《水污染控制工程课程论文.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染控制工程课程论文.（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录文献综述21概述22镍镉电池废水处理工艺22.1化学法处理法322.2电解法32.3离子交换法432.4膜分离技术533工艺的确定4正文41处理工艺技术41.1水质及其标准41.2 工艺技术流程8,952构筑物设计计算62.1 格栅62.2调节池72.3反应池72.4 斜板沉淀池92.5中间水池122.6 过滤器122.7 清水池142.8 污泥处理系统143平面布置及高程布置的设计154投资估算与效益分析154.1构筑物与设备11154.2处理药剂164.3处理费用分析174.4 操作管理注意事项175总结18参考文献19附图20镍镉蓄电池废水处理工艺设计文献综述1概述镍镉电池自发明以来
2、已有近百年的历史 ,由于它具有电容量高、易于维护、制造工艺简单及成本低的特点 ,可广泛地应用于移动通讯、 家用电器及电动工具等许多方面。据估计，目前全球每年镍镉电池的生产量为60000t，因此而消耗掉7000 t以上的镉。仅1999年国内就生产镉镍电池4.5亿只。虽然全球的镍镉电池的产量在逐年减少，但我国镍镉电池的产量在近几年可能会以5%10%的速度增长1。在电池生产浸渍、化成等过程中都有金属镉、镍离子从废水中排除。高浓度的镉会造成植物的生长发育滞缓，还会造成在生物体内残留和富集，最终通过食物链进去人体，危及人类健康。镉中毒会引起骨痛病、肾损伤、肠胃不适合心血功能障碍等，甚至会导致癌症。镍的毒
3、性仅次于镉，但是大于铅，因此镍对人体健康及其环境的危害也不容忽视2。而镍镉作为比较贵重的重金属，合理的回收利用可以大大降低污水的处理成本，因此有必要制定一套高效、经济的废水处理方案处理镍镉蓄电池废水。2镍镉电池废水处理工艺废水处理的任务是采用各种技术措施将废水中所含有各种形态的污染物分离出来或将其分解、转化为无害和稳定的物质，使废水得到净化。一般说来，废水中所含的污染物质是多种多样的，因此不能期望只用一种处理方法就能把所有的污染物质去除殆尽，往往需要有几种方法组成一个处理系统，才能完成所要求的处理功能。在决定一种废水的处理方案时，需要考虑多方面的因素，其中主要包括:废水的水质，废水的水量，所含
4、污染物的种类和含量，投资金额以及设备场地等。同时，各种处理方法又各有其优缺点。有的处理方法污染物去除率低，但处理费用较低;而有的处理效果较好，但其处理费用较高。因此，在废水处理过程中既要节省费用又要达到好的处理效果，往往需要几种处理方法综合应用。一般工业废水根据废水水质和处理量、排放要求等指标进行分级处理。先用成本低的方法去除大部分污染物，然后进一步用较高级的技术再进行深度处理。对于重金属镍、镉的处理主要有以下集中方法。2.1化学法处理法3化学方法处理是添加化学试剂后，通过化学反应改变废水中污染物的物理和化学性质，使其能从废水中取出并达到国家排放标准的处理方法。处理镍镉废水主要包括碱化法和硫化
5、法。碱化法是用石灰或氢氧化钠调节pH值到10以上，再添加絮凝剂是氢氧化镉充分沉淀。此方法简单，药剂来源广，经济可靠。沉淀后溶液pH值较高需要加酸中和才能排放。硫化法是用硫化钠（硫化铁或者硫化氢）等与重金属反应生成难容的硫化物，通过混凝沉淀进行固液分离。该方法的处理效果好，即使在酸性条件下，硫化物也较难溶解，但是硫化剂的价格较贵。2.2电解法电解法处理废水主要是使废水中的有害物质通过电解过程在阴，阳两级上分别发生氧化和还原反应，转化成无害物质；或利用电极氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应，生成不溶于水的沉淀物，然后分离去除；或通过电解反应回收金属。优点：电解法流程简单，生产占地少，另外
6、操作也很简便与电镀工艺类似，易于被操作工人掌握，而且回收的金属纯度也高，特别是和用于对贵金属的回收。缺点：电解法耗电多，污泥也多，对于污泥的处理与化学法一样难以处置。2.3离子交换法4离子交换是将废水中的离子与离子交换树脂上的离子进行交换而被除去，从而使废水得到净化。离子交换树脂交换吸附饱和后进行再生。再生是利用再生剂中的离子在浓度占绝对优势的情况下，将离子交换树脂上的离子洗脱下来，使离子交换树脂恢复其交换能力。 离子交换法从本质上讲是一种浓缩方法。离子交换前废水的离子浓度(单位为mg / L)一般为几十至几百，而吸附饱和后树脂再生洗脱液的离子浓度被浓缩到几万，再生液的体积一般占处理水体积的1
7、0%15%。因此采用离子交换法处理重金属废水时，必须事先考虑再生液的处理问题。 离子交换法的优点是，选择性高，可以去除用其它方法难于分离的金属离子，可以从含多种金属离子的废水中选择性的回收贵重金属;既可去除废水中的金属阳离子，也可以去除阴离子，可以使废水净化到较高的纯度。这种方法的缺点是，离子交换树脂价格较高，树脂再生时需要酸、碱或食盐等，运行费用较高，再生液需要进一步处理。因此，离子交换法在较大规模的废水处理工程中较少采用。2.4膜分离技术5膜分离是指通过特定的膜的渗透作用，借助于外界能量或化学位差的推动，对两组分或多组分的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。膜分离法处理电镀废水一般选用反
8、渗透、超滤及二者的结合技术，其关键是根据分离条件选择合适的膜。对于酸性较强的废液应选择在酸性环境中，具有较好稳定性的芳香族聚酰胺中空纤维膜。（B9、B10、B15）和芳香聚酰肼（DP1）膜，对镀镉废水及含氰等碱性较强的废液应选用耐碱性较好的分离膜。对于具有较高氧化性的Cr(VI)的去除则要求膜具有较好的抗氧化能力，一般Cr(VI)的去除，选用聚苯并咪唑酮（PBJL）膜和聚砜酰胺（PSA）膜。膜分离作为新的分离净化和浓缩技术，过程中大多数无相变化，常温下操作，有高效、节能、工艺简便、投资少、污染小等优点，尤其对于处理热敏物质领域如食品、药品、和生物工程产品，显示出极大优越性。与传统分离操作（如蒸
9、发、萃取或离子交换等）相比较，不仅可以避免组分受热变性或混入杂质，通常还有低能耗和效率高的特点，因而具有显著的经济效益，故发展相当迅速，应用也越来越广泛。在国际膜会议上曾将“在21世纪的多数工业中膜过程所扮演的战略角色”列为专题，进行深入讨论，并认为它是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。随着膜组件国产化程度的提高，制约膜技术发展的投资额及维修费用过高的问题将得到缓解，在加上水回用需求的增加，在未来的电镀废水处理工程实践中，膜分离技术将越来越受到人们的重视。但是作为一项新技术，它的先进性和经济性究竟怎样尚需深入探索。目前，膜分离技术面临的问题主要是国产膜性能不佳、进口膜价格昂贵、
10、膜易被污染。3工艺的确定在处理镍镉废水的诸多工艺中，化学法应用最为普遍，在国外约占90以上，中国各种废水处理工艺的应用比例依次为化学法、离子交换法、电解法；化学法约占40，而且化学法呈上升趋势并逐渐向发达国家靠近，离子交换和电解法则呈下降，下降或上升的原因主要在于处理工艺的实用程度6。采用化学法的废水处理工程投资约占工程总投资的5左右，而离子交换、电解法、反渗透法等废水处理工程投资约占总投资的3040。所以根据各个处理方法的优缺点及本设计的实际情况选择采用化学法进行2天处理一次。正文1处理工艺技术1.1水质及其标准1.1.1蓄电池废水水质蓄电池废水水质如下：pH=8，Cd=10mg/L，Ni=
11、20mg/L，SS=300mg/L，污水量Q=100m3/d。1.1.2 处理要求污水排放应达到国家标准污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准（1998.1.1之后）：pH=69，Cd0.1mg/L，Ni1.0mg/L，SS150mg/L7。1.2 工艺技术流程8,9斜板沉淀池中间水池砂滤器清水池浓缩池板框压滤调节池反应池滤液 上清液镍镉废水PFS、PAMNaOHH2SO4NaOH污泥排放格栅图1 工艺流程图蓄水池1.2.1废水系统废水处理系统采用连续处理工艺。废水经过两次提升，一次提升从调节池到中间水池，二次提升从中间水池到清水池。调节池中废水由耐腐蚀泵泵入反应池，在反应池中以重
12、力流方式流经反应池、斜板沉淀池和中间水池，完成镍镉离子的絮凝和沉淀分离反应。中间水池的水由耐腐蚀泵泵入石英砂过滤器过滤，出水流入清水池，清水池中pH值不达标，可以加酸或加碱进行调节；如果污染物超标，返回调节池重新处理。反应过程的控制通过在线pH计和液位计实现。 1.2.2 污泥系统斜板沉淀池中沉积的污泥经污泥浓缩池浓缩，再经板框压滤机脱水后打包待用。浓缩和压滤出水返回调节池重新处理。 1.2.3 药剂投配系统在调节池调节废水pH值已达到镍镉离子沉淀的要求（pH10）,而由于高pH值下产生的镍镉氢氧化物成胶体不易沉淀，因此在反应池中投加PAM和PFS絮凝剂从而提高沉降率。pH的调节通过投加氢氧化
13、钠来实现，虽然氢氧化钠成本较氢氧化钙较高，但是其便于运输储存和投放，且氢氧化钙产生的污泥量较大，因此选用氢氧化钠。2构筑物设计计算2.1 格栅目前格栅的种类繁多，发展较快，从格栅的型式来分，可分为链式机械格栅除污机、一体三索式格栅除污机、回旋式格栅除污机和阶梯式格栅除污机等等。本污水处理项目采用的型式为：链式机械格栅除污机（见附图1、2）。2.1.1 设计参数由进水量而得，设计参数如下9：设计流量：栅条宽度S10.0mm 栅条间隙宽度d20.0mm 栅前水深h0.5m过栅流速v1.0m/s 栅前渠道流速vb0.9m/s 602.1.2 设计计算格栅的间隙数：则栅条数目为5-1=4个格栅建筑宽度
14、：宽度很小，可忽略渐宽。水头损失，栅后槽略高即可。进水渠道渐宽部分长度(l1)：取进水渠道宽B10.1m，渐宽部分展开角120，此时进水渠道流速为0.75m/s 渠道与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2)：过栅水头损失（h1）：因栅条为矩形截面，取k=3，并将已知数据带入式得： 取栅前渠道超高h2为0.3m，则栅前槽总高为：则栅后槽总高度为：栅槽总长：栅渣采用机械清渣的方式去除。2.2调节池废水水质质量有一定的波动，设置调节池使水质和水量保持相对的稳定，有利于后续处理单元的有效运行，调节池材料采用钢筋混凝土，内外作防腐处理，调节池设事故溢流管。2.2.1 参数选取池形 方形停留时间 HRT=4
15、h2.2.2 工艺尺寸有效容积 VQHRT=2004/24=33.33 m3有效水深 H4000 mm横截面积 S=V/H=33.33/4.0=8.33 m3池长 L=2500mm池宽 B=S/L=8.33/2.5=3.33 m 取B=3500 mm调节池总尺寸 长度宽度高度=2500 mm 3500 mm 4000 mm2.2.3工艺装备 Ph计，1次提升泵1台。2.3反应池反应池中加入各种药剂，使氢氧化镉和氢氧化镍的生成过程。为了促进反应物的充分接触反应，反应池应设置混合设备，由于生成的镍镉的氢氧化物絮体不易沉降，在进入沉淀池之前应在反应池中投加絮凝剂帮助絮体长大以利于后续沉淀单元的处理效果。反应池内进行絮凝反应，在反应过程进行机械搅拌。2.3.1主要设计参数
