四阶段理论：水解、酸化、酸退、甲烷化

根据参与甲烷发酵的不同营养类群微生物对基质的代谢厌氧降解过程分为三个阶段：

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三阶段理论：Toerien et al (1970）Substrate flow in anaerobic digestion, 5th International Conference on water pollution research, San Francisco,CA. 书上:Bryant 1979

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