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1、 . PAGE44 / NUMPAGES44畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目:電鍍廢水處理工程設(shè)計(jì) TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc74632856摘要1HYPERLINK l _Toc74632856說(shuō)明說(shuō)HYPERLINK l _Toc74632857一 項(xiàng)目概況1 HYPERLINK l _Toc74632859 1.1項(xiàng)目地理情況1 HYPERLINK l _Toc74632859 1.2設(shè)計(jì)任務(wù)1 HYPERLINK l _Toc74632859 1.3工程設(shè)計(jì)規(guī)模1HYPERLINK l _Toc74632858二 處理方案論證2HYPERLINK l _Toc
2、746328622.1處理方案選擇2HYPERLINK l _Toc746328632.2工藝流程的確定7HYPERLINK l _Toc74632865計(jì)算書(shū)HYPERLINK l _Toc74632863一 物料衡算7(一)HYPERLINK l _Toc74632871含鉻廢水處理系統(tǒng)7(二)HYPERLINK l _Toc74632871含氰廢水處理系統(tǒng)11(三)HYPERLINK l _Toc74632871含銅廢水處理系統(tǒng)13 二 主要構(gòu)筑物與設(shè)備選型的計(jì)算HYPERLINK l _Toc746328662.1格柵14HYPERLINK l _Toc746328672.2 調(diào)節(jié)池1
3、5HYPERLINK l _Toc746328682.3 酸洗槽17HYPERLINK l _Toc746328692.4 鐵粉反應(yīng)器18HYPERLINK l _Toc746328702.5 中和反應(yīng)池21HYPERLINK l _Toc746328712.6 反應(yīng)池(一級(jí)破氰反應(yīng)池、二級(jí)破氰反應(yīng)池)22HYPERLINK l _Toc746328722.7 豎流沉淀池23HYPERLINK l _Toc746328722.8斜板沉淀池25 HYPERLINK l _Toc74632873 三污泥部分設(shè)計(jì)計(jì)算HYPERLINK l _Toc746328743.1 污泥濃縮設(shè)備30HYPERL
4、INK l _Toc746328753.2 污泥脫水設(shè)備30HYPERLINK l _Toc74632877四管網(wǎng)布置與水力計(jì)算HYPERLINK l _Toc746328784.1平面布置32HYPERLINK l _Toc746328794.2 高程布置原則32HYPERLINK l _Toc746328794.3污水水頭損失計(jì)算32HYPERLINK l _Toc746328794.4污泥管道水頭損失計(jì)算35HYPERLINK l _Toc746328794.5主要構(gòu)筑物清單37 五 勞動(dòng)定員HYPERLINK l _Toc74632880六 結(jié)論 七 參考文獻(xiàn)說(shuō)明書(shū)一、項(xiàng)目概況1.1項(xiàng)
5、目地理情況:(以下所有項(xiàng)目都假設(shè)定位于地區(qū)) 地區(qū)位于東經(jīng)112度57分114度03分,北緯22度35分23度35分,屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。該地區(qū)氣候特點(diǎn)為:地處低緯,地表受太陽(yáng)輻射量較多,同時(shí)受季風(fēng)影響,夏季海洋曖氣流形成高、溫濕、多雨的氣候:冬季北方大陸冷風(fēng)形成干燥、低溫、少雨。年平均氣溫為21.4-21.9度,最熱7、8月平均氣溫為12.4-13.5度。絕對(duì)最高氣溫為38.7度,最低一月的氣溫為12.4-13.5度。珠江水位最高3.1m,最低1.8m,常水位2.5m地面相對(duì)標(biāo)高:0.00m,絕對(duì)標(biāo)高4.5m。項(xiàng)目位于珠江下游,北面靠珠江,南面靠公路。土質(zhì)為沖積沙質(zhì)粘土。夏季吹西南風(fēng)1-
6、2級(jí),冬季吹東北風(fēng)1-4級(jí),雨季偶有臺(tái)風(fēng)8-12級(jí)。夏季氣溫28-35度。處理后直接排入珠江,污水廠排污口距珠江約200m,污泥脫水后外運(yùn),不產(chǎn)生二次污染。1.2設(shè)計(jì)任務(wù): 某電鍍企業(yè),在生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)大量的生產(chǎn)廢水,廢水主要為含氰廢水(主要污染物為氰化亞銅、氰化鋅、氰化鈉等)、含鉻廢水(主要污染物為鉻酐)與含銅廢水。上述廢水若不經(jīng)處理后而直接排放,將對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響。為了保護(hù)環(huán)境,該廠決定對(duì)所排放廢水進(jìn)行處理,處理后出水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到省地方標(biāo)準(zhǔn)水污染排放限值(DB44/26-2001)第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排放或回用于生產(chǎn)。 1.3工程設(shè)計(jì)規(guī)模:工程規(guī)模為1000m3/d,按照每天20小時(shí)的運(yùn)行
7、時(shí)間,其具體的水質(zhì)水量見(jiàn)下表:表1 廢水水量、水質(zhì)表 單位:mg/L(PH除外)序號(hào)污染來(lái)源廢水產(chǎn)生量指標(biāo)污染物濃度1含鉻廢水200m3/dCr6+PhCODCr55.6571502含氰廢水200m3/dPhCN-791003含銅廢水600m3/dCu2+130 本工程廢水排放執(zhí)行省地方標(biāo)準(zhǔn)水污染排放限值(DB44/26-2001)第二時(shí)段標(biāo)準(zhǔn),排放標(biāo)準(zhǔn)具體指標(biāo)見(jiàn)下表:表2 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)表 單位為mg/L(PH除外)名稱(chēng)PHCODCrSSCN-Cr6+總銅排放標(biāo)準(zhǔn)6990600.50.50.5要求電鍍廢水處理程度Cr6+ =55.70.5 / 55.7=99%CODcr =15090 / 15
8、0=40%CN- =1000.5 / 100=99.5%Cu5+ =1300.5 / 130=98%二、處理方案論證2.1處理方案選擇 各種不同的電鍍廢水,可采用多種處理工藝,根據(jù)廢水性質(zhì)、場(chǎng)地、達(dá)到的要求、建設(shè)投資費(fèi)用等條件選定。目前處理電鍍廢水的主要方法有:1.化學(xué)法 在電鍍廢水中投加化學(xué)藥劑,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)改變廢水中污染物的化學(xué)和物理性質(zhì),使其變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)或易于與水分離的物質(zhì),進(jìn)下一步從廢水中除去的處理方法。常用的化學(xué)法又有氧化法、還原法、中和法、硫化法、混凝沉淀、混凝氣浮等方法。例如含氰廢水的堿性氯化法,含鉻廢水的還原法、重金屬的氫氧化物混凝沉淀法、酸堿廢水的中和法等。該法是傳統(tǒng)的電鍍廢
9、水處理方法,隨著PH、ORP等自動(dòng)控制儀器的采用與投藥裝備自動(dòng)化,使化學(xué)法得到進(jìn)一步完善和提高,成為最常用的方法。2.離子交換法離子交換法是利用離子交換樹(shù)脂對(duì)廢水中的陰陽(yáng)離子的選擇性交換作用來(lái)處理廢水的方法。幾乎對(duì)所有有害的無(wú)機(jī)有害離子都可以用此方法處理。某些離子交換處理流程,能達(dá)到回收有用化學(xué)材料的目的,經(jīng)處理后的水能用作鍍液的補(bǔ)充液或用作清洗水。當(dāng)不考慮再生洗脫液的處理時(shí),用離子交換法可以實(shí)現(xiàn)無(wú)脫水排放的“零排放系統(tǒng)”。因此,離子交換法也是處理電鍍廢水的常用方法之一。隨著高長(zhǎng)壽的離子交換樹(shù)脂的研制,處理設(shè)備的小型化、自動(dòng)化,此方法仍在不斷發(fā)展之中。離子交換法也有不足之處:一次投資大,一般占
10、地面積大,技術(shù)較難掌握,廢水中處理物濃度不宜太高,存在再生脫液的處理問(wèn)題。目前,離子交換法多用于制取電鍍用的純水以與含溴、鉻、金等廢水的處理。離子交換法適用于電鍍生產(chǎn)量大、資金與技術(shù)力量雄厚的單位,而且適用于單一廢水的處理。3.電解法 電解法是利用通電時(shí)陰陽(yáng)極的電化學(xué)反應(yīng)而使廢水中的有毒物質(zhì)分解、氧化還原、沉淀的方法。 電解法在處理含氰、含鉻、含銀、含銅等廢水中得到較多的應(yīng)用。利用電解法原理已制成各種定型設(shè)備,操作簡(jiǎn)單,對(duì)一些小型電鍍廠比較適用,但電解法消耗電能和極板材料較多,還受到其他因素限制,目前使用越來(lái)越少。表3 各類(lèi)電鍍廢水處理工藝特點(diǎn)比較工藝方法建設(shè)投資運(yùn)行成本占地面積處理效果出水水
11、質(zhì)污泥量工藝弱點(diǎn)化學(xué)法中低多尚可一般多藥劑量大離子交換法高高少好好少操作復(fù)雜電解法低高少不確定不確定較多處理量少2.2工藝流程的確定 經(jīng)過(guò)處理效率,環(huán)境效益,經(jīng)濟(jì)效益的共同評(píng)估,本設(shè)計(jì)采用按廢水的不同種類(lèi)分別處理廢水的組合法,即鐵粉電解法(處理含鉻廢水)+ 二氧化氯協(xié)同氧化劑破氰法(處理含氰廢水)+ 混凝沉淀法(處理含銅廢水)。 本設(shè)計(jì)思路是在各構(gòu)筑物廢水停留時(shí)間上設(shè)計(jì)構(gòu)筑物的尺寸參數(shù),并且采用連續(xù)式的方式處理廢水,所以本設(shè)計(jì)的資金投入量低和構(gòu)筑物尺寸小、占地面積小,以與減少?gòu)U水排放,操作方法簡(jiǎn)便,提高廢水處理效率的優(yōu)點(diǎn)。(一)工藝流程的優(yōu)點(diǎn)鐵粉電解法。其處理廢水后不但各種金屬離子濃度遠(yuǎn)低于允
12、許排放濃度,并且還有一定的脫鹽和去除COD的能力;從經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō),除了電耗外,消耗的主要材料是鐵粉,其來(lái)源廣泛,價(jià)格低廉;此法所用的酸和堿可以采用電鍍車(chē)間產(chǎn)生的廢酸和廢堿,達(dá)到以廢治廢的效果。 鐵粉電解原理當(dāng)含Cr6+廢水通過(guò)鐵粉時(shí),在一定的PH條件下,鐵粉發(fā)生原電池反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng): Fe 2e Fe2+Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14H+2 Cr3+ + 6 Fe 3+ + 7 H2O (酸性條件)CrO42- + 3 Fe2+ 8 H + C r3+ +3 Fe 3+ + 4 H2O (堿性條件)陰極反應(yīng) : 2 H+ + 2 e H2二氧化氯協(xié)同氧化劑破氰法。與傳統(tǒng)的化學(xué)法相比,二
13、氧化氯協(xié)同氧化劑破氰法具有節(jié)能、設(shè)備投資少、運(yùn)行成本低、體積少、效率高、操作方便、無(wú)需專(zhuān)人值守使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。二氧化氯所以有強(qiáng)的氧化力,主要是由于是在正四氧化態(tài)下的氧化能力較強(qiáng),其活性為氯的2.63倍。因此,能處理含氰、硫、金屬離子、產(chǎn)酸根、殘存有機(jī)物的工業(yè)用其破氰反應(yīng)如下。一級(jí)反應(yīng):pH值8.511.5 ClO2+NaCN+NaOH+H2ONaCNO+NaCl+3OHClO2+Zn(CN)2+NaOH+H2OZn(CNO)2+NaCl+2OHClO2+CuCN+NaOH+2H2OCuCNO+NaCl+3OH二級(jí)反應(yīng):pH值7.58.5 2NaCNO+2ClO2+2H2ON2+2CO2+2N
14、aCl+4OHZn(CNO)2+2ClO2+2NaOH+2H2ON2+2CO2+Zn(OH)2+2NaCl+4OH2CuCNO+2ClO2+2NaOH+2H2ON2+2CO2+2Cu(OH)2+2NaCl+2OH同時(shí)利用氧化還原的原理,還可以去除廢水中的部分陰離子,如S2-、SO2-、NO 和Fe3+、 Mn2+、Ni2+?;炷恋矸ā<夹g(shù)比較成熟,運(yùn)行成本低、操作簡(jiǎn)單。 用NaOH調(diào)整pH值,再用FeCl3做混凝劑,作絮凝劑表4 各種金屬離子去除的最佳PH值,列表如下:金屬離子PH圍殘留濃度(mg/L)備 注Cu2+7-141Ni2+91Sn2+5-81Zn2+9-10.51PH10.5再溶
15、解Fe3+5-121PH12再溶解Al3+5.5-83PH8再溶解流程 1.污水流程反 沖 洗 含鉻廢水處理系統(tǒng) _ 含鉻廢水調(diào)節(jié)池酸洗槽鐵粉處理器中和反應(yīng)池堅(jiān)流沉淀池排水含氰廢水處理系統(tǒng)含氰廢水一級(jí)反應(yīng)槽二級(jí)反應(yīng)槽堅(jiān)流沉淀池排水二氧化氯發(fā)生器含銅廢水處理系統(tǒng)含銅廢水調(diào)節(jié)池PH調(diào)整槽混凝槽絮凝槽斜板沉淀池排水污泥流程污泥污泥濃縮機(jī)污泥脫水機(jī)污泥外運(yùn) (交給專(zhuān)業(yè)公司處理)工藝流程說(shuō)明含鉻廢水處理系統(tǒng)1含鉻廢水進(jìn)調(diào)節(jié)池,進(jìn)行水質(zhì)水量的均衡調(diào)節(jié);2廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)入酸洗槽加入酸廢水(設(shè)計(jì)中取用H2SO4)進(jìn)行酸化,因反應(yīng)是在酸性條件下進(jìn)行,為后面反應(yīng)做準(zhǔn)備;3以酸化的廢水進(jìn)入鐵粉反應(yīng)器進(jìn)行電解反應(yīng),使
16、Cr6+還原為Cr3+;4反應(yīng)后的廢水進(jìn)入中和反應(yīng)池加入NaOH進(jìn)行中和反應(yīng),將Cr3+、Fe3+從廢水中去除,后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀;5沉淀后的污泥進(jìn)行處理與處置。含氰廢水處理系統(tǒng)1含氰廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池,進(jìn)行水質(zhì)水量的均衡調(diào)節(jié); 2廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)池,在一級(jí)反就池在不同時(shí)間段分別加三次藥。 首先加堿廢水(設(shè)計(jì)中取用NaOH)調(diào)整PH值,再?gòu)亩趸葏f(xié)同氧化劑發(fā)生器加入以二氧化氯為主的氧化劑進(jìn)行一級(jí)破氰反應(yīng),破氰反應(yīng)后為了后續(xù)處理要加入H2SO4使其酸化; 3.廢水經(jīng)過(guò)一級(jí)破氰流入二級(jí)反應(yīng)槽,同樣地從二氧化氯協(xié)同氧化劑發(fā)生器加入以二氧化氯為主的氧化劑進(jìn)行二級(jí)破氰反應(yīng),二級(jí)破氰完全反應(yīng)后加入
17、NaOH去除廢水中的Zn2+和Cu2+,后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀; 4.沉淀后的污泥進(jìn)行處理與處置。含銅廢水處理系統(tǒng) 1.含銅廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池,進(jìn)行水質(zhì)水量的均衡調(diào)節(jié)以與曝氣。 2.廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)入FPH調(diào)整槽加入堿廢水(NaOH)進(jìn)行堿化。 3.經(jīng)堿化的廢水進(jìn)入混凝槽加入FeCl3使廢水水的顆粒凝聚。 4.經(jīng)凝聚的廢水顆粒流入絮凝槽,加入PAM使凝聚的顆粒進(jìn)一步混凝。 5.經(jīng)最后廢水經(jīng)沉淀池,使較大的顆粒沉淀,從而去除廢水中的Cu離子。 6.沉淀后的污泥進(jìn)行處理與處置。污泥處理系統(tǒng)將分流廢水系統(tǒng)的污泥經(jīng)管道全部集合一起處理污泥流入濃縮機(jī),減少自身的含水率濕污泥進(jìn)入脫水機(jī),進(jìn)一步脫水成干污泥。處理好
18、污泥外運(yùn),交由專(zhuān)業(yè)公司回收或處理。由廢水處理工程經(jīng)驗(yàn)得知KZ=1.3-1.7,本工程取KZ=1.3;平均設(shè)計(jì)流量(工程規(guī)模)Q = 1000 m3/d =1.3910-2 m3/s ;最大設(shè)計(jì)流量Qmax =10001.3 = 1300 m3/d = 1.8110-2 m3/s ;含鉻廢水處理系統(tǒng)流量平均設(shè)計(jì)流量Q = 200 m3/d = 2.78 10-3 m3/s 最大設(shè)計(jì)流量Qmax = 2001.3 = 260m3/d = 3.6210-3m3/s ;含氰廢水處理系統(tǒng)流量平均設(shè)計(jì)流量Q = 200 m3/d = 2.7810-3 m3/s 最大設(shè)計(jì)流量Qmax = 2001.3 =
19、260m3/d = 3.6210-3m3/s ;含銅廢水處理系統(tǒng)流量平均設(shè)計(jì)流量Q = 600 m3/d = 8.3410-3m3/s 最大設(shè)計(jì)流量Qmax = 6001.3 = 780m3/d = 1.0910-2m3/s 計(jì)算書(shū)一 物料衡算(一)含鉻廢水處理系統(tǒng)由于具體電鍍廢酸液的性質(zhì)不知道,所以廢酸,廢堿計(jì)算時(shí)分別用98%的硫酸和NaOH粉末代替,但日常通常是廢酸和電石渣,一般情況下廢酸呈液態(tài),設(shè)計(jì)中設(shè)置了酸調(diào)節(jié)池,廢堿如電石渣之類(lèi)的通常為固態(tài),因此設(shè)置了加堿間進(jìn)行調(diào)節(jié),特此說(shuō)明。加酸量該加藥與酸化反應(yīng)都在酸洗槽中進(jìn)行藥品:98%的濃硫酸計(jì)算:分析的Cr6+的含量,用硫酸進(jìn)行酸化已知:進(jìn)
20、水PH為57,根據(jù)設(shè)計(jì)原則設(shè)為PH=7,要進(jìn)行反應(yīng),需將PH調(diào)節(jié)到1.6,根據(jù)有關(guān)資料查得,此反應(yīng)需要10分鐘 Q=200m3/d=1.67m3/10min進(jìn)水PH=7,即 H+=110-7mol/L 酸洗槽出水PH=1.6,即H+=2.510-2mol/L即進(jìn)入酸洗槽的H+總量為n=cv=1670110-7=1.6710-4mol調(diào)節(jié)酸度使用98%的濃硫酸稀釋為20%的硫酸根據(jù)有關(guān)資料,20和98硫酸溶液的濃度分別為1.14103g/ L和1.84103g/ L,即,分別為11.6 mol/L 和 18.78 mol/L 。進(jìn)水 PH=7,出水PH=1.6,即H+=2.510-2mol/L
21、設(shè)加入20%硫酸的量為V1.6710-4+11.6V / 1670+V =0.025V=3.61 L 根據(jù)水的離解平衡H+ OH- H2O 此時(shí),反應(yīng)掉的氫離子總量為1.6710-10mol,反應(yīng)量可忽略取20%的硫酸為3.61 L/10min則98%的濃硫酸取用量計(jì)算得為2.23 L/10min則一天中加入98%硫酸的總量為 V=267.6 L每10分鐘槽總液體Q=1670+3.61=1673.61(L)加入鐵粉量鐵粉加入要在鐵粉反應(yīng)池中進(jìn)行藥品:(多孔的還原性鐵粉)多數(shù)是粉末冶金所用的鐵粉陽(yáng)極反應(yīng): Fe 2e Fe2+Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14H+2 Cr3+ + 6 F
22、e 3+ + 7 H2O (酸性條件)CrO42- + 3 Fe2+ 8 H + C r3+ +3 Fe 3+ + 4 H2O (堿性條件)陰極反應(yīng) 2 H+ + 2 e H2 廢水中 Cr6+55.6mg/L ,根據(jù)設(shè)計(jì)原則取 Cr6+55.6mg/L ,即摩爾濃度為1.0710-3mol/L根據(jù)反應(yīng),1L廢水中Cr6+含量為1.0810-3molCr2O72- + 6 Fe2+ + 14H+2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O 2 6 2 61.0710-3a b ca=3.2110-3mol/Lb=1.0710-3 mol/Lc= 3.2110-3mol/L根據(jù)環(huán)境工程師手冊(cè),
23、實(shí)際加入的鐵粉量為理論的2.5 倍即實(shí)際加入的鐵粉量為 n=3.2110-32.5=8.02510-3mol廢水中除了Cr6+要去除, Cr3+也要去除反應(yīng)后1L 廢水中產(chǎn)生的Cr3+的總量為3.2110-3mol/L反應(yīng)后1L 廢水中產(chǎn)生的Fe3+的總量為3.2110-3mol/L由反應(yīng)Fe 2e Fe2+1 23.2110-3 d d=6.4210-3mol/L則轉(zhuǎn)移電子的量為 n= 6.4210-3mol/L反應(yīng)2 H+ + 2 e H22 6.4210-3 e= 6.4210-3mol/L即反應(yīng)中每L水中用掉的H+的量是6.4210-3mol根據(jù)原廢水中H+=2.510-2mol/L則
24、1L 廢水中剩下的H+ =2.510-2- 6.4210-3=1.85810-2 mol/L,此時(shí)廢水的PH=1.73根據(jù)資料,該反應(yīng)需要 10 分鐘進(jìn)水Q=200m3/d=1670 L/10min10min 加入的鐵粉量為 n=8.02510-31670=13.4(mol),鐵粉加入量為 1.34 mol/min10min 產(chǎn)生的Cr3+為3.2110-31670=5.36(mol) 10min 產(chǎn)生的Fe3+為3.2110-31670=5.36(mol)加入的NaOH量該反應(yīng)在中和反應(yīng)池中進(jìn)行藥品: 濃度為96%NaOH 粉末調(diào)節(jié)為20%的NaOH溶液發(fā)生的兩個(gè)中和反應(yīng)是Cr3+3OH-
25、Cr(OH)3 Fe3+ +3OH- Fe(OH)3 A B C M N D由上得出,A=3.2110-3 molM=3.2110-3mol根據(jù)摩爾比1:3 得出,B=9.6310-3 mol C =3.2110-3 molN=9.6310-3mol D=3.2110-3 mol即1L水中用掉的OH-量為 n=9.6310-3+ 9.6310-3=1.92610-2 mol反應(yīng)生成的 Cr(OH)3量為n1=3.2110-3 mol, Fe(OH)3的n2=3.2110-3mol根據(jù)有關(guān)資料得,生成 Cr(OH)3的最佳PH=8,出水PH=69即將PH=1.73的溶液調(diào)節(jié)至PH=8,需反應(yīng)掉的
26、酸量為1.8610-2 mol則1L水中OH-用量為1.92610-2 mol+1.8610-2 mol=3.78610-2 mol根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),該中和反應(yīng)用五分鐘, 廢水流量為200m3/d=0.84103L/5min1L廢水中加入的NaOH量=3.78610-2 mol即加入的NaOH質(zhì)量=1.5144g一天中加入的NaOH粉末的質(zhì)量=20010001.5144=302.88污泥量的計(jì)算由上述反應(yīng)Cr3+3OH- Cr(OH)3 Fe3+3OH Fe(OH)3污泥質(zhì)量計(jì)算:1 L 廢水產(chǎn)生Cr(OH)3 n1=3.2110-3 mol1 L 廢水產(chǎn)生Fe(OH)3n2=3.2110-3 m
27、ol 污泥質(zhì)量,m1=20010003.2110-3103=66.126() m2=20010003.2110-3107=68.694()污泥總質(zhì)量m總= m1 + m2=66.126+68.694=134.82 (二)含氰廢水處理系統(tǒng)平均設(shè)計(jì)流量Q = 200 m3/d= 2.7810-3 m3/s 最大設(shè)計(jì)流量Qmax = 2001.3 = 260m3/d= 3.6210-3m3/s 含氰廢水處理系統(tǒng)流量投加量和反應(yīng)時(shí)間當(dāng)含氰濃度為100mg/dm3時(shí),二氧化氯投加量為100g/m3,反應(yīng)24h,用ClO2協(xié)同氧化劑處理含氰廢水,試劑投加量是堿性氯化法處理廢水時(shí)試劑投加量的1/5,同等處理
28、量時(shí)設(shè)備的一次性投資比次氯酸鈉發(fā)生器少20%30%。調(diào)節(jié)pH值為2.5到8,每天需要濃度20苛性鈉溶液為V50(10-2.5-10-8)40/(201219)0.026 m3一級(jí)破氰1. 加堿量根據(jù)有關(guān)資料查得,此反應(yīng)需要10分鐘Q=200m3/d=1.67m3/10min該加藥與堿化反應(yīng)在一級(jí)反應(yīng)池中進(jìn)行藥品:96% NaOH 粉末調(diào)節(jié)為20%的NaOH溶液計(jì)算:用NaOH 進(jìn)行堿化已知:進(jìn)水PH為57,根據(jù)設(shè)計(jì)原則設(shè)為PH=5,要進(jìn)行反應(yīng),需將PH調(diào)節(jié)到8.511.5,現(xiàn)設(shè)為將PH值調(diào)節(jié)為 PH=10 。進(jìn)水PH=5,即 H+=110-5mol/L 一級(jí)反應(yīng)池PH調(diào)整值PH=10,即H+=
29、110-10mol/L即調(diào)節(jié)pH值為5到10,需要濃度20% NaOH溶液為V1.67(10-510-10)40/(201219)2.75L即一級(jí)反應(yīng)池每天需要20% NaOH溶液為V329 L槽總液體Q=1670+2.75=1672.75(L) 2. 加入二氧化氯,進(jìn)行一級(jí)破氰 根據(jù)相關(guān)資料一級(jí)破氰反應(yīng)時(shí)間為10分鐘Q=200m3/d=1.67m3/10min1.67103L/10min二氧化氯是在二氧化氯協(xié)同氧化劑發(fā)生器產(chǎn)出并流入一級(jí)反應(yīng)池的藥品:(以ClO2為主并兼有H2O2 、 O3 、Cl2 在一級(jí)反應(yīng)池的一級(jí)破氰的主要化學(xué)式 ClO2+NaCN+NaOH+H2ONaCNO+NaCl
30、+3OHClO2+Zn(CN)2+NaOH+H2OZn(CNO)2+NaCl+2OHClO2+CuCN+NaOH+2H2OCuCNO+NaCl+3OH廢水中 CN-100mg/L ,根據(jù)設(shè)計(jì)原則取 CN-100mg/L ,即摩爾濃度為3.8510-3mol/L1.67103L/10min廢水中CN含量為6.43 mol根據(jù)一級(jí)破氰反應(yīng)化學(xué)式可知每一種氰化物一級(jí)破氰反應(yīng)的消耗比例CN :ClO2 1 :1 和生成氰酸鹽是 CN :CNO 1 :1 ,則一級(jí)反應(yīng)池的一級(jí)破氰消耗ClO2的量為 n=6.43 mol 和 一級(jí)破氰生成的氰酸鹽 n=6.43 mol由于電解法發(fā)生器產(chǎn)生ClO2的純度在9
31、0%以上。所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)實(shí)際加入ClO2的量為1:1.2 ,則應(yīng)通入n=6.431.2=7.716 mol已知ClO2的純度在90%的濃度為40 mol/L一級(jí)反應(yīng)池總液體Q總=1670+2.75+40 / 7.716 = 1679(L)酸化根據(jù)有關(guān)資料查得,此反應(yīng)需要10分鐘,用20%的硫酸回調(diào)。Q=200m3/d=1.67m3/10min 一級(jí)破氰后反應(yīng)池總液體Q總=1679 L/10min回調(diào)PH值。 該加藥與酸化反應(yīng)都在一級(jí)反應(yīng)池中進(jìn)行藥品:98%的濃硫酸計(jì)算:用硫酸進(jìn)行酸化已知:一級(jí)破氰后PH值為10,要進(jìn)行后續(xù)的二級(jí)破氰反應(yīng)需將PH調(diào)節(jié)到8,一級(jí)破氰廢水水PH=10,即 H+=110
32、-10mol/L 二級(jí)反應(yīng)池回調(diào)PH=8,即H+=110-8mol/L即要酸化的H+總量為n=cv=1679110-10=1.67910-7mol調(diào)節(jié)酸度使用98%的濃硫酸稀釋為20%的硫酸根據(jù)有關(guān)資料,20和98硫酸溶液的濃度分別為1.14103g/ L和1.84103g/ L,即,分別為11.6 mol/L 和 18.78 mol/L 。進(jìn)水 PH=10,調(diào)節(jié)PH=8,即H+=110-8mol/L 設(shè)加入20%硫酸的量為V1.67910-7+11.6V / 1679+V =1108V=1.43310-6 L取20%的硫酸為1.433106 L/10min=1.433107L/min,則98
33、%的濃硫酸取用量計(jì)算得為8.86107 L/10min則一天中加入硫酸的總量為 V=1.07104L 經(jīng)過(guò)計(jì)算由于回調(diào)PH值所需的硫酸的量太少,所以在工程的實(shí)際運(yùn)行時(shí)不計(jì)算二級(jí)反應(yīng)池的PH 回調(diào)。二級(jí)破氰加入二氧化氯,進(jìn)行二級(jí)破氰 二氧化氯是在二氧化氯協(xié)同氧化劑發(fā)生器產(chǎn)出并流入一級(jí)反應(yīng)池的 藥品:以ClO2為主并兼有H2O2 、 O3 、Cl2 計(jì)算:以ClO2為主進(jìn)行二級(jí)破氰 已知二級(jí)反應(yīng)PH值7.58.5,根據(jù)相關(guān)資料二級(jí)破氰反應(yīng)時(shí)間為20分鐘Q=200m3/d=1.67m3/10min1.67103L/10minQ總=1670+2.75+40 / 7.716 = 1679(L) NaCN
34、O+2ClO2+2H2ON2+2CO2+2NaCl+4OH Zn(CNO)2+2ClO2+2NaOH+2H2ON2+2CO2+Zn(OH)2+2NaCl+4OH2CuCNO+2ClO2+2NaOH+2H2ON2+2CO2+2Cu(OH)2+2NaCl+2OH從一級(jí)破氰得知1.67103L/10min廢水中CNO含量為6.43 mol,則二級(jí)反應(yīng)池時(shí)20min廢水量 3.34103L廢水中CNO含量為12.86 mol根據(jù)二級(jí)破氰反應(yīng)化學(xué)式可知摩爾濃度為3.8510-3mol/L每一種氰酸鹽二級(jí)破氰反應(yīng)的消耗比例CNO :ClO2 1 :1 和重金屬離子生成沉淀物的比例也是1:1 ,則二級(jí)反應(yīng)池
35、的二級(jí)破氰消耗ClO2的量為 n=12.86 mol由于電解法發(fā)生器產(chǎn)生ClO2的純度在90%以上。所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)實(shí)際加入ClO2的量為1:1.2 ,則應(yīng)通入n=12.861.2=15.43 mol已知ClO2的純度在90%的濃度為40 mol/L一級(jí)反應(yīng)池總液體Q總=1670+2.75+40 / 7.716+40 /15.43= 1681.6(L)二、主要構(gòu)筑物與設(shè)備選型的計(jì)算(一)格柵設(shè)備說(shuō)明:格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成,安裝在污水渠道上、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部,用以截留較大的懸浮物或漂浮物。一般情況下,分粗細(xì)兩道格柵。數(shù)量:三臺(tái)人工式細(xì)格柵設(shè)計(jì)參數(shù):柵條寬度s10.
36、0mm 柵條間隙寬度e=25.0mm 柵前水深h0.5m過(guò)柵流速u(mài)=0.8m/s 柵前渠道流速u(mài)b=0.55m/s =60(1)柵條間隙數(shù)(2)柵槽寬度設(shè)柵條寬度柵槽寬度b注:經(jīng)格柵的初步計(jì)算確定,本工程的廢水處理量太和大顆物較少。因此一般的格柵計(jì)算公式并不適合本工程,所以本工程只用一道格柵,基于可以會(huì)偶爾出一現(xiàn)一些較大的顆粒物如鍍材上的氧化皮故格柵選用最小規(guī)格的人工式細(xì)格柵。通過(guò)格柵的水頭損失(h2):格柵條斷面為矩形斷面, 故k=3, 則:柵后槽總高度(h總):設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)1=0.3m柵槽總長(zhǎng)度(L):每日柵渣量W:設(shè)每日柵渣量為0.07m3/1000m3,取KZ1.34(二)調(diào)節(jié)池
37、設(shè)備類(lèi)型:對(duì)角線出水調(diào)節(jié)池 配備: 含氰廢水系統(tǒng)、含鉻廢水系統(tǒng)設(shè)備說(shuō)明:工業(yè)廢水其水質(zhì)水量隨時(shí)變化,波動(dòng)較大,廢水水質(zhì)水量的變化對(duì)排水與廢水處理設(shè)備,特別是對(duì)凈化設(shè)備正常發(fā)揮其凈化功能是不利的,甚至有可能損壞設(shè)備,為解決這一矛盾,廢水處理前一般要設(shè)調(diào)節(jié)池,以調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)。優(yōu)點(diǎn):出水槽沿對(duì)角線方向設(shè)置,同一時(shí)間流入池的廢水,由池的左、右兩側(cè)經(jīng)過(guò)不同時(shí)間流到出水槽,達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。數(shù)量:二座池子構(gòu)筑材料:鋼筋混凝土參數(shù)計(jì)算:廢水在池一般停留34小時(shí) 1池子的實(shí)際容積設(shè)廢水在池停留時(shí)間為 T=4小時(shí)根據(jù)流量 Q =200m3/d T=4小時(shí)則池廢水量 Q1=Q/20T=200/204=40(m
38、3)得出池的實(shí)際容積為40m3設(shè)計(jì)用調(diào)節(jié)池的實(shí)際容積為V=1.3V有效=1.340=52 m3取 V有效=52 m32取池子的有效水深為h1=1.8m縱向隔板間距 1m則調(diào)節(jié)池的平面面積是S= = = 29(m2)取寬為 B=5(m),則長(zhǎng)L=5.8(m)縱向隔板間距為 1 m,所以隔板數(shù)為 4取調(diào)節(jié)池超高為h=0.3(m)為適應(yīng)水質(zhì)的變化,設(shè)置沉渣斗,由于電鍍廢水的懸浮物較少,所以按長(zhǎng)度方向設(shè)置沉渣斗一個(gè),共兩個(gè)沉渣斗,沉渣斗傾角為45。 表5 調(diào)節(jié)沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù)表 單位:(m)池有效水深池超高池長(zhǎng)池寬 隔板間距沉砂斗高上口徑下口徑沉砂斗角度 1.8 0.3 5.8 5 1 1 0.4 0.
39、2 60。設(shè)備類(lèi)型:對(duì)角線出水調(diào)節(jié)池 配備: 含銅廢水系統(tǒng)數(shù)量:二座池子構(gòu)筑材料:鋼筋混凝土參數(shù)計(jì)算:廢水在池一般停留34小時(shí) 1池子的實(shí)際容積設(shè)廢水在池停留時(shí)間為 T=4小時(shí)根據(jù)流量 Q =300m3/d T=4小時(shí)則池廢水量 Q1=Q/20T=300/204=60(m3)得出池的實(shí)際容積為60m3設(shè)計(jì)用調(diào)節(jié)池的實(shí)際容積為V=1.3V有效=1.360=78 m3取 V有效=78 m32取池子的有效水深為h1=1.8m縱向隔板間距1 m則調(diào)節(jié)池的平面面積是S= = = 44(m2)取寬為 B=5(m),則長(zhǎng)L=8.8(m)縱向隔板間距為1 m,所以隔板數(shù)為 4取調(diào)節(jié)池超高為h=0.3(m)設(shè)置
40、沉渣斗,按長(zhǎng)度方向設(shè)置沉渣斗一個(gè),共兩個(gè)沉渣斗,沉渣斗傾角為45。 表6 調(diào)節(jié)沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù)表 單位:(m)池有效水深池超高池長(zhǎng)池寬 隔板間距沉砂斗高上口徑下口徑沉砂斗角度 1.8 0.3 8.8 5 1 1 0.4 0.2 60。(三)酸洗槽 配備:含鉻廢水處理系統(tǒng)設(shè)備說(shuō)明:工業(yè)廢水要在酸性條件下處理時(shí),廢水要先進(jìn)行酸化,進(jìn)行PH調(diào)節(jié), 當(dāng) 進(jìn)水PH較高時(shí),需加酸進(jìn)行調(diào)節(jié),該反應(yīng)要在酸洗槽中進(jìn)行。藥品選用:98%的濃硫酸稀釋為20%使用參數(shù)計(jì)算:根據(jù)環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè),進(jìn)水PH=7時(shí),調(diào)節(jié)至PH=1.6,需要10分鐘由物料衡算得,每10分鐘槽總液體Q=1670+3.61=1673.61(L)則
41、酸洗槽實(shí)際流量為1.3Q2176 L3取槽的實(shí)際容積為 V=3.5 m3,有效高度為1,取槽的超高為0.3 m其面積為A= 3.5(m2) 取槽的寬為2 m,則長(zhǎng)為L(zhǎng)=A/B=3.5/2=1.75 (m) 表7 酸洗槽參數(shù)表 單位:(m)槽的實(shí)際容積m3 有效高度 超高池寬池長(zhǎng)3.510.323.5(四)鐵粉反應(yīng)池配備:含鉻廢水系統(tǒng)設(shè)備說(shuō)明:使電解反應(yīng)在池順利進(jìn)行,保證化學(xué)反應(yīng)的徹底完成所用的池子設(shè)備類(lèi)型:垂直軸式機(jī)械攪拌池特點(diǎn): 反應(yīng)效果好,水頭損失小,可適應(yīng)水質(zhì)水量的變化,大小水量都適用,水量的處理圍較寬,比較實(shí)用。池子選用材料:鋼筋混凝土池子座數(shù):一座設(shè)備參數(shù)計(jì)算:經(jīng)酸化的廢水進(jìn)入鐵粉反
42、應(yīng)器,在鐵粉反應(yīng)器中發(fā)生原電池反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng): Fe 2e Fe2+Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14H+2 Cr3+ + 6 Fe 3+ + 7 H2OCrO42- + 3 Fe2+ 8 H + C r3+ +3 Fe 3+ + 4 H2O陰極反應(yīng) 2 H+ + 2 e H2 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn),該反應(yīng)需要10 min。1反映池尺寸計(jì)算: 反映池容積計(jì)算:設(shè)計(jì)流量Q=13 m3/h反應(yīng)時(shí)間取 t=10 min反應(yīng)池中廢水量為 Q=13/10=4.2 ( m3) 反應(yīng)池中串聯(lián)格數(shù)與尺寸:反應(yīng)池采用1格,一個(gè)攪拌器(漿葉攪拌器) 該反應(yīng)池的有效尺寸為 寬 B=2.4(m),長(zhǎng) L=2.4(m
43、) ,高 H=1.5(m) V=BLH=2.42.41.5=8.7( m3) 反應(yīng)池超高為 h=0.3(m)池子總高度H總=1.5+0.3=1.8(m2攪拌設(shè)備與漿板尺寸葉輪直徑板與漿板尺寸 葉輪外緣距池子壁取0.2m葉輪直徑 D=2.420.2=2(m)旋轉(zhuǎn)軸上安裝 8塊漿板,漿板長(zhǎng)度取L=0.5(m)寬度 B=0.1(m). 漿板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)半徑與轉(zhuǎn)速漿板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)半徑:R=0.48+=0.765(m)攪拌機(jī)漿板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)線速度 v=0.5m/s則攪拌機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為 n=6.24( rad/min).漿板功率計(jì)算: 外側(cè)漿板線速度: v1=0.69(m/s) 側(cè)漿板線速度: v2=0.39(
44、m/s)攪拌機(jī)上漿板總面積為: A=8bl=80.10.5=0.4 ( m2)漿板總面積與反應(yīng)池過(guò)水截面積之比為=22.2% (小于25%),符合要求求漿板寬徑比系數(shù)值外側(cè)漿板:=0.1 查得K1 =3.45側(cè)漿板:=0.17 查得K2 =2.9攪拌機(jī)功率 P=58A(K1V13+ K2V23)=580.4(3.450.693+2.90.393)=30.3(W)配用電動(dòng)機(jī)功率:電動(dòng)機(jī)總機(jī)械效率為 0.75 ,傳動(dòng)效率為0.7配用電動(dòng)機(jī)功率為 N=58(W)表8 鐵粉反應(yīng)池參數(shù)表池實(shí)際容積(m3)池寬(m)池長(zhǎng)(m) 超高(m)葉輪上漿板數(shù)葉輪直徑(m)漿板長(zhǎng)度(m)漿板寬度(m)8.72.41
45、.50.382.20.50.1鐵粉反應(yīng)池示意圖 單位:mm(五)中和反應(yīng)池 配備:含鉻廢水系統(tǒng) 設(shè)備說(shuō)明: 對(duì)于金屬陽(yáng)離子 ,如Cr3+和Fe 3+與OH-反應(yīng)生成沉淀,能夠清除廢水中的Cr3+和Fe 3+,加之反應(yīng)池中有攪拌設(shè)備,使Cr3+和Fe 3+與OH-充分反應(yīng),并且還能夠去除其他能與OH-發(fā)生反應(yīng)的金屬陽(yáng)離子。 設(shè)備名稱(chēng):機(jī)械攪拌反應(yīng)池 攪拌機(jī)類(lèi)型:HL04型潛水?dāng)嚢铏C(jī)(耐堿) 特點(diǎn):特別適合電鍍,冶金工業(yè)中的酸,堿中和反應(yīng)和沉淀反應(yīng)的徹底進(jìn)行。 池?cái)?shù):一座1反應(yīng)池尺寸計(jì)算:在反應(yīng)池中的中和反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),取t = 5 min即廢水量為 Q1=Q/201/12=1.04(m3)取
46、反應(yīng)池長(zhǎng)L=1(m) ,寬B=1(m) ,有效水深 h=1.2(m) ,超高 h3=0.3(m)即反應(yīng)池體積為 V=LB h =111.5 =1.5(m3)實(shí)際高度 H實(shí)=1.2+0.3=1.5(m)表9中和反應(yīng)池參數(shù)表池長(zhǎng)(m) 池寬(m)有效高度(m)超高(m)體積(m3)面積(m2)111.50.51.512 HL04型潛水?dāng)嚢杵?設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)環(huán)保技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè),功率為0.4KW(六)反應(yīng)池(一級(jí)破氰反應(yīng)池、二級(jí)破氰反應(yīng)池)配備:含氰廢水系統(tǒng)設(shè)備說(shuō)明:一級(jí)破氰反應(yīng)池反應(yīng)池先進(jìn)行堿化、絮凝反應(yīng)和酸化;二級(jí)破氰反應(yīng)池則進(jìn)行廢水的絮凝和中和反就,反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行機(jī)械攪拌,由于一級(jí)和二級(jí)破氰所需反應(yīng)時(shí)
47、間都為30分鐘,所以設(shè)計(jì)一個(gè)反應(yīng)池的構(gòu)造。數(shù)量:2座 主要設(shè)計(jì)參數(shù)一級(jí)破氰反應(yīng)池 停留時(shí)間 HRT30min二級(jí)破氰反應(yīng)池 停留時(shí)間 HRT30min工藝尺寸 反應(yīng)池的有效容積 V=Qt=522/30=3.2 m3 式中 Q設(shè)計(jì)流量,m3/h; t 反應(yīng)時(shí)間,m。根據(jù)有效容積設(shè)計(jì)4.5m3水深 H1.5 m 超高 0.5m 長(zhǎng) L3.0m 寬 B1.0m 凈尺寸 LBH3000mm1000mm2000mm (1)攪拌裝置 按每m3池容輸入功率20W計(jì)算,需要輸入的功率N為 N=20V/2=201.39/2=14W=0.014 kW攪拌機(jī)機(jī)械總效率1采用0.75,攪拌機(jī)傳動(dòng)效率2為0.8,則攪拌
48、機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)功率N為 NN/(12)0.014/(0.750.8)0.023kW槳葉構(gòu)造采用單層平板形,兩葉,長(zhǎng)寬0.5 m0.2m,槳葉底端距池底0.25m。(2)攪拌裝置 按每m3池容輸入功率10W計(jì)算,需要輸入的功率N為 N=10V/2=101.39/2=14W=0.007kW攪拌機(jī)機(jī)械總效率1采用0.75,攪拌機(jī)傳動(dòng)效率2為0.8,則攪拌機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)功率N為 NN/(12)0.007/(0.750.8)0.012 kW槳葉構(gòu)造采用平板形,8葉,槳葉上下邊緣分別距水面和池底0.25m。(七)豎流沉淀池 配備:含氰廢水系 含氰廢水系統(tǒng)設(shè)備說(shuō)明:該豎流沉淀池為圓形,為實(shí)現(xiàn)固液分離,使Cr
49、(OH)3與Fe(OH)3沉淀與處理后的廢水分離開(kāi)來(lái),廢水排放,污泥處理。由于水量不大,污泥量不大,故選用豎流沉淀池。特點(diǎn):廢水采用中心入流,周邊溢流的方式,水流方向與顆粒的沉淀方向相反,特別適合于處理水量不大的小型污水處理。優(yōu)點(diǎn):豎流沉淀池排泥容易,不需要機(jī)械排泥裝置,便于管理,單遲容量少,適用于小型水處理。池?cái)?shù):二座1豎流沉淀池的尺寸計(jì)算取沉淀時(shí)間為 T=1.5h 豎流沉淀池的廢水上升速度為 v=0.5mm/s設(shè)計(jì)流量為 Q=300m3/d=12.5 m3/h豎流沉淀池的廢水量為 Q1=12.51.5=18.75(m3)廢水流量為 Q=0.0035 m3/s ,qmax=0.0035 m3
50、/s 2中心管流速為 v1=0.01 m/s則中心管面積為 A= =0.35 (m2)中心管直徑為 d=0.668 (m2)喇叭口直徑為 d1=1.35d =1.350.668=0.9 (m)反射板直徑為 d2 =1.3d =1.30.9 =1.2(m)3. 沉淀池有效水深為,即中心管高度, h2=3.6vt=3.60.51.5=2.7(m)4. 中心管喇叭口至反射板之間的間隙高度為 V1 =0.005(m/s) h3=0.25 (m)5沉淀池總面積與沉淀池的直徑沉淀池沉淀區(qū)的面積為A=7(m2)沉淀池總面積為 A=A1+A2=0.35+0.7=7.35(m)沉淀池的直徑為取沉淀池的直徑為 D
51、=3.2(m)即D: h2=3.2 : 2.7=1.2 3 (符合要求) 6污泥斗高度與污泥斗容積取截頭圓錐下部直徑為0.3(m) ,污泥斗傾角為45 度 h5為污泥斗高度則 h5 =tg45。=1.45 (m)則污泥斗容積為 7. 沉淀池的總高度 H=h1 + h 2+ h3 + h 4+ h5 h1為超高,取0.5 (m) h 4為緩沖層高度取0.3 (m) h2為中心管高度為2.7 (m) h3為中心管喇叭口至反射板之間的間隙高度為0.25 (m) h5為污泥斗高度為 1.45(m)即帶入得 H=0.5+2.7+0.25+0.3+1.45=5.2 (m)表10 豎流沉淀池參數(shù)表 單位:m
52、直徑中心管直徑中心管高度污泥斗高度緩沖層高度間隙高度斗傾角3.20.6682.71.450.30.2545。圖3豎流沉淀池示意圖(八)斜板沉淀池配備:含銅廢水系統(tǒng)設(shè)備說(shuō)明:電鍍廢水處理中固液分離一般采用沉淀池或氣浮池。斜板沉淀池具有沉淀效率高,停留時(shí)間短,占地少等優(yōu)點(diǎn),在電鍍廢水中得到廣泛的應(yīng)用。一般為了構(gòu)造簡(jiǎn)單,多采用異向流斜板沉淀池,即水流傾斜向上流,污泥則傾斜向下流。沉淀池中污泥至少每天排一次,以免污泥板結(jié)堵塞排泥管。數(shù)量:1座設(shè)計(jì)的斜板沉淀池如圖進(jìn)水出水圖5.2 斜板沉淀池示意圖2 參數(shù)選取 個(gè)數(shù) n 1 水力表面負(fù)荷 q 3m3/(m2h) 斜板長(zhǎng) L 1.0m 斜板傾角 60 斜板
53、凈距 d 40mm 斜板厚 b 5mm3 工藝尺寸池表面積 A AQ/(0.91nq)156/(0.911520)1.72 m2 式中Q最大設(shè)計(jì)流量,m3/h; n池?cái)?shù); q表面負(fù)荷,一般用35 m3/(m2h); 0.91斜板面積利用系數(shù)。池長(zhǎng) a a= 0.87m 取a0.8m核算 qQ/(0.91nA)156/(0.9110.8220)3.6 m3/(m2h)滿足條件35 m3/(m2h)斜板個(gè)數(shù) m m =a/(b+d)-10.8/(0.005+0.04)-117個(gè)斜板區(qū)高度 h3h3=Lsin1sin600.87m取斜板上端清水區(qū)高度 h2=0.5m取水面超高 h1=0.3m取斜板下
54、端與排泥斗之間緩沖層高度 h4=1.0m泥斗斗底為正方形,泥斗底邊長(zhǎng)為a1=0.3m,泥斗傾角為60,泥斗高h(yuǎn)5為h5tg60= tg600.43m污泥斗總?cè)莘eVV=2h5(a12+a12+a1a2)20.43(0.82+0.32+0.80.3)0.19m3沉淀池總高度H H=h1+h2+h3+h4+h50.3+0.5+0.87+1.0+0.433.10m4 細(xì)部結(jié)構(gòu)(1)進(jìn)水管 進(jìn)水管采用DN50(外徑壁厚63mm4.0mm)硬聚氯乙烯管直接與反應(yīng)池相連,則進(jìn)水管中流速V V0.23 m/s在0.20.3 m/s之間,滿足絮凝后期流速要求。集水槽 采用兩側(cè)淹沒(méi)孔口集水槽集水,集水槽 集水槽個(gè)
55、數(shù) 1個(gè) 槽中流量 q156/(203600)0.000579m3/s0.579L/s 考慮池子超載系數(shù)為20,則槽中流量q01.2q1.20.5790.70 L/s 槽寬 B0.9q0.4 0.90.00070.40.049m 為便于加工取槽寬 B50mm起點(diǎn)槽中水深 H10.75B0.0510050mm終點(diǎn)槽中水深 H21.25B1.255062.5mm槽中水深統(tǒng)一按H270mm計(jì)。出水孔沉淀池 水 位槽中水位 集水槽斷面 集水方式為淹沒(méi)式自由跌落,淹沒(méi)水深為0.05m,跌落高度為0.05m,槽超高取0.1m ,則集水槽總高度HHH2+0.05+0.05+0.10.27m 孔眼計(jì)算 由q0
56、,式中q0集水槽流量,m3/s;流量系數(shù),取0.62;h孔口淹沒(méi)水深,此處為0.05m;孔眼總面積,m2。得q0/()0.00114 m2孔徑采用d =10mm,則單孔面積0為0d2/40.07850.0120.0000785 m2則孔眼個(gè)數(shù) n/00.00114/0.000078514.5取n16集水槽每邊孔眼個(gè)數(shù)nn/216/28個(gè)相鄰孔眼中心距離 sL/(n+1)0.8/(8+1)0.089m為加工方便,相鄰兩孔眼間距取0.1m,靠近兩端各留出0.05m.(3)落水斗落水斗尺寸為L(zhǎng)BH300mm300mm400mm,排水管采用DN25(外徑壁厚32mm2.5mm)硬聚氯乙烯管.(4)排泥
57、管選用DN150(外徑壁厚160mm5.0mm)硬聚氯乙烯管。三、污泥部分設(shè)計(jì)計(jì)算(污泥濃縮系統(tǒng))(一)污泥濃縮設(shè)備 配備:污泥系統(tǒng)設(shè)備說(shuō)明:濃縮機(jī)一般主要由濃縮池、粑架、傳動(dòng)裝置、粑架提升裝置、給料裝置、 卸料裝置和信號(hào)安全裝置濃縮機(jī) 特點(diǎn):可連續(xù)壓濾大量的污泥,具有處理能力大,脫水效率高、占地面積小、安裝時(shí)間短,土建資金少、維修費(fèi)用低、過(guò)濾介質(zhì)再生、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備類(lèi)型: WTS帶式壓濾機(jī) 數(shù)量: 一臺(tái) (二)污泥脫水設(shè)備 配備:污泥系統(tǒng)設(shè)備說(shuō)明:經(jīng)濃縮后的污泥進(jìn)一步脫水,以減少體積,便于運(yùn)輸和后續(xù)處理設(shè)備類(lèi)型:BSD500S5L型帶式污泥脫水機(jī)優(yōu)點(diǎn):機(jī)器制造容易,附屬設(shè)備少,投資,
58、能耗低;管理簡(jiǎn)單,脫水能力大,特別適合于無(wú)機(jī)性污泥的脫水。數(shù)量:污泥脫水間一座,帶式脫水機(jī)一臺(tái)壓濾機(jī)帶寬: B=KPQ=0.150.970.718=0.1(m)=100其中 P為進(jìn)泥含水率, Q為進(jìn)泥流量 選擇BSD500S5L型帶式污泥脫水機(jī),其參數(shù)為:表11 帶式脫水機(jī)參數(shù)表帶寬功率KW水壓Mpa水量m3/h 質(zhì)量清洗濾帶水壓Mpa5000.750.25315000.25污泥脫水間尺寸:V=653=90 m3 加藥裝置加NaOH機(jī)加H2SO4機(jī)加PAM機(jī) FECL3機(jī)加二氧化氯機(jī)加鐵處理器在所有的加酸加堿點(diǎn)設(shè)PH探頭,自動(dòng)控制酸堿量的投加注明:1. 投加硫酸,采用DS300C 型加藥裝置優(yōu)
59、點(diǎn):該加藥裝置特別適合工業(yè)用于投加定量的化學(xué)藥劑與酸堿溶液。 表12 加藥機(jī)參數(shù)表 加藥圍L/h 攪拌功率KW 計(jì)量功率KW 總功率KW 0750.150.10.25投加硫酸的藥劑投加房體積為533=45 m32.投加鐵粉和NaOH粉末使用電磁震蕩設(shè)備來(lái)投加,是干投投加鐵粉和NaOH粉末的藥劑投加房 體積為533=45 m3 四 管網(wǎng)布置與水力計(jì)算平面布置該污水處理用地為600,東西長(zhǎng)30 m,南北寬20 m,面積較小,總平面布置包括污水與污泥處理工藝構(gòu)筑物與設(shè)施的總平面布置,各種管線,管道與渠道的平布置,各種輔助構(gòu)筑物與設(shè)施的平面布置??偲矫娌贾脩?yīng)遵循以下幾條原則:1處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)
60、順應(yīng)流程、集中緊湊,以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理。2 . 工藝構(gòu)筑物(或設(shè)施)與不同功能的輔助構(gòu)筑物應(yīng)按照功能的差異,分別相對(duì)獨(dú)立的布置,并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系,如地形走勢(shì)、污水出口方向、風(fēng)向、周?chē)闹匾蛎舾薪ㄖ铩?構(gòu)建之間的間距應(yīng)滿足交通、管理渠鋪設(shè)、施工和運(yùn)行管理等條件。4管道線與渠道平面布置,應(yīng)與其工程布置相協(xié)調(diào),應(yīng)順應(yīng)污水處理廠的各種介質(zhì)輸送的要求,盡量不免多次提升和迂回曲折5協(xié)調(diào)好輔助建筑物、道路、綠化與處理構(gòu)筑物之間的關(guān)系,作到方便生產(chǎn)運(yùn)行,保障安全暢通??偲矫娌贾茫ㄒ?jiàn)平面圖)(二)高程布置原則:1充分利用地形地勢(shì)和排水系統(tǒng),使污水一次提升便能順利自然的通過(guò)污水處理構(gòu)筑物,排出廠
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