碳酸鈉的性質(zhì)
碳酸鈉的分子式:Na 2 CO 3
分子量/摩爾質(zhì)量:105.9888g/mol
密度:2.54g/cm
沸點:1,600°C
熔點:851°C
碳酸鈉的化學性質(zhì)
1.無水碳酸鈉對熱穩(wěn)定。它在852°C熔化而沒有分解。
2.碳酸鈉水溶液由于水解而釋放出OH-(aq)離子,呈弱堿性。
Na2CO3(s) + 2H2O(l) → H2CO3(aq) + 2Na+(aq) + 2OH–(aq)
3.碳酸鈉水溶液從空氣中吸收二氧化碳,形成碳酸氫鈉。
什么是無水碳酸鈉?
水合碳酸鈉的分子式為:Na2CO3.nH2O。加熱后,水合碳酸鈉完全分解成水和無水碳酸鈉Na2CO3。
4.碳酸鈉做什么用的?
碳酸鈉作為軟水劑,食品加工助劑,pH調(diào)節(jié)劑;化學游泳池和電解質(zhì)也是碳酸鈉的主要用途。
碳酸鈉是一種無機化合物,又被人們稱為純堿,是化學及工業(yè)中的重要原材料。碳酸鈉的主要用途有:降低玻璃的熔點和增加玻璃的透明度、制造肥皂、提高紙張的白度和強度、增加染料的親和力和色牢度、制造化學品和藥物、防止食品變質(zhì)或霉變等
糖原是由多個葡萄糖組成的帶分枝的大分子多糖,是胞內(nèi)糖的貯存形式。如上圖所示聚磷菌中糖原在好氧環(huán)境下形成,儲存能量在厭氧環(huán)境下代謝形成為PHAs的合成的原料NADH并為聚磷菌代謝提供能量。所以在延遲曝氣或者過氧化的情況下,除磷效果會很差,因為過量曝氣會在好氧環(huán)境下消耗一部分聚磷菌體內(nèi)的糖原,導致厭氧時形成PHAs的原料NADH的不足。
紡織工業(yè):碳酸鈉可以用于印染布料,增加染料的親和力和色牢度。
碳酸鈉可以中和布料上的酸性物質(zhì),使其呈堿性,有利于染料的滲透和固著。碳酸鈉還可以作為軟水劑,去除水中的鈣、鎂等鹽,防止染料沉淀或變色。
弗斯特利普除磷工藝
弗斯特利普(Phostrip) 除磷工藝是將生物除磷與化學除磷相結(jié)合的一種工藝,即在傳統(tǒng)活性污泥過程的污泥回流管線上增設厭氧釋磷池和混合反應池,采用生物和化學相結(jié)合的方法提高除磷效果。該工藝以生物除磷為主體,以化學除磷輔助去除厭氧釋磷后的上清液中的磷酸鹽,可以釋磷后的污泥主要用于對進水中的磷酸鹽進行吸收,因此可以達到更高的除磷效果
化工工業(yè):碳酸鈉可以用于制造其他化學品,如硼酸、硝酸、硫酸、氯化鈉等。
碳酸鈉可以與其他化合物發(fā)生反應,生成新的化學品。
一個實例過程是:將碳酸鈉溶于水,再加入硼酸,加熱至沸騰,然后冷卻,過濾,得到硼酸鈉的結(jié)晶。硼酸鈉可以用于制造玻璃、陶瓷、肥皂等產(chǎn)品。
該工藝各設備單元的功能:
①含磷廢水進入曝氣池,同步進入曝氣池的還有由除磷池回流的脫磷但含有聚磷菌的污泥。曝氣池的功能是:使聚磷菌過量地攝取磷,去除有機物(BOD 或COD),還可能出現(xiàn)硝化作用。
②從曝氣池流出的混合液(污泥含磷,廢水已經(jīng)除磷)進人沉淀池I,在這里進行泥水分離,含磷污泥沉淀,已除磷的上清液作為處理水而排放。
制藥工業(yè):碳酸鈉可以用于制造一些藥物,如抗酸劑、瀉鹽等。
碳酸鈉可以與其他化合物發(fā)生反應,生成新的藥物。
一個實例過程是:將碳酸鈉與氯化鈉反應,生成碳酸氫鈉和氯化銨。碳酸氫鈉可以用作抗酸劑,中和胃酸,緩解胃痛。氯化銨可以用作瀉鹽,促進腸道蠕動,治療便秘。
含磷污泥進入除磷池,除磷池應保持厭氧狀態(tài),即DO≈0,NOㄨˉ≈0,含磷污泥在這里釋放磷,并投加沖洗水,使磷充分釋放,已釋放磷的污泥沉于池底,并回流至曝氣池,再次用于吸收廢水中的磷。含磷上清液從上部流出進入混合池。
④含磷上清液進入混合池,同步向混合池投加石灰乳,經(jīng)混合后進人攪拌反應池,使磷與石灰反應,形成磷酸鈣[Ca3 (PO4)2]固體物質(zhì)。此系用化學法除磷。
⑤沉淀池Ⅱ為混凝沉淀池,經(jīng)過混凝反應形成的磷酸鈣固體物質(zhì)在這里與上清液分離。已除磷的上清液回流進人曝氣池,而含有大量Ca3(PO4)2的污泥排出,這種含有高濃度PO3-的污泥宜用作肥料。
食品工業(yè):碳酸鈉是一種食品添加劑,有諸多用途。
作為疏松劑,用于制作餅干、面包等,使食品蓬松松軟。
作為中和劑,用于調(diào)節(jié)食品的酸堿度,如制作蘇打水等。
作為復合劑,與其他物質(zhì)復合成不同的發(fā)酵粉或石堿,如與明礬復合成堿性發(fā)酵粉,與碳酸氫鈉復合成民用石堿等。
作為保鮮劑,用于防止食品變質(zhì)或霉變,如用于黃油、面點等。
弗斯特利普除磷工藝已有很多應用實例。其主要特征有:
①生物除磷與化學除磷相結(jié)合,除磷效果良好,處理水中含磷量一般都低于1mg/L。
②產(chǎn)生的剩余污泥中含磷量比較高,約為2.1%~7.1%,污泥回流應經(jīng)過除磷池。
③與完全的化學除磷法相比,所需的石灰用量比較低,一般介于21~31.8mg/[Ca(OH)2·m3]。
④活性污泥的SVI值<100mL/g,污泥易于沉淀、濃縮、脫水,污泥肥分高,絲狀菌難于增殖,污泥不膨脹,且易于濃縮脫水。
⑤可以根據(jù)BOD/P的比值來靈活調(diào)節(jié)回流污泥與混凝污泥的比例。
⑥流程復雜,運行管理比較復雜,由于投加石灰乳,致使運行費用也有所提高,基建費用高。
⑦沉淀池I的底部可能形成缺氧狀態(tài)而產(chǎn)生釋放磷的現(xiàn)象,因此,應當及時排泥和回流。