【鍍鉻廠污水處理設計13000字（論文）】

鍍鉻廠污水處理設計摘要我國電鍍行業(yè)的迅速發(fā)展導致了大量電鍍廢水的排放。電鍍廢水中含有重金屬、氰類等有害物，當它排入農(nóng)田、湖塘，或者隨降水滲入地下時，都會對周圍的自然環(huán)境造成惡劣的影響。本設計旨在處理鍍鉻廢水，鍍鉻廢水由于鉻的毒性極強，它對自然環(huán)境以及人類的健康都有著巨大的威脅?？紤]到經(jīng)濟成本、去除效率、原料獲取以及污泥處理和二次污染等方面，本設計采用化學法中的亞硫酸鹽還原法來處理水中的鉻離子。本電鍍鍍鉻廠的進水水量是300m3/d，進水中總鉻濃度為65mg/L，六價鉻濃度為12mg/L，pH為3-4，總鋅濃度為25mg/L，SS濃度為70mg/L。處理工藝采用亞硫酸鹽還原法，由于Na2SO5成本低且投加量小，所以采用Na2SO5為還原劑。先調(diào)節(jié)pH至2-3，再加入還原劑，將Cr（Ⅵ）還原為Cr（Ⅲ），然后加入NaOH做沉淀劑，調(diào)節(jié)pH至堿性，使得三價鉻離子在絮凝作用下形成Cr(OH)3沉淀，同時將水中鋅離子也絮凝成Zn(OH)2沉淀。而后污水經(jīng)過斜板沉淀池、過濾器、消毒接觸池等排出。污泥則從斜板沉淀池中流出，而后經(jīng)過污泥濃縮池進行過濾，最后通過污泥脫水間等排出。經(jīng)過處理后，水中的Cr（Ⅵ）、Cr（Ⅲ）、Zn、SS能達到國家《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)的排放標準。本設計對于鍍鉻廢水的去除效果好，且經(jīng)濟成本比較低，是比較可行的處理方法。 關(guān)鍵詞：鍍鉻廢水亞硫酸鹽還原法電鍍焦亞硫酸鈉目錄摘要TOC\o"1-3"\h\u2504第一章總論 300906.3.4藥劑費 292216.3.5污泥運費及處理費 29198356.3.6設備維修及折舊費 29123016.4效益分析 3025134第七章結(jié)論 31參考文獻32總論1.1設計背景電鍍是一種復雜的工藝，它通常采用化學和電化學方法，用銅、鋅、鉻、銀、金等鍍種，可以起到裝飾和保護的作用[1]。隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，電鍍行業(yè)也處于繁榮發(fā)展的時期。但我國電鍍行業(yè)仍然存在很多問題。由于電鍍廢水排放量不大且處理難，很多電鍍廢水僅僅只經(jīng)過簡單處理就排放，對環(huán)境造成了很大傷害。且設備水平低下，管理難度較大。此外，電鍍廢水中含有的重金屬具有極強的毒性，對人體和環(huán)境會有不可避免的傷害。電鍍廢水的排放情況已經(jīng)十分惡劣，我國產(chǎn)生的電鍍廢水約有50%達不到國家標準[2]。所以加強電鍍廢水廠建設與管理非常必要。1.2任務及要求（1）根據(jù)廠址所在的地理位置，廢水的水量、水質(zhì)以及去除效率、排放標準和預計成本選定設計方案和工藝流程。（2）確定主體構(gòu)筑物的設計參數(shù)，并通過設計參數(shù)和工藝需要來確定各處理構(gòu)筑物的尺寸。（3）確定該水廠的平面布置圖，并在圖中標出水廠的范圍、主體構(gòu)筑物、輔助構(gòu)筑物以及主要管線布置。（4）確定該水廠的高程布置圖，該圖表示進水和管道之間、構(gòu)筑物之間的高程關(guān)系、以及水面標高和池底標高。（5）根據(jù)設計的結(jié)果參考制圖標準畫出工藝流程圖、平面布置圖、高程布置圖和主體構(gòu)筑物圖。（6）編寫設計說明書。1.3設計依據(jù)1.3.1設計處理能力本電鍍鍍鉻廠處理的生產(chǎn)污水量為270m3/d，生產(chǎn)污水經(jīng)污水管道收集后排至廠內(nèi)污水處理站，考慮到預留一定的富余量，污水處理站處理能力按300m3/d進行設計。1.3.2排放標準污水水質(zhì)指標及排放標準一覽表見表1-1：本項目污水經(jīng)過處理達到國家《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)的排放標準后排放。表1-1污水水質(zhì)指標及排放標準一覽表Table1-1Listofsewagequalityindicatorsanddischargestandards項目指標處理水量（m3/d）總鉻(mg/L)六價鉻(mg/L)SS(mg/L)pH總鋅進水水質(zhì)3006512703~425排水水質(zhì)300≤1.0≤0.2≤506~9≤1.5排放標準3001.00.2506~91.51.4設計原則（1）滿足我國環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī)，符合地方發(fā)展政策。（2）在改善環(huán)境的同時，也要兼顧經(jīng)濟發(fā)展，力爭做到經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護統(tǒng)籌兼顧。（3）根據(jù)設計進水水質(zhì)和排放標準規(guī)定的出水水質(zhì)要求，選擇的處理工藝要能夠確保去除效率高、工藝穩(wěn)定、操作成熟、高效節(jié)能。1.5基本資料1.5.1進水水質(zhì)參數(shù)表1-2進水水質(zhì)參數(shù)Table1-2Influentwaterqualityparameters處理水量總鉻六價鉻SSpH總鋅300m3/d65mg/l12mg/l70mg/l3-425mg/l1.5.2地理位置情況本廠位于呂梁地區(qū)，該地區(qū)位于山西省中部西側(cè)，地理坐標北緯36°43’-38°43’，東經(jīng)110°22’-112°19’，屬于半干旱暖溫帶大陸性季風氣候，多年平均降水量為502.5mm，年平均氣溫為8.9℃

工藝比選2.1處理鉻的方案比較2.1.1亞硫酸鹽還原法控制pH在2-3時加入亞硫酸鹽，亞硫酸鹽還原廢水中的六價鉻，使得Cr(Ⅵ)變?yōu)镃r(Ⅲ)。之后可加入堿液調(diào)節(jié)pH使得生成氫氧化鉻沉淀，從而將鉻去除。優(yōu)點：處理效果好，高效的還原六價鉻，操作方便，反應容易進行，氫氧化鉻還可以進行回收利用。缺點：成本高，投資大，原料難獲取，操作不當容易引發(fā)二次污染。2.1.2鐵氧體處理法使用硫酸亞鐵，在調(diào)節(jié)pH的前提下，將廢水中六價鉻轉(zhuǎn)變成三價鉻，生成類似于鐵氧體的復合氧化物，從而一起沉淀析出。優(yōu)點：原料容易獲取，成本低，達標后一般不會有二次污染，處理后能達到排放標準。缺點：處理成本高，且產(chǎn)生大量污泥需要處理增加能耗，容易受到廢水水質(zhì)影響。2.1.3離子交換法采用苯乙烯型陰離子交換樹脂作為吸附劑，Cr（Ⅵ）在吸附過程中還能排出其他離子，使得交換樹脂的吸附容量達到飽和。優(yōu)點：處理后水質(zhì)達標，樹脂經(jīng)過清洗后可以繼續(xù)使用。缺點：投資成本高，對操作要求高。2.1.4電解處理法用鐵板做陰陽電極，鐵陽極不斷溶解產(chǎn)生亞鐵離子，調(diào)節(jié)pH至酸性，六價鉻會被轉(zhuǎn)化成三價鉻，亞鐵離子在起到還原作用的同時，還可以吸附氫氧化鉻。優(yōu)點：處理效果比較好而且容易達標，不需要添加別的處理試劑，不會引入其他的污染物。缺點：需要消耗比較大的電能，成本較高，產(chǎn)生的污泥需要進一步的處理處置。2.1.5硫酸亞鐵-石灰法Cr（Ⅵ）在硫酸亞鐵的作用下轉(zhuǎn)化成Cr（Ⅲ），然后加入Ca(OH)2提高pH到7.5-8.5，生成氫氧化鉻沉淀。當pH調(diào)節(jié)到合適范圍內(nèi)時，F(xiàn)e3+就會生成Fe(OH)3，由于Fe(OH)3具有絮凝作用，Cr(OH)3就會在其絮凝作用下沉降。優(yōu)點：去除鉻的效果比較好，成本低，處理工藝成熟。缺點：產(chǎn)生的污泥泥量大，占地面積大，且出水不夠澄清。2.1.6鋇鹽法在酸性條件下，碳酸鋇和廢水中的鉻反應，形成鉻酸鋇沉淀而去除。水中殘留的鋇離子可以用石膏除去，生成更難溶的硫酸鋇。優(yōu)點：經(jīng)處理后出水水質(zhì)可達標，反應容易進行。缺點：污泥容易產(chǎn)生二次污染現(xiàn)象，且清除污泥所需周期較長。且鋇鹽有毒，需要做好防滲漏和防腐蝕的工作，增加了運行成本。經(jīng)過比較,亞硫酸鹽處理法的成本比較低，且工藝成熟、操作簡單，處理效果比較理想，污泥產(chǎn)生量少，且沒有二次污染的問題，因此本次設計選用亞硫酸鹽還原法。2.2沉淀劑選擇可以采用石灰、氫氧化鈉、碳酸鈉等來產(chǎn)生氫氧化鉻沉淀。由于石灰反應比較慢，且產(chǎn)生泥渣，泥渣難處理。而碳酸鈉會產(chǎn)生二氧化碳氣體，氫氧化鈉用量少，泥渣容易回收。所以本次設計使用濃度20%的氫氧化鈉做沉淀劑。表2-1亞硫酸鹽還原劑選擇Table2-1Sulfitereducerselection序號亞硫酸鹽種類理論值實際值1Cr(Ⅵ)：NaHSO31:31:4-52Cr(Ⅵ)：Na2SO31:3.61:4-53Cr(Ⅵ)：Na2S2O51:2.741:3.5-4由上表可知，Na2S2O5在使用中的投加量最少，且由于Na2S2O5的價格更低，所以本設計的亞硫酸鹽還原劑選擇Na2S2O5。2.3處理鋅的方案比較2.3.1混凝沉淀法在廢水中投加混凝劑，調(diào)節(jié)pH在8-10，形成氫氧化物絮凝體。該絮凝體對離子起到絮凝作用，共沉淀而從廢水中析出。其中混凝劑可以選擇石灰、鐵鹽等[3]。優(yōu)點：設備投資較少，運行成本低，工藝簡單容易操作，處理效果好。對于懸浮物的去除率很高，且出水可以回收利用。缺點：占地面積較大，污泥需要經(jīng)過濃縮后脫水，投入混凝劑對水體造成污染。2.3.2硫化沉淀法在弱堿性條件下，金屬硫化物中的硫離子對重金屬有較強的親和力，可以生成很難溶的硫化物沉淀從而從廢水中析出。優(yōu)點：反應pH在7-9，廢水用該法處理后不需要再調(diào)節(jié)pH，出水水質(zhì)好。缺點：硫化物的粒徑較小，容易形成膠體，膠體難以分離且會引發(fā)二次污染問題。2.3.3鐵氧體法使用硫酸亞鐵，在調(diào)節(jié)pH的前提下，生成類似于鐵氧體的復合氧化物，從而將鋅離子一起沉淀析出。優(yōu)點：設備簡單，工藝操作簡單易行，成本低，污泥容易脫水。缺點：能耗高且容易受到出水水質(zhì)影響。2.3.4離子交換法利用離子交換劑，廢水中的鋅離子在交換劑的作用下會和交換劑自身的離子發(fā)生互換，從而去除鋅。優(yōu)點：去除效果好，方法簡單易操作簡單，且不會引發(fā)二次污染的問題。缺點：成本高，交換劑制備復雜。2.3.5電解處理法向廢水中通入直流電，在金屬的電化學作用下，去除鋅離子的一種方法。優(yōu)點：處理效果好且可以回收利用，出水水質(zhì)容易達標。缺點：電解耗能大，投資成本高。2.3.6吸附法采用吸附劑如活性炭、腐殖酸等具有的獨特的吸附性能去除鋅離子的方法[4]。優(yōu)點：設備簡單，操作簡便。缺點：投資成本大且運行費用高，且出水水質(zhì)難以達標。經(jīng)比較，混凝沉淀法的去除效果更好且成本更低，所以本設計選用該法。由于氫氧化鈉價格較低，且溶解度高，所以混凝劑選氫氧化鈉。2.4一級沉淀池的選擇2.4.1平流式沉淀池優(yōu)點：沉淀效果比較好，耐沖擊負荷，對溫度變化的適應能力強，施工操作簡單，成本比較低[5]。缺點：池子中水量分配不均勻；當污泥斗不止一個時，每一個污泥斗都需要單獨設置排泥管操作量大。2.4.2豎流式沉淀池優(yōu)點：操作簡單且方便管理，占地面積比較小缺點：施工操作比較困難，不耐沖擊負荷，對溫度變化有比較差的適應性，成本高。2.4.3輻流式沉淀池優(yōu)點：排泥方式通常采用機械排泥，方便管理缺點：不耐沖擊負荷，設備要求高，施工復雜2.4.4斜流式沉淀池優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，處理效果好；停留時間短，占地面積小缺點：設備材料的成本較高，容易被污染物堵塞，需要定期更換[6]?？紤]到本廠污水量較小，占地面積小，所以本次設計采用斜流式沉淀池物料衡算及流程圖3.1總鉻的物料衡算進水中指標中總鉻的濃度為65mg/L，經(jīng)過該工藝處理后，廢水要達到我國電鍍污染物排放標準(GB21900-2008)，即總鉻的濃度必須小于1.0mg/L。（1）水中懸浮物Cr(OH)3濃度要求：C進式中：C總鉻--原進水中總鉻的濃度mg/L；MCr(OH)3--Cr(OH)3的摩爾質(zhì)量，kg/mol；MCr--Cr的摩爾質(zhì)量，kg/mol。（2）按國家標準Cr3+的出水濃度≤1.0mg/L,沉淀池中pH值為8左右，即[OH-]=10-14/10-8=10-6[式中：Ksp[Cr(OH)3]是Cr(OH)3在水中(18-25℃)的溶度積除去溶解部分的Cr3+，要求包含在Cr(OH)3沉淀中Cr的出水濃度[（3）處理程度η即鉻離子的去除率已達到國家排放標準。3.2六價鉻離子的衡算進水指標中六價鉻離子的濃度為12mg/L，經(jīng)過該工藝處理后，廢水要達到我國電鍍污染物排放標準(GB21900-2008)，即六價鉻離子的濃度必須小于0.2mg/L。（1）水中懸浮物Cr(OH)3濃度要求：C式中：C鉻--原進水中六價鉻的濃度mg/LMCr(OH)3--Cr(OH)3的摩爾質(zhì)量，kg/molMCr--Cr的摩爾質(zhì)量，kg/mol。（2）按國家標準Cr6+濃度[Cr6+]出<0.5mg/L，沉淀池中pH為8左右，即[OH-]=10-14/10-8=10-6[式中：ksp[Cr(OH)3]--Cr(OH)3的溶度積(18~25℃)，除去溶解部分的Cr3+，要求包含在Cr(OH)3沉淀中Cr3+的出水濃度。[（3）處理程度：η即鉻離子的去除率已達到國家排放標準。3.3鋅離子的衡算進水中指標中鋅離子的濃度為25mg/L，經(jīng)過該工藝處理后，廢水要達到我國電鍍污染物排放標準(GB21900-2008)，即總鉻的濃度必須小于1.5mg/L。（1）水中懸浮物Zn(OH)2濃度要求：C進式中：C鋅--原進水中鋅離子的濃度，mg/LMZn(OH)2--Zn(OH)2的摩爾質(zhì)量，kg/molMZn--Zn的摩爾質(zhì)量，kg/mol。（2）按國家標準Zn2+的出水濃度[Zn2+]出<1.5mg/L，沉淀池中pH為8左右，即[OH-]=10-14/10-8=10-6[式中：ksp[Zn(OH)2]--Zn(OH)2的溶度積(18~25℃)，除去溶解部分的Zn2+，要求包含在Zn(OH)2沉淀中Zn2+的出水濃度。[Zn2+]出=[Zn2+]出-[Zn2+]溶=1.5-0.018=1.482mg/L（3）處理程度:η=(即鋅離子的去除率已達到國家排放標準。3.4工藝流程圖本工藝的流程圖見下圖3-1圖3-1

第四章構(gòu)筑物計算4.1格柵的設計與計算4.1.1設計說明本設計的排放污水量270m3/d設計進水水量Q=300m3/d在鍍鉻廠廢水的產(chǎn)生過程中，由于沖刷金屬表面會產(chǎn)生顆粒較大的物質(zhì)，所以必須先對廢水進行預處理。格柵的作用是去除廢水中粒徑較大的懸浮物，由一組或多組金屬柵條和框架組成，一般安裝在進水渠道處[7]。4.1.2計算參數(shù)柵條寬度S=0.02m柵條間隙b=20.00mm柵前流速v1=0.8m/s，過柵流速v2=0.9m/s柵前槽寬B1=1.0m安裝傾角α=60°4.1.3設計計算取用兩組格柵Q1=Qmax/2=300/2=150m3/d=0.001736m3/s柵前水深h=柵條間隙數(shù)n=(3)格柵槽有效寬度柵槽寬度一般比格柵寬0.2-0.3m，取0.2mB=S(4)格柵槽進水渠道漸寬部分的長度：L柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L過柵的水頭損失：h式中：h1--過柵水頭損失，m；h0--計算水頭損失，m；g--重力加速度，9.81m/s2k--系數(shù)，格柵堵塞后，其水頭損失增大的倍數(shù)，取k=3；ξ——阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當為矩形斷面時，β=2.42則有：ξ=β柵槽總高度：H=h+式中：H--柵槽總高度，mh--柵前水深，mh1--設計水頭損失h2--柵前渠道超高，m，取0.3m(8)格柵總長度：L==1.181+0.5905+0.5+1.0+每日柵渣量：W=式中：W--每日柵渣量，m3/d；Q--日設計流量，m3/d；W1--柵渣量，m3(103m3污水)。由參數(shù)可知，柵條間隙為20mm的，本設計取格柵的柵渣量為每1000m3會產(chǎn)生0.07m3的污水，每日柵渣量為：W=則設計采用人工清渣。4.2隔油調(diào)節(jié)池的設計與計算4.2.1一般說明考慮到電鍍廢水水質(zhì)情況復雜，且水質(zhì)和水量會發(fā)生變化，所以設置隔油調(diào)節(jié)池的作用就是使得廢水的水質(zhì)和水量不會大幅度的波動，使其保持相對的穩(wěn)定[8]。該池的設置有利于后續(xù)還原池、沉淀池等構(gòu)筑物的有效運行，隔油調(diào)節(jié)池的材料是鋼筋混凝土，由于廢水性質(zhì)特殊，所以池體內(nèi)外都需要作防腐處理，此外隔油調(diào)節(jié)池還需要設置事故溢流管。4.2.2設計參數(shù)水力停留時間T=6h設計流量Q=300m3/d4.2.3設計計算（1）調(diào)節(jié)池有效容積V=Q（2）調(diào)節(jié)池水面面積取有效水深h=2m,則池面積為A=V/h=采用方形池L=B=√A=6.12m取L=B=6m調(diào)節(jié)池總尺寸：L×B×H=6m×6m×2m（3）工藝設備1次提升泵兩臺（一用一備），由于廢水pH在3-4，應該選用耐腐蝕泵。4.3鉻還原池的設計與計算4.3.1一般說明該池中發(fā)生六價鉻的還原反應，在該池中加酸起調(diào)節(jié)pH的作用4.3.2設計參數(shù)pH=2.5停留時間HRT=20min投藥比1:44.3.3設計計算（1）酸（H2SO4）量計算控制pH在2-3時加入Na2SO5，使得廢水中的Cr(Ⅵ)被還原成Cr(Ⅲ)，本設計選取pH值為2.5。原廢水的pH是3-4。本設計為具體估算所需要酸的量，取原廢水pH為4。由酸堿性中和反應式：H所需H+的物質(zhì)的量為：nH所需H2SO4的質(zhì)量為：M（2）還原劑量(Na2S2O5）計算由上文表格可知，水中六價鉻含量與焦亞硫酸鈉的最佳配量之比是1:3.5-4，本設計選取1:4。已知廢水中CCr6+是12mg/L。則廢水中六價鉻總質(zhì)量為：M則需Na2S2O5質(zhì)量為：M（3）還原池的有效容積V=Q設有效水深為1m，則池面積為A=V/h=4.17采用方形池L=B=√A=2.04m取L=B=2m還原池總尺寸：L×B×H=2m×2m×1m（4）工藝設備還原反應攪拌裝置按每m3池容輸入功率20W計算，需要輸入的功率N為N=20攪拌機機械總效率η1采用0.7，攪拌機傳動效率η2為0.8，則電動機功率N’攪拌機的槳葉為兩片式，它的形狀為單層平板形，它的長度為0.5m，它的寬度是0.2m，槳葉底距池底0.25m。4.4一級反應池的設計與計算4.4.1一般說明該池中發(fā)生氫氧化物的沉淀生成反應，鋅、鉻在該池中分別生成氫氧化鉻、氫氧化鋅。4.4.2設計參數(shù)pH=8由于Cr(OH)3的最佳沉淀pH為7-8，Zn(OH)2的最佳沉淀pH為8-9，所以選擇pH為8。停留時間HRT=20min4.4.3設計計算（1）鉻需要的堿（NaOH）量的計算H+由于選擇調(diào)節(jié)pH為8，所以所需要的NaOH的質(zhì)量為：M含鉻離子的質(zhì)量：m=65絮凝反應所需NaOH質(zhì)量：M4=(5200/52)所需NaOH總量M（2）鋅需要的堿（NaOH）量的計算H由于選擇調(diào)節(jié)pH為8，所以需要的NaOH的質(zhì)量為：M含鋅離子的質(zhì)量：m=25×絮凝反應所需NaOH質(zhì)量：M所需NaOH總量M（3）反應池的有效容積V=Q×設有效水深為1m，則池面積為A=V/h=采用方形池L=B=√A=2.04m取L=B=2m反應池池總尺寸：L×B×H=2m×2m×1m（4）工藝設備絮凝反應攪拌裝置按每m3池容輸入功率10W計算，需要輸入的功率N為N=1攪拌機機械總效率η1采用0.7，攪拌機傳動效率η2為0.8，則電動機功率N’=N/(攪拌機采用兩片漿葉式，它的形狀為單層的平板形，它的長度為0.5m，寬度為0.2m，槳葉底距池底0.25m。4.5斜板沉淀池的設計與計算4.5.1一般說明斜板沉淀池的停留時間短且占地面積小，本次設計采用其中的異流向斜板沉淀池。沉淀池中污泥需要定期清理，至少每天排一次。若清理不及時會造成堵塞現(xiàn)象。排泥裝置采用重力排泥，排泥管的型號為DN150，采用自動式的控制排泥閥。4.5.2設計參數(shù)水力表面負荷q=4m3/(m2*h)斜板長L=1m斜板傾角θ=60斜板凈距d=50mm斜板厚b=5mm4.5.3設計計算（1）沉淀池表面積A：A=式中：Q——最大設計流量，m3/h；n——池數(shù)；q——表面負荷，取4m3/(m2*h)；0.91——斜板面積利用系數(shù)。（2）池長a：a=√A=1.853核算q=Q/(0.91滿足條件3-5m3(m2*h)（3）斜板個數(shù)：m=a/(b+d)?1=1.853/(0.005+0.05)?1=33（4）水面超高h1=0.3m通常采用0.3-0.5m，本設計取0.3m；斜板區(qū)上部水深：h2=1m通常采用0.5-1m，本設計取1m；斜板區(qū)高度：h斜板下端與排泥斗的緩沖層高度：h4=0.9m一般采用0.5-1m，本設計取0.9m；（5）污泥斗污泥斗斗底為方形，底邊長a1為0.3米，泥斗傾角為60°則泥斗高h5污泥斗底部面積S1：S1污泥斗上部面積S2：S污泥斗容積V：V=1沉淀池總高度H:H=h1（6）內(nèi)部結(jié)構(gòu)進水管進水管采用化學建材管當中的DN160（外徑?160mm×4.6mmV=絮凝后期流速要求為0.2~0.3m/s，該流速近似滿足要求。（7）集水槽集水槽采用集水孔式的不銹鋼型集水槽數(shù)量1個集水槽流量q=300考慮池子會存在超載現(xiàn)象，超載系數(shù)一般為20%~50%，本設計超載系數(shù)的取值是20%，由此可得集水槽中的流量為：q’=1.2槽寬：B=0.9取B=112mm起點槽中水深：H終點槽中水深：H槽中水深全按H2=0.14m記錄。集水槽的淹沒深度為0.05m，跌落的高度為0.06m，集水槽的超高為0.1m。由此可得集水槽的總高度為：H=H孔眼計算由q’=ωμ2gh，q’=0.004166m3/s式中：q’——集水槽流量，m3/s；u——流量系數(shù)，取0.62；h——孔口淹沒水深，此處為0.05m；ω——孔眼總面積，m2。ω=q’孔徑采用d=10mm，則單孔面積ω則孔眼個數(shù)n=ω/取孔眼個數(shù)為88個。集水槽單側(cè)孔眼n’=88/2=44相鄰孔眼中心距離s=L（8）落水斗落水斗的長度為300mm，寬度為300mm，高度為400mm，該排水管使用硬聚氯乙烯管材質(zhì)，規(guī)格為DN32，其中外徑為32mm，壁厚為2mm。（9）排泥管選用DN160（外徑?160mm×4.6mm）4.6中間水池的設計與計算4.6.1一般說明其作用有二，一是作為沉淀池出水貯存池，二是用作過濾器水泵集水池。有效容積取1h廢水流量。4.6.2工藝尺寸有效容積V=300/24=12.5m3凈尺寸L×B×H=7500mm×1200mm×1400mm4.7過濾器的設計與計算4.7.1一般說明為了能夠進一步降低廢水中重金屬離子的濃度，且去除粒徑較小的顆粒物，選用高速淺層砂過濾器，石英砂單層濾料[9]。4.7.2設計參數(shù)濾層厚度h1.0m承托層厚h’450mm，分4層正常濾速v1.8m/s強制濾速v’3.6m/s工作周期T24h反洗膨脹率40%反沖強度15L/(m2*s)反沖時間5min反沖洗水處理后水4.7.3工藝尺寸截面積S：S=直徑D：D=取D為0.05m校核流速vV=接近于1.8m/s，滿足要求需要石英砂體積為V=S反沖洗膨脹度為40%，則有效高度為H=0.45+1砂濾料凈尺寸為D600mm×2000mm反沖洗最大需水量為Q設計取1.5m3工藝設備污水的二次提升泵需要兩臺，一臺使用，一臺備用。4.8消毒接觸池的設計與使用4.8.1一般說明廢水經(jīng)過過濾器后，水質(zhì)雖然不斷變好，但仍然存在細菌，甚至存在病原菌。因此，需要對污水繼續(xù)進行處理，即經(jīng)過消毒接觸池。本次設計采用液氯消毒劑。優(yōu)點為：價格便宜成本低，投配量精準且消毒效果良好[10]。4.8.2設計參數(shù)加氯量：5mg/L個數(shù)：兩組接觸時間：t=30min池底坡度：0.02超高：h=0.3m有效水深：h2=0.3m4.8.3設計計算（1）接觸池容積V=（2）每座接觸池面積A=（3）池體平面尺寸設廊道寬度為b=0.3m,則接觸池總寬度為B=0.3×0.3=0.09m，接觸池長度為：L=（4）池體總高度池底坡降：h故池體總高度為：H=（5）排泥設施池底的底坡坡度為0.02，該池在進水端的位置設有排泥斗和排泥管，通過刮泥板把污泥刮到進水端的位置，并通過管道排出。（6）污泥斗計算設集泥斗上部直徑為0.5m，下部直徑為0.3m，傾角為60°，則有污泥斗高度為：h污泥斗有效容積為：V選用DN50離心鑄造K級球墨鑄鐵管作為排泥管。（7）加氯間設計計算加氯量加氯量取值通常為5mg/L~10mg/L，本設計取5mg/L，則總加氯量為：W=5加氯設備選用2臺NXT3000系列加氯機，一用一備，單臺加氯量為1.5kg/d。4.9清水池的設計與計算4.9.1一般說明用于經(jīng)過過濾處理的凈化水，在處理水和回用水之間調(diào)節(jié)平衡。選用方形池，有效容積按砂濾器1次反沖洗水量的2倍計算，處理達標后的水經(jīng)DN75(75.3mm×2.3mm)硬聚氯乙烯溢流管直接外排，池底設DN50泄空管。4.9.2工藝尺寸有效容積V=2×1.5=3m3池體凈尺寸L×B×H=2000mm×1500mm×1000mm工藝設備反沖洗泵2臺作用是為砂濾器的反沖洗作動力源；當在清水池水中的重金屬離子沒有達到排放標準時，用泵將其打回隔油調(diào)節(jié)池。4.10污泥濃縮池的設計與計算4.10.1一般說明污泥中含水率較高，且含有大量有機物質(zhì)。因此在排放之前需要進入濃縮池中處理。本設計選用輻流式濃縮池。4.10.2設計參數(shù)個數(shù)1進泥含水率P199%出泥含水率P297%濃縮物固體通量M26kg/(m2*d)濃縮時間16h4.10.3設計計算（1）污泥量計算經(jīng)處理后廢水中懸浮物濃度C式中：k--系數(shù)，鉻離子含量≥5mg/L時，k取14；鉻離子含量<5mg/L時，k取16；C1--鉻離子的含量，mg/L；C2--鋅離子總量，mg/L；C3--懸浮物含量，mg/L。懸浮物質(zhì)量：1030mg/L×300=309kgQ=（309000/1×106）/(1-99%)=30.9m3/d則沉淀池每天排出污泥量為30.9m3，含水率為99%（2）濃縮池面積A：A=式中：Q--污泥量，m3/d；C--污泥中含有固體量，g/L；M--污泥固體通量，kg/(m2*d)。（3）濃縮池直徑D：D=2R=2（4）濃縮池總高度H工作部分高度h1：h超高h2：一般取0.3-0.5m，本設計取0.3m緩沖高度h3：一般取0.3-0.5m，本設計取0.3mH（5）濃縮池容積V=AH=1.224（6）污泥濃縮后體積V4.11污泥脫水間的設計與計算4.11.1一般說明污泥經(jīng)過濃縮池后仍有97%的含水率，體積仍然很大，為了進一步減少污泥體積，對其進行脫水處理，處理后污泥含水率會降低到70%-80%。4.11.2設計參數(shù)出泥含水率P380%4.11.3設計計算污泥量為V2=10.3m3每天排泥量V3V以壓濾機濾餅最大厚度為30mm計算，需要過濾面積為：A過=1.545/0.03=51.5m2泥餅重量m=本設計采用型號為XAZ100/1250-B的過濾面積為100m2的壓濾機。4.12藥劑投配系統(tǒng)計算4.12.1H2SO4加藥罐由前述計算可知，M1=45.02kg/d濃度為10%的H2SO4的體積為V1=45.02kg/(10%×1.84×103)kg/m3=244.7L4.12.2NaOH加藥罐由前述計算可知，M2=44.1kg/d濃度為20%的NaOH的體積為V4.12.3Na2SO5加藥罐由前述計算可知，M3=14.4kg/d濃度為10%的Na2SO5的體積為V4.12.4PAC加藥罐PAC投加量取10mg/L，則本設計每天需投加PAC藥量為：M4=10mg/L×300×1000=3kg濃度為10%的PAC的體積為V4.12.5PAM加藥罐一般PAM投加量取1mg/L，則本設計每天需投加PAM藥量為：M5=1mg/L×300×1000=0.3kg濃度為5%的PAM體積為V

第五章平面及高程布置5.1平面布置內(nèi)容及原則本水廠的占地面積為946m2，布置內(nèi)容主要包括各主要構(gòu)筑物以及配電室、辦公樓、值班室等輔助構(gòu)筑物，除此之外還有道路和綠地布置。具體構(gòu)筑物尺寸圖見下表5-1。污水廠的平面布置圖應充分考慮地理位置、風向等，便于規(guī)劃管理[11]。布置的一般原則：（1）構(gòu)筑物之間的距離合適，布局緊湊，不宜布置松散，節(jié)約占地面積，便于管理；（2）構(gòu)筑物的布置盡量參考工藝流程圖，盡可能使得管線平直，減少迂回，合理占地，減少土方量；（3）設計中該水廠生活區(qū)應該處于城市主導風向的上風向，工業(yè)區(qū)應該處于主導風向的下風向；（4）水廠中要有充分足夠的綠地面積，不低于占地面積的30%；（5）水廠中構(gòu)筑物之間的距離要合理，要考慮到構(gòu)筑物間連接管渠的位置以及管渠長度，通常情況下距離為5-10米；（6）污泥處理的主要構(gòu)筑物盡可能單獨排列，在方便管理的同時也保障了安全。5.2高程布置的內(nèi)容及原則高程布置的主要內(nèi)容有：各主要構(gòu)筑物的標高如池底標高、水面標高、池頂標高等，構(gòu)筑物之間的連通管道的尺寸和標高，從而使得在重力作用下水能夠自然通暢的在構(gòu)筑物之間流動，保證污水處理廠的正常運行。本設計除了調(diào)節(jié)池外，其他構(gòu)筑物進水均為泵抽送。取地面標高為+0.00。高程布置原則：(1)在進行高程布置時，它的參考依據(jù)主要是主體構(gòu)筑物的高度和構(gòu)筑物的水頭損失。污水流經(jīng)處理構(gòu)筑物的水頭損失，主要產(chǎn)生在進口、出口和需要跌水處，而流經(jīng)構(gòu)筑物本身的水頭損失則較小[12]。(2)考慮遠期發(fā)展，水量增加的預留水頭。(3)利用重力作用使得水體自流，避免處理構(gòu)筑物之間跌水等浪費水頭的現(xiàn)象。(4)在保障計算不受影響的情況下，盡可能的縮小構(gòu)筑物之間的水頭損失，減少提升泵房的流程，降低運行費用。(5)排放經(jīng)過工藝處理之后的水體時，水體需要在常年的大部分時間段內(nèi)能夠自流。注意排放水位一定不選取每年最高水位，因為其出現(xiàn)時間較短，易造成常年水頭浪費，而應選取經(jīng)常出現(xiàn)的高水位作為排放水位[14]。5.3構(gòu)筑物及設備表表5-1構(gòu)筑物參數(shù)表Table5-1Structureparameters序號名稱規(guī)格L×B×H(m)技術(shù)參數(shù)數(shù)量1隔油調(diào)節(jié)池6×6×2T=6h12鉻還原池2×2×1T=20min13反應池2×2×1T=20min14斜板沉淀池L=1mH=4.4mT=1.5h15中間水池7.5×1.2×1.4T=1h16消毒接觸池11.6×0.09×0.9T=30min17清水池2×1.5×1T=1h18污泥濃縮池D=0.63mH=17.5mT=16h19污泥脫水間5×2×1110格柵4.1×1.9×0.6211門衛(wèi)室3×2×1112辦公樓8×6×6113配電室4×3×3114化驗室6×5×61表5-2設備選型Table5-2Equipmentselection序號名稱型號功率(kw)個數(shù)1回轉(zhuǎn)式格柵GF-300-36001.122耐腐蝕泵50FB-16A1.523攪拌機JKB-17001.514pH計OP5000-6B-015污泥泵WQ15-7-11.526板框壓濾機XBQ300U1.527污泥回流泵QW250.5525.4高程計算5.4.1水流經(jīng)各構(gòu)筑物的水頭損失h=式中：h1--沿程水頭損失，m；h2--局部水頭損失，m；i--水力坡度；L--連接管段長度，m；δ--局部阻力系數(shù)；G--重力加速度，m/s2；v--連接管中流速，m/s。連接管中流速一般取0.7-1.5m/s。污水管道材質(zhì)選用鑄鐵管，則水力坡度計算公式為：i=式中：i--水力坡降；λ--摩阻系數(shù)；df--管子的計算內(nèi)徑，m；g--重力加速度，9.81m/s2。當v≥1.2m/s時，i=0.00107當v<1.2m/s時，i=0.000912表5-3構(gòu)筑物水頭損失Table5-3Headlossofstructures構(gòu)筑物名稱水頭損失/m格柵0.25調(diào)節(jié)池0.3還原池0.3反應池0.4斜板沉淀池0.4中間水池0.3消毒接觸池0.2清水池0.3用格柵設計來驗證通過格柵的水頭損失式中：hh1--設計水頭損失，m；h0--計算水頭損失，m；g--重力加速度，m/s2；K--系數(shù)，取3；δ??α??V--過柵流速，m/s。本設計中的中格柵的柵條為矩形斷面，則阻力系數(shù)的計算公式為：其中形狀系數(shù)2.42，則有：δ又取系數(shù)k=3，重力加速度g=9.8m/，過柵流速v=0.9m/s，格柵傾角；則有δ代入得h1=0.2596m，符合要求。5.4.2污泥管道水頭損失計算污泥會受到多重因素的影響而表現(xiàn)出不同的特性，如溫度、流速、粘度等，其中受粘度的影響最大。當污泥中的固體的密度越小時，污泥的粘度就會越大。污泥的粘度和懸浮物濃度以及揮發(fā)物的含量成正比例關(guān)系，與它的溫度成反比例關(guān)系[15]。而粘度與污泥在管道中流動的速度的關(guān)系比較復雜，當污泥在管道中的流速比較低，通常1.5m/s流動時，此時污泥處于層流狀態(tài)，污泥的粘度會比較大，其流動阻力也就比較大，當污泥流動速度增大到1.5m/s時，此時污泥處于紊流狀態(tài)，其流動阻力相對比較小，因此為了減小流動阻力，應該采用＞1.5m/s的流速，使得污泥處在紊流狀態(tài)[16]。當污泥的含水率在99%的時候，污泥輸送管道管徑為300mm時，假設流速夠大，流速超過1.5m/s，此時污泥處于紊流狀態(tài)，坡度為0.15（1）斜板沉淀池與污泥濃縮池之間的污泥水頭損失計算：總管長L=7m，水平管路長5m，v=1.5m/s則：沿程阻力損失為?其中D=300mm?局部阻力系數(shù)，兩個90°彎頭δ=0.85×2，當局部阻力突然增大時，δ=0.56h最不利管路高度差2m，總水頭損失為2.86m選泵：根據(jù)污泥流量和量程，選取CP(T)50.25_50型，揚程4-10(m)，功率為2.2KW（2）濃縮池到脫水間水平管路為4m，最不利管路高度為3m，則：總長度L=8m，管徑D=300m，CH=71則：沿程阻力損失為?表5-4阻力系數(shù)Table5-4Resistancecoefficient部件個數(shù)局部阻力系數(shù)90°彎頭21.12承插接口10.4三通閥10.7泵11總阻力系數(shù)為δ?則總水頭損失為H=H選泵：根據(jù)污泥流量和量程，選取CP(T)50.25_50型，揚程4—10(m)，功率為2.2KW。由于反沖洗水選泵需要能夠抗腐蝕，所以選取功率為2.5KW的150型耐腐蝕塑料泵。表5-5標高Table5-5Watersurfaceelevation序號管渠及構(gòu)筑物名稱水面下游標高水頭損失水面上游標高1出水口-20.25-2.252出水口至清水池-1.80.2-23清水池-1.50.2-1.74清水池至接觸池-0.40.35-0.755接觸池0.30.306接觸池至中間水池0.850.270.587中間水池1.20.550.658中間水池至沉淀池1.50.60.99沉淀池1.80.51.310沉淀池至反應池1.970.571.411反應池2.330.641.6912反應池至還原池2.560.52.0613還原池2.70.572.1314提升泵-1.9-4.22.315調(diào)節(jié)池-1.530.3-1.8316調(diào)節(jié)池至格柵-1.370.3-1.6717格柵-0.790.26-1.0518格柵至進水口-0.50.2-0.719進水口-0.500

第六章投資估算6.1人工成本本電鍍鍍鉻廢水處理廠需要人員包括：分析化驗人員3人、主管工程師1人、門衛(wèi)2人、操作管理人員6人。其中，分析化驗人員年薪12萬左右，主管工程師年薪20萬左右，操作管理人員年薪10萬左右，門衛(wèi)年薪8萬左右。年薪估計：Q1=3×12+1×20+2×8+6×10=132（萬元）6.2土建費用本設計按磚混的市場定價為120元每立方米，挖方市場定價為40元每立方米，填方按每立方10元的價格進行概預算，則：磚混費用：(172×4+334+247.335)×120=15.232萬挖方費用：(300×2+112.5×2+468.75+371.315×40=6.66萬填方費用：(121×2+141+130.0)×10=0.513萬所以土建費用為:15.232+6.66+0.513=22.405萬