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1、某表面处理车间六价铬废水处理工艺设计计划书1、前言酸碱废水的危害，当排入江河危害水中微生物的生活，而影响水质，排入农田会破坏土壤的团粒结构影响土壤肥力及透力，影响农作物的生长，鱼类，牲畜等食用酸碱废水，肉质将产生影响，危害人体健康，渗入地下，影响工业生产。1.1 课程设计目的通过课程设计进一步消化水和巩固排工程课程所学内容。培养学生利用所学理论知识进行污水处理构筑物设计计算的能力，使学生了解并掌握水处理构筑物设计的内容、方法、步骤以及具体的设计计算，提高学生的绘图能力及正确编写设计说明书的能力，为以后的毕业设计打基础。1.2 原始资料1.2.1 设计进水量Q=500m3/d。1.2.2 进水水
2、质：Cr(VI)：200mg/L, Cr3+：30 mg/L，Mn2+：0.2 mg/L，Ni2+：0.3 mg/L，SS：90 mg/L， pH：2121.2.3 用于建废水处理站的空地约600m，东西长30m，南北宽20m，场地平整，土质良好。废水通过厂区排水管网收集，入废水处理站管底标高为-1.0m，经处理后的水直接排放，排水标高为-2.0m（所给标高均为相对标高，厂区地坪为0.00m）。拟建地夏季主导风向东南风，年平均气温12.3，极端最高气温40.8，极端最低气温-13.7，最大冻土深度为0.5m。.2、处理工艺确定2.1工艺流程选择由于本设计题目所涉及废水水质比较单纯，主要含六价铬
3、污染。六价铬含量较高，宜采用产生污泥量较少的还原剂；同时要求含铬污泥回收用于铬鞣剂制作，所以应尽量降低非铬类杂质含量。鉴于废水含量为500 m3/d, 远大于10 m3/d， 因此处理工艺宜采用连续式。通过工艺比选，考虑到达标排放和减少污泥发生量及尽量保证含铬污泥品味等因素决定采用亚硫酸氢钠还原沉淀法连续运行工艺处理此电镀含铬废水。设计处理流程图如下：过滤器浓缩池废水反应槽斜板沉淀池中间水池板框压滤机NaHSO3H2SO4NaOHPFS PAM上清液滤液NaOHH2SO4含铬废水调节池图2-1 处理流程图2.2工艺流程说明2.2.1 水系统废水处理系统采用连续处理工艺，废水经凉席提升，一次提升
4、从调节池到中间水池，二次提升从中间水池到清水池。调节池废水由耐腐蚀泵泵入反应池，在反应池中以重力流方式依次流经还原槽、中和槽、斜板沉淀池和中间谁池，完成六价铬的还原、絮凝和沉淀分离反应。中间水池中的水由耐腐蚀泵泵入石英砂过滤器过滤，出水流入清水池，清水池中的水可以回用作为过滤器反冲洗水，也可用于酸、碱、盐溶液的配制，或者达标排放。如果清水池中的PH值不达标，可以加酸加碱进行调节；如果六价铬超标，返回调节池从新处理。反应过程的控制通过氧化还原电位（ORP）测定仪、在线PH值计和液位计实现。2.2.2 污泥系统斜板沉淀池中沉积的含铬污泥经污泥浓缩池浓缩，再经板框压滤机脱水后打包待用。浓缩和压虑出水
5、返回调节池从新处理。2.2.3 药剂投配系统确定各种溶药、投药槽体、罐体有效容积、工艺尺寸，及相关配套工艺设备。2.3工艺条件控制还原六价铬必须在酸性条件下进行，当PH值为2.0或更低时，反应可在5分钟左右进行完毕；当PH值为2.53.0时，反应时间在2030min，当PH值大于3.0时，反应速度非常缓慢。实际生产中，一般控制在2.53.0之间，反应时间控制在2030min。亚硫酸氢钠与六价铬的理论投药比3:1（质量比）,由于废水中杂质的影响和反应动力学方面的原因，实际投药量一般高于理论投药量，投药比控制在（45）：1。投药比过低会使还原反应不充分，出水中六价铬含量不能达标，投药比过高是浪费药
6、剂，增加处理成本，并且容易生成可溶性离子【Cr(OH)2SO3】2-,难以生成氢氧化铬沉淀。氢氧化铬沉淀生成阶段，加碱调节PH值一般控制在78之间，反应时间为1520min。3、单体构筑物设计计算3.1调节池3.1.1一般说明调节池设事故溢流管，池底设泄空管。3.1.2参数选取池形 方形；停留时间 HRT=4h。3.1.3工艺尺寸有效容积 V有效=QHRT=5004/24=83(m3) （3.1）净尺寸 长度宽度高度(LBH)=5000mm5000mm4000mm3.1.4工艺设备1次提升泵2台（1用1备）.选用耐腐蚀泵选型见水力计算部分。3.2 反应池3.2.1 一般说明反应池内进行还原和絮
7、凝反应。在流程上分前后两格，前一格进行六价铬的还原反应，后一格进行氢氧化物沉淀生成反应，前后两格用底部开孔的隔板隔开，反应过程中进行机械搅拌，如下图：图3-1 （a）反应池侧视图图3-2 （b）反应池俯视图3.2.2 参数选取（1） 还原反应 停留时间 HRT 20min；投药比 5:1 （质量比， 还原剂 NaHSO3：六价铬）；ORP值 300mV；搅拌机功率 20W/m3 池容；（2） 絮凝反应 絮凝时间HRT 20min； PH值 8； G值 50/s；3.2.3 工艺尺寸 反应池总有效容积 V有效 = QHRT总 （3.2）=500(20+20) （2460） = 13.9(m3)净
8、尺寸 LBH = 3000mm2000mm2500mm3.2.4 工艺设备（1） 还原反应搅拌装置 按每立方米池容输入功率20w计算，需要输入的功率N为N=20V有效2 = 2013.92 = 0.139(Kw) （3.3）搅拌器机械总效率1采用0.75， 搅拌器传动效率2采用0.8；则 搅拌轴所需电动机功率N N= N 12= 0.139(0.750.8)=0.237（kw） （3.4）桨叶构造 单层平板形，两叶， 长宽= 0.750.3，桨叶底端距池底0.45m。（2） 絮凝反应搅拌装置 按每立方米池容输入功率10W计算，需要输入的功率为N=10 V有效2 = 1013.9 2 =0.07
9、(kw) (3.5)搅拌器机械总效率1采用0.75，搅拌器传动效率2采用0.8；则 搅拌轴所需电动机功率N为 N= N12 = 0.070(0.750.8) =0.12(kw) （3.6）桨叶构造为平板形 8叶，桨叶上下边缘分别距水面和池底0.3m。3.3 斜板沉淀池3.3.1 一般说明采用异向流斜板沉淀池。沉淀池中沉积污泥至少每天排一次，以免污泥板结堵塞排泥管。3.3.2 参数选取 个数n 取2；水利表面负荷q 3 m3/(m2h)；斜板长L 1.2m；斜板倾角 60；斜板净距d 50mm；斜板厚b 5mm；3.3.3工艺尺寸单池表面积A A=Q max（n0.91） (3.7)=500（2
10、30.9124）=3.8(m2) 单池边长a1 a1=A1/2 = 2.31/2 = 1.9(m) 每池斜板个数 m = 2a1/(b + d)-1 (3.8) =21.9/(0.005+0.05)-1= 67 （个） 斜板区高度h3 h3=L sin=1. 2sin60 = 1.04(m) (3.9)取斜板上端清水区高度 h2=0.5m； 取水面超高 h1=0.3 m；取斜板下端与泥斗底边长a=0.4m，泥斗倾角=60。，泥斗高为h5， 则 h5=（a1 a）tg2 =(1.9 0.4) tg602=1.30（m） (3.10) 污泥斗总容积V V=21/3h5（a12+a2+a1a） (3
11、.11)= 21/31.3(1.92+0.4 2+1.90.4) =3.9 (m3)沉淀池的总高度H H=h1+h2+h3+h4+h5 (3.12) =0.3+0.5+1.04+1.0+1.3 =4.14 （m）3.3.4细部结构（1） 进水口 进水用DN100（外径壁厚=110mm3.5mm）硬聚氯乙烯管直接与反池相连，则进水管中流速v V=4Q(nD2243600) (3.13)=4500(20.1032243600)=0.3(m/s) (满足絮凝后期流速要求，一般0.20.3 m/s)(2) 配水槽 配水槽是由两侧面为平行四边形，其余各面为矩形的盒体。底端开口，其余各面封闭。水流入后下行
12、，由底端开口翻入斜板区。配水槽尺寸 矩形面宽为150mm；平行四边形变长ab=150mm120mm；平行四边形锐角=60。；(3)集水槽采用两侧淹没孔口集水槽集水；集水槽个数N 每池1个；槽中流量=Q/N = 500/(2243600) = 0.00289(m3/s) (3.14)考虑池子超载系数为20%，则槽中流量为=1.2q =1.20.00289=0.003 (m2/s)槽中水深H2槽宽 B= 0.9（）0.4 =0.90.0030.4 = 0.088(m)为便于加工，取槽宽B=0.15m起点槽中水深 H1 =0.75 B =0.750.15 = 0.1125(m) 终点槽中水深 H2 =1.25 B =1.250.15 = 0.1875(m)槽中水深统一按 H2 =0.2 m 计 槽总高度H（如下图所示），集水方法为淹没式自由跌落。淹没水深取0.05m，跌落高度取0.05m，槽超高取0.1m，则集水槽总高度为H=H2 +0.05+0.05+0.2 =0.2+0.05+0.1=0.4（m） (3.15) 图3-3 集水槽 孔眼计算由 =（2gh）1/2
