污水课程设计
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课程设计(论文)任务书
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毕业设计(论文)题目
年 月 日
一、 设计说明书 1.设计任务和内容
针对一座污水处理厂,要求对废水除铬工艺设计完整的系统流程,并对除铬工艺进行详细的计算。完成设计计算说明书和设计图。
2.基本资料
某电镀车间排出的废水含Cr6+ 150 mg/L,流量20 m3/d,要求出水含Cr6+ 〈0.5
mg/L
3.工艺流程图
二、 污水处理工艺流程说明
1. 粗格栅
设计目的:拦截污水中漂浮物,以及不可生化处理的大颗粒物质,防止其进入水泵造成堵塞,影响水泵的正常运行。格栅井污水经过格栅后自流进入集水井中,进水总管上设一电动阀门,控制总进水及出水。
2. 集水井
设置目的:收集、贮存生活污水,为后续生化处理设施做准备,并作为潜水泵的安装点。生活污水通过潜水泵提升至沉砂池。集水井设置一溢流管道,溢流多余污水。
3. 平流式沉砂池
设置目的:去除污水中比重较大的无机颗粒,以改善污泥处理构筑物的处理条件、减轻沉淀池沉淀负荷。利用重力作用,比重较大的无机颗粒在水流经沉砂过程中得以沉降,沉砂池出水由出水渠流出,进入初沉池,沉砂进入贮砂池。
4. 初沉池
初沉池是一级污水处理的主体构筑物,或作为二级处理的预处理,可去除40~55%的SS、20~30%的BOD,降低后续构筑物负荷。
5. 化学车间
设置目的:应用化学方法去除污水中的超标Cr6+。
工艺参数:废水含Cr6+ 150 mg/L,流量20 m3/d。
除Cr6+工艺方法:
二氧化硫法处理含铬废水
二氧化硫法处理含铬废水的原理:
将硫磺燃烧产生的二氧化硫通入废水中,与水作用生成亚硫酸,废水中六价铬被亚硫酸还原为三价铬,生成硫酸铬。
用碱中和废水,使其pH值为8,使三价铬以氢氧化铬的形式沉淀下来;过量的亚硫酸外回流 内回流 进水
格栅 污水泵房 沉砂池 初沉池
缺氧池 好氧池 消毒池 二沉池
出水 污泥浓缩 厌氧池 化学车间 被中和生成亚硫酸钠,并逐渐被氧化成硫酸钠。
将废水送入平流式沉淀池中进行分离,上部澄清水排放,下部沉淀经干化场脱水,泥饼的主要成分为氢氧化铬,此外还含有少量其他金属氢氧化物。以上过程的化学反应式主要为:
S +O2 = SO2 SO2 +H2O =H2 SO3
H2Cr2O7 + 3H2 SO3 =Cr2 ( SO4 ) 3 + 4H2O
Cr2 ( SO4 ) 3 + 6NaOH = 2Cr (OH) 3 + 3NaSO4
H2 SO3 + 2NaOH =Na2 SO3 + 2H2O
2NaSO3 +O2 = 2Na2 SO4
二氧化硫法处理含铬废水的流程
图1 SO2还原法工艺流程简图
一般工业排放的废水,其水质、水量、酸碱度和温度等指标,随排水时间大幅度波动。为使处理构筑物和管渠不受废水高峰流量或浓度变化的冲击需设调节池。
二氧化硫发生炉主要是将硫加热使其燃烧产生二氧化硫气体,因为二氧化硫具有毒性,所以二氧化硫发生炉必须设集气罩,使其密闭,二氧化硫不致排放到大气中。
水射器用于向反应罐和沉淀池中投加药液,具有设备简单、使用方便、工作可靠等优点,其主要由压力水入口、吸水室、喷嘴、混合管、扩散管和排放口六部分组成。
由喷射器射来的气水混合液,经多孔管流入到反应罐底部,再经多孔板升流至反应罐顶部集水槽后排出,含铬废水与二氧化硫气体混合反应后, pH值逐渐降低,当六价铬被全部还原时, pH 值下降到2 ~3 之间。因此腐蚀性较大,所以选择制造材料时,必须考虑耐腐蚀或防腐蚀处理。一般可采用硬质聚氯乙烯板、钢筒或钢框内衬硬质聚氯乙烯板制造也可采用砖混凝土或钢筋混凝土,并用防腐材料抹面或衬贴耐腐蚀材料。
根据氢氧化铬沉降曲线其沉淀的时间较长,沉淀池一般设的长些,使其沉淀效果好。
新鲜污泥含有大量水分,为了便于运输和使用,需将其含水率降低至75﹪左右。由于污泥的量相对很小,为节省能源,采用污泥干化场,让污泥自然降低含水率。
中和池是对排出水的pH值进行控制。
6. 厌氧池、好氧池、缺氧池
设置目的:生化处理工艺主体,降解水中有机物,脱氮除鳞
7. 辐流式二沉池
设计目的:进行泥水分离,沉淀去除活性污泥。
8. 消毒池 设置目的:杀除水中细菌,极可能存在的病原菌
工艺说明:在池中投加消毒剂,经一段时间接触消毒,水中细菌得以杀除。
9. 辐流式污泥浓缩池
设置目的:浓缩污泥。
污水厂平面布置:
总平面布置遵从以下原则:
(1) 处理构筑物与设施的布置应顺应流程,集中紧凑,以便于节约用地和运行管理。
(2) 工艺构筑物与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异,分别相对独立布置,并协调好与环境的关系。
(3) 构筑物之间的间距应满足交通、管道敷设、施工和运行管理等方面的要求。
(4) 管道线与渠道的平面布置应与高程布置相协调,顺应污水处理厂各种介质输送的要求,尽量避免多次提升和迂回曲折,便于节约降耗和运行维护。
(5) 协调好辅建筑物、道路、绿化与处理构筑物的关系,做到方便生产运行,保证安全畅通,美化长区环境。
三、设计计算书
1、反应时的PH值
PH>6时,处理能力大大下降,甚至不合格,污水PH=3-4范围内反应速度较快。
污水中的六价铬以黄色的铬酸根CrO24和橙色的重铬酸根Cr2O27两种主要形式存在于溶液中,他们存在下列平衡:
2CrO-24+2HCr2O-27+H2O
其平衡常数K=1422-242-27210*1.2HCrOOCr
由此可知,含铬废水中的六价铬主要以Cr2O-27存在,其实强氧化剂,E0(Cr2O-27/2Cr3)=1.33伏,他使H2SO3氧化,本身由Cr6还原成Cr3,氧化还原电势为1.16伏。 在溶液中二氧化硫同水反应,PH值为4——5之间。
在酸性条件下,含铬废水和二氧化硫接触时,只要保证必要的混合反应时间,就能够完成氧化还原反应,使污水中的六价铬还原为三价铬。
所以,有足够的二氧化硫参加反应时,控制适当的反应时间,不调低PH,直接反应也能达到要求。
2、投药比
由反应式的化学系数关系可知,1mol Cr2O27需3 mol H2SO3与之作用,1mol
H2SO3需1mol S反应生成,既1mol Cr2O27需消耗3 mol S,所以反应中物质的量的比值关系为:
1:3)()(S272272OCrOCrSMWMW
)()(2723OCrSSMMW
)()()S(2722720.44216323OCrOCrWWW
既硫的使用量为污水中Cr2O27含量的0.44倍。
附件
设计课题:某电镀车间排出的废水含Cr6+ 150 mg/L,流量20 m3/d,要求出水含Cr6+ 〈0.5 mg/L。
参考文献
1.杨岳平,徐新华,刘传福主编.废水处理工程及实例.化学工业出版社,2002.
2.阮文权主编.废水处理工程设计实例详解.化学工业出版社,2006.
3.徐新阳,于锋主编.污水处理工程设计.化学工业出版社,2003.
4.曾科,卜秋平,陆少鸣主编.污水处理厂设计与运行.化学工业出版社,2006.