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一、適用場合

(1)適合于處理廢水中的重金屬離子(Hg、Pb、Zn、Ni、Cr、Cu)及某些非金屬(As、F、S、B)

(2)用于水質軟化，去除堿土金屑(如Ca和Mg)鹽和二氧化硅。

(3)廢水除磷。

二、基本原理    

    化學沉淀法是指向水投加某種化學藥劑，使之與水中的某些溶解物質發生直接的化學反應，形成難溶的固體物(沉淀物)，然后進行固液分離，從而除去水中污染物的一種處理方法。物質在水中的溶解度主要取決于物質和溶劑的本性，也與溫度、鹽效應、晶體結構和大小等有關。習慣上把溶解度大于1/100g的物質稱為可溶物，小于0.1/100g的稱為難溶物，介于兩者之間的，稱為微溶物。利用化學沉淀法處理水所形成的化合物都是難溶物。

水處理中常用的化學沉淀法有氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體沉淀法和其他化學沉淀法。常用的沉淀劑是石灰，其他如氫氧化鈉、碳酸鈉、硫化氫、碳酸鋇等也有應用。

化學沉淀法的工藝流程和設備與混凝法相類似，主要步驟包括：①化學沉淀劑的配制與投加；②沉淀劑原水混合反應；⑤固液分離，設備有沉淀池、氣浮池等；④泥渣處理與利用。

（一）氫氧化物沉淀法

水中金屬離子很容易生成各種氫氧化物，其中包括氫氧化物沉淀及各種羥基絡合物。

用氫氧化物沉淀法去除金屬離子時，沉淀劑為各種堿性物料，常用石灰、碳酸鈉、氫氧化鈉、石灰石、白云石、電石渣等。可根據金屬離子的種類、廢水性質、PH值、處理水量等因素來選用。石灰沉淀法的優點是經濟、簡便、藥劑來源廣，因而應用多，但石灰品質不穩定，消化系統勞動條件差，管道易結垢（CaSO₄、CaF₂）與腐蝕，沉渣量大且多為膠體狀態，含水率高達95％~98％，極難脫水。當處理水量小時；采用氫氧化鈉可以減少沉渣量。用碳酸鈉生成的碳酸鹽沉渣比氫氧化物沉渣易脫水。

（二）硫化物沉淀法

金屬硫化物比氫氧化物的溶度積更小，所以在水處理中也用生成硫化物的方法除去金屬離子。通常采用的沉淀劑有H₂S、Na₂S、NaHS、CaS₂、(NH₄)₂S、MnS、FeS等。有H₂S惡臭，又是一種無色劇毒氣體，因此使用時必須注意安全。

采用硫化物沉淀法處理重金屬廢水，去除率高，可分步沉淀，泥渣中金屬品位高．便于回收利用，適用pH值范圍大。但過量S^2-造成二次污染；當pH值降低時，可產生H₂S。有時金屬硫化物的顆粒很小．分離因難，此時可投加適量絮凝劑(如聚丙烯酰胺)進行共沉。

（三）碳酸鹽沉淀法

碳酸鹽沉淀法有3種不同的應用方式，適用于不同的處理對象：①投加難溶碳酸鹽(如碳酸鈣)，利用沉淀轉化原理，使水中金屬離子(如Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺等)生成溶解度更小的酸酸鹽而析出沉淀。②投加可溶性硝酸鹽(如碳酸鈉)，使水中金屬離子生成難溶碳酸鹽而沉淀析出。這種方式可去除水中的重金屬離子和非碳酸鹽硬度。③投加石灰，與水中碳酸鹽硬度生成難溶的碳酸鈣和氫氧化鎂而沉淀析出。這種方式可去除水中的碳酸鹽硬度。

（四）鋇鹽沉淀法

鋇鹽沉淀法僅限于含Cr⁶⁺廢水處理，采用的沉淀劑有BaCO₃、BaCl₂和BaS等，生成鉻酸鋇（BaCrO₄）。

鋇鹽法處理含持廢水要準確控制pH值。鉻酸鋇的溶解度與pH值有關，pH值愈低，溶解度愈大，對去除鉻不利，而pH值太高，CO₂氣體難于析出，也不利于除鉻反應進行。采用BaCO₃作沉淀劑時，用硫酸或乙酸調pH值為4.5~5.0，反應速度快，除鉻效果好，藥利用量少，而不用HCl，防止殘氯影響。采用BaCl₂作沉淀劑，生成的HCl會使pH值降低，pH值應控制高些(6.5~7.5)。

為了促進沉淀，沉淀劑常加過量，而出水中含過量的鋇，也不能排放，一般通過一個以石膏碎塊為濾料的濾池，使石膏的鈣離于置換水中的鋇離子生成硫酸鋇沉淀。

鋇鹽法形成的沉渣中，主要含鉻酸鋇，好回收利用。可向泥渣中投加硝酸和硫酸，反應產物有硫酸鋇和鉻酸，鉻酸的比例約為沉渣:硝酸:硫酸＝1:0.3:0.08。

（五）鹵化物沉淀法

(1)氯化銀沉淀法除銀  含銀廢水土要來源于鍍銀和照相工藝，加氯化物可以沉淀回收銀。氰化銀鍍槽中的含銀濃度高達13~45g/L，一般先用電解法回收銀，將銀濃度降至100~500mg/L，然后再用氯化物沉淀法，將銀濃度進一步降至幾mg/L，如果在堿性條件下與其他金屬氫氧化物共沉，銀濃度可降至0.1mg/L。當出水中氯離子濃度為0.5mg/L時，理論計算的銀離子大濃度為1.35mg/L。氯濃度越高，銀濃度越低。但氯離子過量太多時，會生成AgCl₂^-絡離子，使沉淀又重新溶解。

廢水中含有多種金屬離子時，調pH值至堿性．同時加氯化物，則其他金屬離子形成氫氧化物沉淀，銀形成氯化銀沉淀。用酸洗沉渣，將氫氧化物沉淀溶出，僅剩下氯化銀，實現分離和回收銀。鍍銀廢水中常含氰，一般先加氯氧化氰，放出的氯離子又可以與銀生成沉淀。據報道，當銀和氰重量相等時，投氯量為3.5mg/mg（CN^-），氯化10min后，調pH至6.5，氰*氧化，再加氯化鐵，以石灰調pH至8，沉淀分離后出水銀由初的0.7~40mg/L降至幾乎為0。

(2)氟化物沉淀法  當廢水中含有比較單純的氟離子時，投加石灰．調pH值至10~12，生成CaF₂沉淀，可使氟濃度降至10~20mg/L。若水中還含有其他金屬離子，由于吸附共沉淀作用，可使氟濃度降至8mg/L以下。如果加石灰的同時，加入磷酸鹽(如過磷酸鈣、磷酸氫二鈉)，則與氟形成難溶的磷灰石沉淀。當石灰投量為理論量的1.3倍，過磷酸鈣投量為理論量的2~2.5倍時，可使氟濃度降至2mg/L。

（六）鐵氧體沉淀法

廢水中各種金屬離子形成不溶性的鐵氧體晶粒而沉淀的方法稱為鐵氧體沉淀法。鐵氧體是指一類具有一定晶體結構的復合氧化物，它不溶于水，也不溶于酸、堿、鹽溶液，具有高的導磁率和高的電阻率(其電阻比銅大10¹³~10¹⁴倍)，是一種重要的磁性介質。

鐵氧體沉淀法具有以下優點：①能一次脫除廢水中的多種金屬離子，出水能達到排放標準；②設備簡單，操作方便；③硫酸亞鐵的投量范圍大，對水質的適應性強；④沉渣易分離、易處置(回收利用或貯存)。

缺點是：①不能單獨回收有用金屬；②需要消耗相當多的硫酸亞鐵；一定數量的氫氧化鈉及熱能，處理成本較高；③出水硫酸鹽濃度高。用鐵氧體沉淀法處理廢水的工藝流程見圖4-9。

（七）磷酸鹽沉淀法

含可溶性磷酸鹽的廢水可以通過加入鐵鹽或鉛鹽生成不溶性的磷酸鹽沉淀除去，加入鐵鹽除去磷酸鹽時會伴隨如下過程發生：①鐵的磷酸鹽[Fe(PO₄)_x(OH)_3-x]沉淀；②在部分膠體狀的氧化鐵或氫氧化物表面上磷酸鹽被吸附。③多核氫氧化鐵(Ⅲ)懸浮體的凝聚作用，生成不溶于水的金屬聚合物。

利用加入FeCl₃•6H₂O、FeCl₃+Ca(OH)₂、AlCl₃•6H₂O和Al₂(SO₄)₃•18H₂O來處理含磷酸鹽廢水已經進行了研究并用于實際的生產。

圖4-9  鐵氧體沉淀法處理含鉻廢水

1-反應槽；2-清洗槽；3-泵；4-清水池；5-調節池；6-廢渣池；7-離心脫水；8-烘干

沉淀劑的加入量根據亞磷酸的總量來調整．即以亞磷酸對鐵或對鋁的化學比為基礎。如果加入的FeCl₃或AlCl₃水合物的化學計量比為1.5，則可去除90％以上的磷酸鹽，加入2倍化學計量的Al₂(SO₄)₃•18H₂O也可以得到同樣的結果。利用FeCl₃•6H₂O +Ca(OH)₂組成的混合沉淀劑，用0.8倍化學計量的鐵與100mg/LCa(OH)₂，可將廢水中的磷酸鹽去除90％以上，此種沉淀法的沉淀物可用作肥料。

pH對沉淀劑有影響，當用鐵鹽來沉淀正磷酸鹽時，好的反應pH值是5；當用鋁鹽作沉淀劑時，pH為6；而用石灰時，pH在10以上。這些pH也與相應的純磷酸鹽的小溶解度一致。

也可以采用其他一些鹽作沉淀劑。工業上采用連續沉淀工藝，可使廢水中殘留磷酸鹽達到4ug/L。