第二章 化学处理工艺
2.1 中和处理工艺
工业酸碱废水排放还是很普遍的。化工厂、电镀厂等排放的废水都呈酸性特点，包含无机酸和有机酸。浓度差别也比较大，有的 pH 值可达到 2 以下。炼油厂、造纸厂等排出的废水则呈碱性特点。中和就是通过加酸或碱使废水 pH 值达到中性左右。处理酸性废水，可以用碱或碱性氧化物。处理碱性废水时，通常以酸或酸性氧化物为中和剂[15]。
2.1.1 作用机理
中和处理通常用于以下几种情况：（1）水生生物大多在中性环境生存，工业废水的排放严重影响了水体的 pH 值，破坏了它们的生存环境。所以，在排放前要进行处理；（2）酸或碱具有腐蚀性，传输过程肯定会对管道有影响。所以，排入管网之前，要进行处理；（3）在化学处理或生物处理前，对酸性废水或碱性废水进行处理，因为有的化学处理法（如混凝、除磷等）要求 pH 值处于某个最佳值，pH 值在 6.5~8.5 对生物细菌来说是最佳的，在这个范围里可以发挥自身的特性，吸收、积累、分解、转化废水中的污染物，降低污染物浓度，变有毒为无毒，最终达到排放标准。
2.1.2 处理工艺
工业废水中所含酸（碱）相差很大，因而处理方法有所不同，各有特点，主要有以下几种[19]：（1）酸碱废水相互中和方法简单，成本低。两股废水相互中和，通常是在混合反应池内进行，反应池中设有机械搅拌器。因为是两种废水，在相互混合中和反应时，水量和浓度难以保持稳定，所以会给操作控制带来困难。为了解决此问题，一般在混合反应池前设有酸碱均质池，目的是尽量减小或控制废水中各项指标的波动，以提供后期处理过程的最佳条件。（2）投药中和分干投法和湿投法两种方式，是应用十分广泛的一种方法。干投法是直接投加，在管道内部与之混合反应，随废水一同进入反应池中；而湿投法则是先将中和剂溶于水中，再加入到反应池中。投药中和法的优点还是很多的，它既可处理任何浓度、任何性质的废水，也能处理含有较多悬浮杂质的废水；不但对水质、水量的波动适应性强，而且提高了中和剂的利用率，使中和过程更容易调节。不过缺点是药剂配置及投加设备较多，劳动条件较差，基建投资较大。
第二章 化学处理工艺 ...........................9
2.1 中和处理工艺.................................................9
2.2 除金属离子工艺........................12
第三章 化学过程数学.........................15
3.1 中和处理过程建模..................................15
3.2 除金属离子过程建模......................................26
3.3 模型计算与校验........................................30
第四章 仿真软件设计........................43
4.1 仿真软件开发环境......................................43
4.2 软件设计思想与...........................................43
4.4 软件组成及功能...............................................47
第五章 仿真实例与................................55
5.1 废水水质及设备.........................................55
第六章 结论与展望
6.1 结论
本文首先介绍了化学处理技术中的中和处理法和金属离子沉淀法，分别从作用机理和处理工艺两方面介绍，接下来分别进行建模研究并测试，验证了正确性，然后开发了仿真软件，具体结论如下。
（1）研究建立了中和通用模型。通过对强酸强碱、弱酸强碱、强酸弱碱、弱酸弱碱的模型推导，最终推导了中和通用模型，对各类型的工业废水模型进行定量和定性测试，验证了模型的正确性，模型通用性较好。
（2）研究建立了除金属离子模型。根据金属离子的化学特性，建立了氢氧化物与硫化物沉淀模型，并将前者与中和模型结合起来。最后通过对三种金属离子的去除测试案例验证了模型的正确性。
（3）以模型为基础，开发了仿真软件。能够体现化学处理工艺过程，具有良好人机界面，操作方便，可以进行教学实验和仿真培训。
（4）仿真软件可以提供控制接口，通过内部调用 PID 控制器模块，外部与西门子 PCS 7 相连实现了对变量的控制。
