污水处理工艺设计

污水处理工艺设计1.设计范围水质水量及处理要求本设计处理水量为6000t/d。进水水质见表2-1。表2-1废水进水水质Cu2+SO42-pHSS50mg/L1000mg/L2.5200mg/L根据国家《污水综合排放标准》（GB8978－1996）的一级标准，废水出水水质见表2-2。表2-2废水出水水质Cu2+SO42-pHSS0.5mg/L—6.5～8.570mg/L2.污水中和沉淀系统2.1.工艺介绍对含铜废水处理主要有化学沉淀法、电解法、离子交换法和膜处理法等。化学法是目前国内外应用最广的。化学法处理含铜废水具有技术成熟、投资小、处理成本低、适应性强、管理方便、自动化程度高等诸多优点,加上砂滤能使出水水质澄清,达标排放,不失为既经济又有效的一种方法。本文研究了氢氧化钠中和沉淀酸性含铜电镀废水的影响因素,得到了重金属铜去除率较高的反应条件。2.2废水处理的基本工艺1.污水排放到中和池，用Na2CO3调整至PH7-8。2.抽至高位池，加入聚丙烯酰胺稀释液(每立方约含20-30克聚丙烯酰胺)。3.吸沉渣池底部沉淀物经压滤机进行渣水分离，渣装袋，水再流入中和池。4.废水来源：种高悬浮物废水5.污水水质：一般情况为SS=200mg/L6.处理后的出水水质标准：S≤10-70mg/L，2.2.2.使用碳酸钠的量根据：2Cu2++CO32++2OH-→Cu2(OH)2CO3↓Na2CO3+2H2O→2NA++2OH-+H2O+CO26000t=6000*1000L6000000L*50mg/L=300000000mg已知铜的摩尔质量M=63.5g则：2Cu2++CO32++2OH-→Cu2(OH)2CO3↓127300000000mgNa2CO3+2H2O→2NA++2OH-+H2O+CO2106XX=250393700.78740157480314960629921mg=0.25t2.2.3.处理成本市场价碳酸钠一般在2000元/t左右，那么一天的成本为：2000*0.25=500（元/d）1.1格栅1.1.1设计说明格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。1.1.2设计参数设计流量Q=6000m3/d=250m3/h=0.069m3/s；栅条宽度S=10mm栅条间隙d=15mm栅前水深h=0.4m格栅安装角度α=60°，栅前流速0.7m/s,过栅流速0.8m/s；单位栅渣量W=0.07m3/103m3废水。1.1.3设计计算1.1.3.1栅条间隙数maxsinQanbhv=式中：Q————设计流量，m3/sα————格栅倾角，度b————栅条间隙，mh————栅前水深，mv————过栅流速，m/smaxsinQanbhv==13。38,取n=14条。1.1.3.2栅槽宽度(1)0.01(121)0.015120.29BSnbnB=S（n-1）+bn=0.01(14-1)+0.015×14=0.34栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.3m。即栅槽宽为0.34+0.3=0.64m，取0.6m。1.1.3.3进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽B1=0.5m，其渐宽部分展开角度α1=60°1l10.60.50.14220220BBmtgtg1.1.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度120.140.0722mll1.1.3.5通过格栅水头损失取k=3,β=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.8m/s，则h1=24/3()sin2svkdgba式中：k--------系数，水头损失增大倍数β--------系数，与断面形状有关S--------格条宽度，md--------栅条净隙，mmv--------过栅流速，m/sα--------格栅倾角，度h1=24/30.010.831.79()sin600.01529.81=0.088m1.1.3.6栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.788≈0.8m1.1.3.7栅后槽总长度1120.51.0HLtgll0.40.30.140.070.51.0602.114tgm1.1.3.8每日栅渣量栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取W1=0.07m3/103m3K2=1.5，则：W=12864001000QWK式中：Q-----------设计流量，m3/sW1----------栅渣量(m3/103m3污水)，取0.07m3/103m3W=12864001000QWK==0.28m3/d＞0.2m3/d(采用机械清渣)选用HF-500型回转式格栅除污机，其性能见下表2-1，表1-1HF-500型回转式格栅除污机性能规格表型号电动机功率（Kw）设备宽（mm）设备高（mm）设备总宽（mm）沟宽（mm）沟深（mm）导流槽长度（mm）设备安装长（mm）HF-5001.150050008505801535150025001.2集水池1.2.1设计说明集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证正常运行。1.2.2设计参数设计流量Q=6000m3/d=250m3/h=0.069m3/s；1.2.3设计计算集水池的容量为大于一台泵五分钟的流量，设三台水泵（两用一备），每台泵的流量为Q=0.029m3/s≈0.03m3/s。集水池容积采用相当于一台泵30min的容量3060305410001000QTWm3有效水深采用2m，则集水池面积为F=27m2，其尺寸为5.8m×5.8m。集水池构造集水池内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作，为保证水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。1．3调节池1．3．1设计说明：调节池是用来均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。1．3．2设计参数设计流量Q=6000m3/d=250m3/h=0.069m3/s；调节池停留时间T=5.0h调节池有效容积V=QT=250×5=1250m3调节池水面面积调节池有效水深取5.5米，超高0.5米，则A=V/H=1250/5.5=227m21．3．3调节池的长度取调节池宽度为13m，长为18m，池的实际尺寸为：长×宽×高=18m×13m×6m=1170m3。1.3.4调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6－640/3-303/c/s1台1．4碱灌中和反应池1．4．1设计说明调节PH值，性污水需用碱来中和，污水中含有硫酸等杂质，可以用熟石灰来进行中和处理，生成硫酸钙沉淀和水。1．4．2设计参数碱性中和剂的单位消耗量：中和1g酸所需碱性物质的量/gSO2-:Ca（OH）2=1:0.775SO2-=1000mg/LCa（OH）2=1000*0.755*6000=4650g1.4.3药剂量的估算设进水pH值为2.5，则废水中【H+】=10-2.5mol/L,若废水中含有的酸性物质为H2SO4,所以CH2SO4=10-2.5×98=0.31g/L，废水中共有H2SO4含量为6000×0.31=1860kg/d，中和至7，则废水中【H-】=10-7mol/L，此时CH2SO4=10-7×98=9.8×10-6g/L，废水中H2SO4含量为6000×9.8×10-6=0.059kg/d，则需中和的NaOH为1860-0.059=1859.94kg/d，采用投酸中和法，选用95%的工业生石灰，药剂不能完全反应的加大系数取1.1，CaO+H2O→Ca(OH)2Ca(OH)2+H2SO4→CaSO4+2H2O74981404.44㎏1859.94㎏所以实际的生石灰用量为1.1×1404.44÷0.95=1626.19kg/d。1.4.4铜离子的除去.在中和酸性时加入的熟石灰,可以氢氧根与铜离子反应,生成氢氧化铜沉淀,反应式如下:2OH-+Cu2+→Cu(OH)2