專業(yè)課程設(shè)計樣本

設(shè)計任務(wù)書目錄設(shè)計任務(wù)書 2第一章鞣制廢水處理方法綜述 31.1鞣制廢水特點 41.1.1鞣制廢水起源1.1.2鞣制廢水特點 41.2鞣制廢水鉻處理方法 41.2.1加堿沉淀法 51.3工藝步驟 61.3.1工藝一 61.3.2工藝二 71.4鞣制廢水處理技術(shù)前景和展望 7第二章設(shè)計說明書 92.1工程處理方案選擇 102.1.1設(shè)計基礎(chǔ)資料 112.1.2設(shè)計方案 112.2工藝步驟說明 122.2.1說明 122.2.2設(shè)計工藝參數(shù) 122.3設(shè)備和選型 122.3.1關(guān)鍵構(gòu)（建）筑物設(shè)計參數(shù) 132.3.3隸屬設(shè)施 142.4平面部署及高程設(shè)計 152.5設(shè)計配合和要求 162.6投資概算和經(jīng)濟(jì)評定 172.6.1投資估算 182.7運行和管理 202.8設(shè)計體會和收獲 21附錄一 23鞣制廢水處理工程計算 23設(shè)計題目：某制革鞣制廢水處理工程設(shè)計設(shè)計依據(jù)：依據(jù)廠方資料，含鉻廢水排水量：640m3/d。該廢水站按日處理20小時設(shè)計，設(shè)計處理能力為55m32.設(shè)計原水水質(zhì)，以下：pH：5~12SS：-2500mg/lCODCr：3000-7000mg/lBOD5：300-800mg/l色度：1000-3000倍三價鉻：800-1000mg/l3.治理目標(biāo)：根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級排放標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)本處理系統(tǒng)處理后排放水污染物濃度控制以下：總鉻：≤1.5mg/l設(shè)計依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)1設(shè)計依據(jù)《皮革行業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)》《中國水污染防治法》《實施規(guī)則》（.3.20）《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50105—）《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50332—）《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ69—1984）、《城市污水處理工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)>(建設(shè)部.6.1)1.1制革廢水關(guān)鍵起源制革工序排出廢水特征，因原料不一樣，而有所差異。制革工業(yè)廢水多數(shù)來自準(zhǔn)備工段和鞣制階段這兩個工段，關(guān)鍵在水溶液中進(jìn)行，廢液連續(xù)或間歇排出。準(zhǔn)備階段排出廢水呈強(qiáng)堿性(關(guān)鍵為浸灰、脫毛、廢水)，約占全部排水量60%,廢水中含有高濃度氯化物，硫化物，防腐劑，油脂，蛋白質(zhì)和懸浮物等。鞣制工段排出廢水呈弱酸性含鉻廢水，化學(xué)助劑及染料等。鉻驟廢液中鹽含量高達(dá)4000mg/1，水量為總廢水量30%左右。制革混合廢水呈堿性，有毒，難降解物質(zhì)含量高，外觀污蝕，氣味難聞，設(shè)計時要有一定適應(yīng)水量、水質(zhì)負(fù)荷改變能力[1]。1.2制革廢水特點（1）廢水量大:據(jù)統(tǒng)計，因為生皮類別及產(chǎn)品種類不一樣，生產(chǎn)每噸原皮廢水量為100-214m3，而國家最新標(biāo)準(zhǔn)[GB-8978-1983]要求，新建制革廠(1998年1月1日以后建設(shè)單位)每噸原皮最大排水量為豬鹽濕皮60m3,牛千皮1003,羊干皮150m3。據(jù)此，制革廠應(yīng)大力推廣節(jié)水新工藝，如酶法脫毛新工藝等。（2）水量隨時間改變大:制革工業(yè)往往是間歇排水。在A排水量高峰期間，排水量可占全部排水量70%。（3）水質(zhì)差異大:廢水水質(zhì)不僅因生產(chǎn)品種，生皮類型不一樣而不同，一天之內(nèi)各小時排出廢水也有很大差異。（4）制革工業(yè)廢水特點是，成份復(fù)雜，懸浮物多，COD和BOD高，色度濃，有臭味，呈堿性含有鉻等有害物質(zhì)，水質(zhì)水量改變大。廢水中含有大量蛋白質(zhì)，脂肪，染料等有機(jī)物及硫化物，氯化物，Cr3+鹽等無機(jī)鹽[2]。廢水處理工藝方法3鉻鞣廢水傳統(tǒng)處理方法3.1加堿沉淀法加堿沉淀法是鉻鞣廢液最常見處理方法之一。廢液中鉻在酸性條件下以堿式硫酸鉻[Cr（OH）SO4]形式存在，能溶于水。加堿使pH達(dá)8.0～8.5，廢液中鉻逐步以Cr（OH）3式沉淀下來，成為糊狀鉻泥。分離沉淀，再加硫酸，可調(diào)整成符合鞣革要求堿式硫酸鹽?，F(xiàn)在，常見堿劑關(guān)鍵有NaOH[2]、Ca（OH）2和MgO[3]三種。三種堿劑沉淀特征比較如表1所表示。加減沉淀方法工藝簡單，技術(shù)成熟，中國多數(shù)企業(yè)采取此法。但它易出現(xiàn)沉淀不根本，分離不根本，酸化不均勻問題?；厥浙t泥純度不高。經(jīng)過強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反復(fù)作用，會造成鉻絡(luò)合物發(fā)生改變，鞣性變差。現(xiàn)在，中國制革企業(yè)采取廢水治理工藝基礎(chǔ)以下:（1）進(jìn)行清濁分流，在對含鉻、硫、油脂廢液或廢水實施分質(zhì)處理基礎(chǔ)上，再對綜合廢水進(jìn)行處理。（2）不進(jìn)行清濁分流，直接對綜合廢水進(jìn)行處理。1.工藝技術(shù)路線之一(1)分質(zhì)處理:沉淀法回收鉻鹽，氣浮法除油，催化氧化法脫硫.①沉淀法回收銘鹽含鉻廢水采取堿沉淀回收，就是將原液中鉻化合物，加堿生成氫氧化鉻沉淀，然后過濾分離沉淀物，加硫酸后攪拌，得到一定濃度鉻化合物，回用至生產(chǎn)中，反應(yīng)方程式為:Cr3++3OH-=Cr（OH）32Cr(OH)3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+6H20工藝參數(shù)選擇:依據(jù)含鉻廢水排出情況(排污情況和排污量)，綜合確定調(diào)整池體積。反應(yīng)沉淀池:反應(yīng)時間1h左右，沉淀時間2-3h.反應(yīng)罐:反應(yīng)時間3-4h。②氣浮法氣浮法除油就是使微氣泡和油粒子間進(jìn)行物理吸附，并形成浮選體上浮分離。工藝參數(shù)選擇:氣浮停留時間T=15-30min,混凝劑若采取Al2(SO4)3投加量可考慮30-50mg/l，泵混合或管道混合。③催化氧化法脫硫在制革工藝中脫毛工段需要加入Na2S和石灰，作為脫毛劑，因為硫化堿脫毛成本低廉，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，操作簡便，易于控制，所以，硫化堿脫毛劑還在廣泛使用。但廢水中含有大量懸浮物、蛋白質(zhì)、硫化物，是制革廢水中最嚴(yán)重污染工序之一，廢水量占制革廢水中總量20%以上。催化氧化法脫硫是在錳鹽催化作用下，用空氣將廢水中S2-和HS-氧化，生成硫酸根或晶體硫析出，達(dá)成無害化處理目標(biāo)。此法應(yīng)用最廣泛。其特點是投資少，效果顯著，管理方便。工藝參數(shù)選擇:曝氣時間T為4-6h，耗氧量2kgO2/kgNa2S催化劑KnS04用量為50g/(kgNa2S)、MnSO4應(yīng)溶解后投加。(2)綜合處理綜合處理即經(jīng)過單獨處理廢水和其它工段廢水合并后集中處理。懸浮物含量高，成份復(fù)雜，廢水中含有S2-、Cr3+、Cl-。綜合廢水特點是:懸浮物含量高，成份復(fù)雜，廢水中含有S2-、Cr3+、Cl-等有害無機(jī)離子和表面活性劑，染料、單寧、蛋白質(zhì)等難降解有機(jī)物。綜合廢水在進(jìn)行好氧生物處理之前，常常先經(jīng)過混凝沉淀或混凝氣浮等一級處理。好氧生物處理多為活性污泥法，接觸氧化法，生物轉(zhuǎn)盤法，氧化塘法和氧化溝法等[7]。廢水處理工藝方法結(jié)合以前多種制革企業(yè)廢水處理經(jīng)驗和實際運行效果，確定廢水處理工藝為預(yù)處理階段，去除廢水中懸浮物和膠體物質(zhì)，加入合適混凝劑，在去除廢水中COD同時，同時去除硫化物，消除硫化物對生物氧化工藝抑制，深入改善廢水可生化性，為后續(xù)二級生物氧化工藝提供有利運行條件。圖.1含鉻廢水處理工藝即使預(yù)處理能除去大部分污染物，但COD值仍然很高，需要深入進(jìn)行生物氧化處理。4.工藝步驟圖4.1.2格柵和格篩篩濾是預(yù)處理中廣泛使用方法。關(guān)鍵目標(biāo)是去除廢水中毛發(fā)、SS、肉渣、大塊油脂、雜物和革屑等?？捎脰艞l間距小于lmm旋轉(zhuǎn)機(jī)械格柵。格篩直徑為10-40目，可串聯(lián)使用，定時沖洗。4.1.3調(diào)整池制革工業(yè)廢水水質(zhì)、水量改變幅度大，需設(shè)調(diào)整池來調(diào)整水量和均勻水質(zhì)。如南京制革廠日排水1600m3左右，排放集中于早晨7～12時，下午排水量為100m3／h左右，夜間排水量為50m3/h左右。調(diào)整時間通常為12-24h。調(diào)整池中可設(shè)置射流曝氣機(jī)，其工作原理是：將送入壓縮空氣和加壓水混合后向水平方向噴射，形成射流和混合攪拌區(qū)，對水體進(jìn)行充足曝氣。因為射流帶在水平及垂直兩個方向混合作用，所以可得到良好混合效果。曝氣機(jī)間歇運行，射流曝氣機(jī)特殊射流器大大提升了氧氣轉(zhuǎn)化率。采取此工藝，污水曝氣時間比較短，占地比較小，投資也比較小。經(jīng)一級處理制革工業(yè)廢水和回流污泥進(jìn)入地池后立即和池內(nèi)原有混合液充足混合，進(jìn)行吸附和代謝活動，使有機(jī)物質(zhì)被微生物吸附，微生物分泌出酶又使有機(jī)物質(zhì)分解，最終產(chǎn)物為二氧化碳和水。4.1.4沉淀池將脫毛廢水、脫脂廢水、鉻鞣廢水經(jīng)過格柵后通入沉淀池。沉淀池設(shè)置目標(biāo)是去除廢水中大量懸浮物及其它雜質(zhì)。懸浮物大多為膠狀物，通常沉淀池沉淀效率比較低，可把沉淀池和調(diào)整池合建。河南沈丘利達(dá)制革企業(yè)屬中、小型制革企業(yè)，該企業(yè)沉淀池和調(diào)整池合建，采取了活性污泥、生物膜混合曝氣、沉淀一體化工藝，利用池兩側(cè)廊道交替作為沉淀池使用，省去了二沉池及污泥回流設(shè)備，提升了有機(jī)物質(zhì)去除率。4.2生物化學(xué)處理階段制革工業(yè)排出脫毛廢水、脫脂廢水、含鉻廢水，可用化學(xué)、生物法處理。制革工業(yè)脫脂廢水中含大量油脂和有機(jī)物。油脂是以甘油三脂和脂肪酸形式存在。為了回收油脂，可在脫脂廢水中加酸，利用酸中和堿性脫脂廢水進(jìn)行破乳。浸灰廢水中石灰也能對油脂起破乳作用。脫毛廢水中有毒物質(zhì)硫化物可經(jīng)過S2-和Fe2+生成黑色FeS沉淀物除去，也可在調(diào)整池中經(jīng)過曝氣，使S2-。氧化而除去。鉻鞣廢水是制革企業(yè)三種污染最嚴(yán)重廢水之一，是唯一重金屬污染，它起源于鉻鞣工段殘鉻液。對于鉻回收一個是搜集后加入新鉻鞣液再次使用，一個是用化學(xué)藥劑將廢液中鉻沉淀出來加酸溶解重新配制使用。加入化學(xué)藥劑常規(guī)用氫化鈉。殘鉻液中關(guān)鍵成份為堿式硫酸鉻，當(dāng)pH值小于4時，呈穩(wěn)定藍(lán)綠色水溶液。當(dāng)加入堿液使pH值控制在9左右，形成氫氧化鉻沉淀出來，用板框壓濾脫水，渣再用硫酸溶解回收用于生產(chǎn)。反應(yīng)式以下：Cr(OH)S04+2NaOH=Na2S04+Cr(OH)3Cr(OH)3+H2S04=Cr(OH)S04+H20如投入Na2C03，反應(yīng)式為：Cr(OH)S04+Na2C03+H20=Cr(OH)3+Na2S04+H20+C02Cr(OH)3+H2S04=Cr(OH)S04+H20用堿沉淀法處理含鉻廢水，總鉻除去率達(dá)99％以上，達(dá)成對應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。但氫氧化鉻為膠體沉淀，其結(jié)構(gòu)疏松，高度水合，下沉速度慢，難于自然過濾和和雜質(zhì)分離，而且需要加熱，既浪費能源又因為反應(yīng)時間長而效率低。用堿沉淀法處理含鉻廢水，關(guān)鍵需處理問題是固液分離?？捎米詣涌虬鍓簽V機(jī)，也可用真空吸濾，加壓過濾等。處理方法:采取堿沉淀回收。其原理是將原液中鉻化合物,加堿生成氫氧化鉻沉淀。然后過濾使渣液分離,加堿后使氫氧化鉻濃度盡可能加大,然后在加熱和攪拌下投加適量硫酸配制成一定濃度鉻化合物,在生產(chǎn)回收中利用。4工藝步驟各車間流出含鉻廢水,經(jīng)粗格柵去除較大懸浮物以后,流入集水井,用污水泵提升到調(diào)整池,再用水泵抽升至第一板框壓濾機(jī)壓濾,深入去除皮屑及懸浮物,使鉻液純度提升,濾后清液流入反應(yīng)池。在反應(yīng)池加溫至40,然后加堿攪拌混合,生成Cr(OH)3沉淀。再經(jīng)過第二次壓濾進(jìn)行泥液分離,鉻泥水洗風(fēng)吹以后,送入反應(yīng)罐加入硫酸溶解,而且配制成一定堿度,經(jīng)陳化后用泵送至車間回用。詳見工藝步驟圖1。污泥處理:制革工業(yè)廢水處理過程中產(chǎn)生污泥，通常先經(jīng)污泥濃縮池濃縮，底流經(jīng)機(jī)械脫水，可得到含固量25%泥餅。脫水設(shè)備能夠采取帶式壓濾機(jī)，真空轉(zhuǎn)鼓，板框壓濾機(jī)等。對于有空地制革廠，污泥能夠采取干化場千化，其