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• 本文标题：豪溢嘉五金厂池体土建设计.doc
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• 内容摘要：豪溢嘉五金厂废水方案设计工艺池体土建设计 学院， 专业， 姓名， 指导老师， 材料与环境学院 环境工程 黄榆薪 学号， 职称， 160503106131 王洪艳 教授助教 中国珠海 二二年五月  诚信承诺书 本人郑重承诺，本人承诺呈交的毕业设计豪溢嘉五金厂废水方案设计工艺池体土建设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名，黄榆薪 日期，2020年5月15日 豪溢嘉五金厂废水方案设计工艺池体土建设计 摘要 针对金属加工废水含有重金属离子污染物的特点，设计对废水采用pH调节絮凝池沉淀池预处理工艺，使金属加工废水中铁离子铜离子和锌离子生成氢氧化铁氢氧化铜和氢氧化锌沉淀去除，出水进入SBR生物反应池，在微生物生化作用下降解COD硝化分解氨氮，生化出水再经砂滤氧化深度处理水质达标后外排。 关键词，金属加工废水，重金属离子去除，SBR，序批式活性污泥 WasteWaterSchemeDesignofHaoyijiaHardwareFactoryCivilDesignofProcessTankBody Abstract Metalprocessingwastewateris characterizedwithvarietiesheavymetalpollutantsthatmayleadtheenvironmentcontaminated。Theheavymetalionsuchascopperandzinciomustberemovedpreferentiallythroughpretreatmentprocess。pHadjustmentandflocculationsedimentationweredesignedtotraformthecopperionandzinciontoironhydroxidecopperhydroxideandzinchydroxidetobeprecipitatedandremoved。SBR，sequencingbatchreactor，isadoptedtotreattheeffluent。CODisbiodegradedandammoniaisnitrifiedthroughbiochemicaltreatmentprocessinSBRreactor。EffluentisdischargedaftersandfiltrationandadvancedoxidationtreatmenttomeettheclassIstandardofwaterpollutiondischargelimit(DB44262001)ofGuangdongProvince。 Keywords:MetalprocessingwastewaterheavymetalionremovalSBRsequencingbatchactivatedsludgeprocess 目录 1前言 1 1。1本设计的目的意义及应达到的技术要求 1 1。2本设计在国内外的发展概况及存在的问题 1 1。3本设计应解决的主要问题 2 2设计方案 3 2。1方案任务和依据 3 2。1。1设计任务 3 2。1。2设计内容 3 2。1。3设计数据 3 2。1。4污水主要来源 3 2。2工艺流程确定的原则 4 2。3处理工艺方案分析 4 2。3。1AO生物处理工艺 4 2。3。2传统活性污泥法 4 2。3。3SBR工艺 5 3。主体构筑物结构设计 9 3。1酸洗调节池 9 3。1。1酸洗调节池简介 9 3。1。2设计计算 9 3。2pH调节池混凝絮凝池 9 3。2。1pH调节池混凝反应池 10 3。2。2絮凝沉淀池 10 3。3SBR池 12 3。3。1设计参数 12 3。3。2反应池设计计算 13 3。3药剂用量计算 19 3。4污泥系统计算 20 3。5废水处理平面布置 20 3。5。1总平面图布置原则 20 3。5。2主体和辅助构筑物 21 3。6废水处理高程布置 22 4结论 23 1前言 我国水资源人均占有量仅2400~2500m3年，110位，世界人均水量的14[]。我国水资源，。水污染问题。水环境污染制约发展，影响了人民生活水平[]。 [56]。 1。1本设计的目的意义及应达到的技术要求 酸洗是金属表面加工行业中重要的一道环节，在金属加工表面存在氧化铁，可以选择酸洗反应去除。酸洗液中氢离子浓度不断降低，最后会对废液外排成为酸洗废液，废液中含有Fe和Zn等重金属离子，对这部分污染物须要处理，如果这部分废液进入自然水体中，会影响水体中水生作物成长，如果进入土壤会会造成土质钙化，农作物无法生长[78]。 随着经济发展生活水平提高及环保宣传及环境意识的加强，在自然水资源不足的条件下，因此须要选择适合的工艺，对这部分金属加工企业的废水进行处理，减少污染排放进入水体。 本文针对目前的金属加工废水的水量和特征，分析总结现场金属加工废水存在的问题，从处理工艺设计设备造型和运行管理方面给出决策和建议。对金属加工废水水质特点和要求，设计一套处理金属酸洗废水工艺废水和生活废水的工艺，经处理后，废水中金属离子COD氨氮和石油类得到有效去除，出水达到，DB44262001)第II时段一级标准要求。 1。2本设计在国内外的发展概况及存在的问题 对酸洗废液行业内有很多的研究，专家认为对不同金属加工废水采取合适的处理工艺，最终实现资源化处理，常用的方法有物理化学法焙烧法蒸发法铁盐结晶法离子交换法和膜处理法。 高温焙烧能够回收氧化铁和酸，循环利用，此工艺处理易挥发酸，回收下的酸可循环回用，回收的氧化铁可作为冶炼原料。该过程对设计管理控制水平要求高，适用大企业应用。联众广州采用该技术，达到废酸资源再生利用，每年节约氢氟酸硝酸分别为2891t5592t[9]。 蒸发法回收酸，是利用酸的易挥发特性，通过加酸使蒸发为酸性气，再经冷凝回收酸，该法针对盐酸氢氟酸的回收。张孟民对宝鸡瑞星化工酸洗废液为处理对象，得到34%的盐酸，剩余母液加工制作磷肥，此工艺减少环境污染，有较好的经济效益[10]。 铁盐结晶法是通过对废液浓缩冷冻结晶，得到饱和硫酸亚铁产品。该法技术可靠适用性强操作环境好，尤其适用有余热的企业。江西洪都钢利用负压蒸发浓缩，然后冷冻结晶得到产品，此工艺在每吨废酸中能够得到625kg再生酸，90kg七水硫酸亚铁，有较好的经济效益和环境效益[1112]。 离子树脂是用利用较强的吸附性基团，吸附强酸离子或金属离子，该过程可逆，强酸或金属离子能够脱附，达到去除游离酸和金属离子。王贵喜和杨绿等采用离子交换对不锈钢酸洗工艺产生混合废酸进行纯化，结果表明酸的回收率和铁的去除率均能达到80%，纯化后酸可用于生产[13]。 膜处理法利用膜的孔径区别，能够分离铁盐和酸。朱茂森利用均相离子交换膜，实验条件为电压10V，pH2。53。0，铁浓度10001300mgl，反应时间240min后，铁的回收率达95%[1415]。电渗析膜能够回收酸和金属，但该法膜组易受到污染，更换膜组费用高[1417]。 1。3本设计应解决的主要问题 本项目中须要解决的主要问题如下， 1在金属加工废水中含有含有大量的重金属，特别是铜锌铁离子，这些离子不处理外排进入水体，会对环境造成特别大的影响，因此须要对废水进行预处理，使铜锌铁等重金属离子通过沉淀去除，保证后续生化处理工艺。 2废水中含有生活废水，其中含有COD氨氮，须要对COD氨氮进行生物处理，对生化工艺进行对比研究，选择适宜的生化处理工艺。 3对生化出水进行深度处理，使出水满足外排水标准。 2设计方案 2。1方案任务和依据 。1。1设计任务 (1，根据设计资料，结合处理工艺， (，对处理站进行平面布置设计，(3，。对进行计算，设计参数主要尺寸等， (4，对处理系统要做 (5，图纸绘制，详细设计， 。1。2设计内容 1，处理方案选择，包括基本工艺流程主体构筑物的选择， ，污水处理和污泥处理工艺的设计计算， ，平面布置设备选型高程计算管道铺设， ，完成污水处理厂的总体布置图高程图主体构筑物平面图， 。1。3设计数据 1，污水量 污水m3d (2，污水处理厂进水水质和处理要求 表1。进出水水质指标 pH CODCr SS NH3N 石油类 BOD5 氟化物 进水水质，mgl， 35 600 80 40 10 300 12 处理要求，mgl， 69 90 ≤20 ≤8 ≤5 ≤20 ≤10 2。1。4污水主要来源 污水主要来源，其中的主要污染物有BODCOD等。2。2工艺流程确定的原则 1，工艺流程在达标条件下，尽量采用成熟可靠的工艺，先进的技术且运行稳定，可靠。 ，合理，投资省，占地少，处理成本低。 (4，降低能耗，考虑资源化水污泥，能够综合利用。 (5，选设备，提高自动化水平。 2。处理工艺方案分析 AO生物工艺 AO为缺氧好氧处理工艺，采用一定比例污泥回流，在缺氧池在实现反硝化反应，能够去除进水中的有机物，然后在好氧池内，微生物实现硝化反应和生物氧化反应，该池内，微生物将剩余部分易降解的COD得到彻底氧化，此外在充足曝气条件下，氨氮在硝化菌存在条件下降解为硝酸盐氮。 在前置反硝化生物脱氮系统中同时存在着降解有机物的异养型菌群反硝化菌群及进行硝化反应的自养型菌群。混合的微生物菌体交替处于好氧和缺氧的环境条件中，有机物浓度条件下，分别发生不同的生物化学反应作用[]。传统活性污泥传统活性污泥法水沉砂初沉等后，推流式曝气池，沉淀池。微生物群FM值，吸附絮凝作用，沉降，浓缩性能[]。 SBR工艺 SBR是序列间歇式活性污泥法，SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess，的简称，间歇曝气，又称序批式活性污泥法。 在运行上有序和间歇操作，SBR反应池均化初沉生物降解二沉功能。优点，池内氧好氧处于交替状态，净化效果好耐冲击负荷，构造简单，便于操作和维护管理活性污泥膨胀工艺流程简单造价低[]。 AO 传统活性污泥法 SBR 优点 净化效果好 有机物，氨氮有较高去除率 适用进水浓度比较稳定废水，处理效果好 单池内厌氧好氧交替运行，处理效果好。 耐冲击负荷 硝化阶段能够强化生化，反硝化阶段在有高浓度污泥条件下，增强硝化及反硝化的污泥浓度，耐冲击负荷 负荷高可增大回流，较能耐冲击负荷， 池内有滞留的处理水，对污水有稀释缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击 处理设备 流程简单，投资节省， 占地面积大，基建投资多 工艺配备设备少，装置构造简单，利于操作和维护管理 污泥膨胀 缺氧好氧状态下废水和污泥持续循环，能够抑制污泥膨胀问题 在曝气池末端，可能污泥膨胀 池在DOBOD5存在不同的浓度梯度，抑制活性污泥膨胀 脱氮除磷 COD值能够降至100mgL以下，总氮去除率在70%以上 能够硝化除氨氮功能，基本无去除总氮能力 控制运行方式，达到好氧缺氧厌氧条件交替的运行，具有良好的脱氮除磷效果。 工艺流程 工艺流程相对简单，造价比较低 工艺流程简单，造价较低 工艺流程简单造价低。主体设备反应池，减少二沉池和污泥回流系统的投资，工艺设备布置紧凑占地面积省 缺点 程序 程序简单，控制进水量和风量 仅有曝气池，程序简单 间歇周期运行，对自控要求高 能耗 能耗低 能耗低，在曝气池未端，存在浪费能耗现象 变水位运行，电耗增大 脱氮除磷效率 循环回流比提高脱氮效果，会增加运行费用 脱氮除磷效果低 脱氮除磷效率不太高 污泥稳定 污泥相对比较稳定 污泥较稳定 污泥稳定性不如厌氧硝化好 因此，SBR法的工艺建设费用运行费用操作管理，。 内容 水量，m3h) 酸洗废水 机械加工 19。17 非酸洗废水 纯水制水排水 1 废气处理排水 0。33 生活用水 5。76 图21。五金废水处理工艺流程图 该项目中金属加工主要以铁铜金属为主，酸洗废水中含有铁铜锌金属离子，在该股水处理中，须要将重金属离子通过沉淀去除。 针对酸洗废水pH低，酸度大，含有大量金属离子的特点，须要对此废水进行处理，工艺采用pH调节絮凝池沉淀池中和池进行处理首先废水pH调节池，然后对酸性废水pH从35调节至10。0废水中铁铜和锌离子生成氢氧化铁氢氧化铜和氢氧化锌沉淀，并在絮凝池内絮体变大，在沉淀池内沉淀，这些沉淀物通过污泥去除，沉淀池出水经过盐酸调节pH至8。0。 废水经处理重金属离子后，废水进入生化装置，SBR，，其出水再投加药剂，在絮凝去除部分SS和有机物后，出水经砂过滤器去除剩余SS，出水再投加次氯酸钠药剂，保证出水达标外排。金属加工废水通过生化处理，SBR，和物化处理，絮凝池，去除，水质达标后外排。 SBR操作方式简单，造价低，本文章选取SBR处理工艺作为废水主要的COD氧化和氨氮硝化工艺。 3。主体构筑物结构设计 3。1 3。1。1酸洗调节池简介 以水质。3。1。2设计计算 m，取5m。 在酸洗调节池底以i=0。01坡度聚集水坑。 ，3，潜污泵 池内设置潜污泵，用一备一，泵基本参数为，水泵流量Q=8m3h，扬程9m，配电机功率N=1。5KW 3。2pH调节池混凝絮凝池 含锌废水 锌氢氧化物不溶于水，两性在强酸或强碱中能溶解。锌碱Zn(OH)2白色沉淀，再加碱，沉淀又溶解锌的氢氧化合物为两性化合物，pH值过高或过低，出水超标。pH值。 反应原理 Zn2++2OH=Zn(OH)2，沉淀， 反应条件，p=9， 含铜废水通过碱的方式水中游离态离子，聚合硫酸铁聚合氯化铝。 反应原理， Cu2+2OH=Cu(OH)2(沉淀， 反应条件，p==9。5，10。5 混凝药剂分为无机和有机两类。无机主要是铁盐和铝盐，硫酸铝明矾聚合氯化铝等本采用铝。 将酸性废水用氢氧化钠进行调节，与原酸洗废水进行中和反应，并控制pH值在10。0，使废水中重金属离子在碱性条件下生成相应氢氧化物沉淀。 ，1，pH调节池混凝池絮凝池中和池容积 设废水在pH调节池混凝池絮凝池中和池容积停留时间T=0。5小时， pH调节池混凝池絮凝池中和池容积体积V=Q240。5=0。55，m3， pH调节池高，宽=，2:1，，3:1，，此处取2:1，则有效池深1。3m，则池长宽为L=B=0。65m， ，3，反应池浆式搅拌机 该搅拌机采用浆叶式，轴须防腐 搅拌机转速n0=60vлD0=602。0(3。140。5)=76rmin n0，搅拌转速，rmin v，桨板外缘线速度，1。53。0ms，取2。0 D0，搅拌器直径，D0取23D=0。5m D，混合池直径 搅拌机轴功率N1=μVG2102=0。894×103×0。55×82102=0。3×103 KW μ:水的粘度Pa。s取0。894×103Pa。s G，设计速度梯度，8s1 搅拌机电动机功率N=N1(0。750。7)=0。57×103 KW 3。2。2絮凝沉淀池 采用竖流式沉淀池作为絮凝沉淀池，该沉淀池能够适用于处理量小的工业废水。 设计依据， 中心管面积f，m2， 式中，qmax:最大设计流量，m3s， V0:中心管内流速，ms，取0。03ms， 沉淀池直径D，m， 竖流式沉淀池停留时间控制在3h，则池子有效体积为3m3 沉淀池直径与有效水深比值取值为2。0，则 竖流式沉淀池直径取2。0m， 有效水深h2，m， 校验集水槽出水堰的水力负荷q0，Ls， 池子底部圆截锥的有效容积V2，m3，，设计取圆锥底直径d为0。4m，锥的高度h5，截锥壁侧倾角为55，则 中心管直径d0，m， 中心管喇叭口下缘至反射板垂直距离h3(m) v1是池子中心喇叭口到反射板间水流出速度，设计取0。02ms， 沉淀池总高度H，m， 取池子保护高度h1=0。3m，缓冲层高度h4=0m，泥层厚度低，。 3。3SBR池 3。3。1设计参数 ，污水量最大日污水量计算，，，水深为4，6m，池宽与池长之比为，1，1，，，1，2，。，设计参数典型值。表1。SBR工艺设计参数表名称 高负荷运行 低负荷云运行 间歇进水 间歇进水或连续进水 BOD污泥负荷[] 0。1，0。4 0。03，0。1 MLSS() 1500，5000 周期数 3，4 2，3 排除比，每一周期的排水量与反应池容积之比， 14，12 ...
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