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1、 水 污 染 控 制 工 程 课 程 设 计350m3/d 高浓度有机废水处理工程初步设计姓名： 刘 晴 学号： 10110610 指导老师： 张 显 球 日期： 2014.1.14 水污染控制课程设计任务书350m3/d 高浓度有机废水处理工程初步设计目 录1 设计资料 .12 设计原则 .23 工艺流程的选择 .34 工艺流程简图 .135 主要构筑物设计参数与设计以及费用概况 .146 项目投资预算 .18一、设计资料1.某企业概况山东某科技有限公司位于山东枣庄市台儿庄经济开发区，年产 55000 吨醛酮树脂等化学品。在生产生活过程中，每天有一定数量的高浓度生产废水、设备冲洗废水、厂房地
2、面清洗废水、初期雨水以及生活污水产生，成分复杂含有一定浓度的有毒有害物，生产废水 CODcr 浓度可达 4000mg/L，若不加以处理直接排放，将对台儿庄污水处理厂的正常运行造成一定的影响，最终影响到受纳水体环境。为保护环境，造福人类，业主委托南京师范大学对该厂废水进行技术研究及示范设计，以确保处理出水达标排放。2.设计处理前后水质、水量及排放标准依据该厂环境评价报告，结合该厂实际情况，拟建项目废水主要有生产设备及地面冲洗废水、生活污水、初期雨水等，各股废水水质水量情况见表1。表 1 拟建项目水污染物产生、排放情况浓度废水来源 废水量 污染物名称(mg/L)(m3/d)生产废水 200 400
3、0地面冲洗废水 80 1500初期雨水 3 200生活污水 17CODCr400CODCr 3000NH3-N 15.6总磷 0.6综合废水300（12.5m3/h）Cl- 716本项目废水经厂内污水处理装置处理后排入台儿庄污水处理厂，废水排放执行污水处理厂主要污染物接管标准（污水综合排放标准 （GB8978-1996）表 4 中的三级标准） ，主要污染物控制指标见表 2。表 2 污水综合排放标准（单位：mg/L （pH 为无量纲） ）污染物 pH CODCr BOD5 NH3-N 石油类 SS 总磷三级标准 6月9日 500 300 35* 20 400 8.0*：NH 3-N、总磷参照污水
4、排入城市下水道水质标准 （CJ3082-1999）中的排入有城市污水处理厂的城市下水道系统的标准值。二、设计原则：（1）基础数据可靠认真研究基础资料、基本数据，全面分析各项影响因素，充分掌握水质特点和地域特性，合理选择好设计参数，为工程设计提供可靠的依据。 （2）针对水质特点选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本合理的处理工艺，积极慎重的采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，使处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定的达标排放。（3）避免二次污染尽量避免或减少对环境的负面影响，妥善处置处理渗滤液工程中产生的栅渣、污泥，臭气等，避免对环境的二次污染。（4）运行管理方便建筑构筑物
5、布置合理，处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济适用，以利提高管理水平，降低劳动强度和运行费用。（5）严格执行国家环境保护有关规定，使处理后的水能够达标排放。三、工艺流程的选择：1 污水的化学处理法1.1 臭氧氧化法近年发展的臭氧氧化新技术主要分为两大类:一是用各种催化方法强化臭氧氧化单元的氧化能力，二是臭氧联用技术，其创新性在于将多种技术组合,使原有技术得到强化。催化臭氧氧化技术是利用反应过程中产生大量高氧化性自由基(羟基自由基)来氧化分解水中的有机物从而达到水质净化。光催化臭氧氧化是以紫外线UV为能源、O 3为氧化剂,利用臭氧在紫外线照射下分解产生的活泼的次生氧化剂氧化有机物。均相催化臭
6、氧氧化是近年来发展起来的新技术,它是利用溶液中金属(离子)催化促进O 3分解,以产生活泼自由基 ,强化其氧化作用。臭氧- 生物活性炭氧化技术主要是应用于自来水的深度处理。近年来国内外报导的臭氧化处理的自来水深度处理流程,是以常规的混凝-沉淀-过滤为骨架, 在此基础上增加臭氧和生物活性碳两个处理环节 1。但臭氧氧化技术也有很大的局限性：一是臭氧不能氧化一些难降解的有机物 2,如氯仿等；二是单一的臭氧氧化技术不能将有机物彻底分解为CO 2和H 2O3,同时难以达到较高的COD去除效果。1.2 高级氧化法高级氧化技术又称深度氧化技术，以产生具有强氧化能力的羟基自由基HO为特点，在高温高压、电、声、光
7、辐照、催化剂等反应条件下，使难降解的大分子有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质。常用的高级氧化法主要包括以下几种 4-6： Fenton法、 O3/UV法、O 3/H2O2法、UV/H 2O2法、O 3/UV/H2O2法、TiO2催化氧化法。1.2.1 Fenton试剂氧化法Fenton试剂法是一种均相催化氧化法，在含有亚铁离子的酸性溶液中投加H2O2发生如下一系列反应：Fe2+H2O2+H+Fe 3+H2O+OHFe3+H2O2Fe 2+OOH+ H+H2O2+OHOOH+H 2O OH +OHH 2O2 Fe2+OHFe 3+ OH-生成的羟基自由基OH具有较高的氧化电位，仅次于氟，因而
8、可与废水中大部分的有机物发生反应，使其分解：OH +RHR+H 2O R+O2ROOROOH分解产物+OH1964年，加拿大学者H.R.Eisenhaner首次成功使用Fenton试剂以OH的强氧化性处理苯酚废水和烷基废水，Fenton试剂开始在有机废水处理方面备受国内外关注 7。2007年，谢成，晏波，韦朝海等 8，以焦化废水原水为研究对象，采用Fenton氧化法进行预处理结果表明，焦化废水经 Fenton氧化预处理不仅能取得较高的COD Cr和酚、苯系物、石油烃、含氮杂环有机物、多环芳烃等挥发酚类物质去除率，而且能将其中有毒难降解有机污染物氧化为较易生物降解的醇、醛、酮及有机酸等中间产物，
9、有利于后续生物处理过程。2011年，广东工业大学戴琴，罗建中，唐志雄等 9，采用Fenton试剂预处理含芳香族化合物废气吸收液，在H 2O2投加量为0.39 mol/L，FeSO 47H2O投量为16.32mmol/L，pH为7.4，反应1h的条件下，初始COD为12850mg/L的废水的 COD去除率可达到71.36% ，结果表明，Fenton试剂对该高浓度有机废水可以取到很好降解作用。1.2.2 O3/UV法O3/UV法是将O 3与UV辐射相结合的一种高级氧化法。此法在治理含复杂铁氰盐废水中开发出来，对处理难氧化物质十分有效。将UV辐射与O 3相结合，能使氧化速率提高10-10000倍。1
10、.2.3 O3/H2O2法O3/H2O2法是近20年来发展起来的一种高级氧化法。实验证明，H 2O2的共轭基能诱发O 3分解成OH ，而后者可以极大地提高降解反应速率。1.3 电化学氧化法 电化学氧化又称电化学燃烧,它是在电极表面的电氧化作用下或由电场作用而产生的自由基作用下使有机物氧化。电化学氧化分为直接电化学氧化和间接电化学氧化。直接电化学氧化是使难降解有机物在电极表面发生氧化还原反应。目前,已证实对氯苯酚、五氯化酚均可在阳极上彻底分解。Hwang B J等 10报道了电化学处理含氯有机物的有效性,并成功地利用PbO2/聚吡咯复合电极去除废水中的氯离子。阴极还原过程已被用于一氯乙烷、三氯乙
11、烷和芳香氯化物等的脱氯处理。间接电化学氧化就是利用电化学反应产生氧化剂或还原剂使污染物降解的一种方法。据报道,采用电解生成次氯酸盐氧化剂,可氧化去除氨氮及难降解的有机污染物。2 物理化学法2.1 混凝沉淀法混凝沉淀法是处理污水的重要方法 11-13,用以去除水中细小的悬浮物和胶体污染物质。混凝法用于各种工业废水的预处理、中间处理或最终处理及城市污水的三级处理和污泥处理。除了用于去除悬浮物和胶体，它还可用于除油和脱色。混凝的机理主要有四种：压缩双电层机理，吸附与电中和机理，吸附架桥机理以及网捕机理。由于悬浮物的吸附作用,在悬浮物沉淀的同时,将其它污染物吸附沉淀下来,有利于污水的进一步处理 14。
12、混凝沉淀效果的好坏,对于后处理过程的设计及污水处理总效率的提高具有重要作用 15-18。2.2 离子交换法离子交换树脂是一种含有活性基团的合成功能高分子材料，它是由交联的高分子共聚物引入不同性质离子交换基团而成。离子交换树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能。应用离子交换树脂进行工业废水处理，不仅树脂可以再生，而且操作简单、工艺条件成熟、流程短，目前在废水处理方面得到了大量应用。在工业废水处理中，离子交换树脂主要用于回收重金属、贵金属和稀有金属，净化有毒物质，除去有机废水中的酸性或碱性的有机物质如酚、酸、胺等 19。按离子交换的有效功能基,可以将它分为鳌合型、两性、强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型等几大类 20。2.3 微电解法
