活性炭吸附含鉻電鍍廢水吸附塔設(shè)計(jì).doc

活性炭吸附含鉻電鍍廢水吸附塔設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目活性炭吸附含鉻電鍍廢水的吸附塔設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1、處理水量Q=200m3/h2、原水COD平均120mg/L3、出水COD小于30mg/L4、活性炭吸附量q=（0.120.2）g COD/g炭5、活性炭與水接觸時(shí)間1030min6、污水在塔中的下降流速510m/h7、反沖洗水的線速度2832m/h8、反沖洗時(shí)間410min9、沖洗間隔時(shí)間72144h10、炭層沖洗膨脹率30%50%11、水力輸炭管道流速0.751.5m/s12、水力輸炭水量與炭量體積比例10:1三設(shè)計(jì)內(nèi)容1設(shè)計(jì)方案的確定及流程說(shuō)明2吸附塔的面積塔徑高度容積活性炭質(zhì)量、再生周期等計(jì)算3吸附塔附屬結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)4吸附塔工藝流程圖5吸附塔計(jì)算圖6設(shè)計(jì)說(shuō)明7參考文獻(xiàn)1、 設(shè)計(jì)方案和流程的說(shuō)明 由于電鍍廢水中Cr6+屬于有毒重金屬離子，不能直接排放。根據(jù)國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)對(duì)廢水的處理要求，考慮經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性，選用活性炭吸附,采用二塔并聯(lián)降流式固定裝置。吸附是一種物質(zhì)在另一種物質(zhì)表面上進(jìn)行自動(dòng)累積或濃積的現(xiàn)象，可以發(fā)生在氣-液，氣-固，液-液兩相之間。在污水處理中，吸附則是利用多孔性固體物質(zhì)的表面吸附污水中的一種或多種污染物，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的?；钚蕴渴浅Ｓ梦絼┲?。固定床吸附器最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、吸附器磨損少、使用方便。它是污水處理中常用的吸附裝置。污水連續(xù)地流過(guò)裝有吸附劑的固定床層，被吸附后的污水連續(xù)排出。當(dāng)出水水質(zhì)不符合要求（即床層被穿透）時(shí)，則停止進(jìn)水，將吸附劑再生。固定床根據(jù)水流方向又分為升流式和降流式兩種。降流式水流自上而下，出水水質(zhì)較好，但水頭損失大，需對(duì)床層定期進(jìn)行反沖洗。而升流式水流由下而上流動(dòng)，這種床型水頭損失增加較慢，運(yùn)行時(shí)間較降流式長(zhǎng)。根據(jù)處理水量、原水水質(zhì)及處理要求，固定床可分為單床和多床系統(tǒng)，單床一般用于處理規(guī)模小的工藝。多床層又分并聯(lián)、串聯(lián)兩種，該設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際要求選擇大規(guī)模處理，出水要求低的并聯(lián)方式。2、 設(shè)計(jì)參數(shù)選擇及計(jì)算1、設(shè)計(jì)參數(shù)選擇處理水量200m3/h、原水COD平均120mg/L、出水COD=30mg/L、活性炭的吸附量q=0.14gCOD/g炭、活性炭與水接觸的時(shí)間30min、污水在塔中下降的流速V=8m/h、反沖洗水的線速度28m/h、反沖洗時(shí)間6min、反沖洗間隔時(shí)間80h、炭層沖洗膨脹率45%、水力輸炭管道流速0.8m/s、水力輸炭水量與炭量體積比例10：1、炭層密度=0.43t/m3。2、 計(jì)算吸附塔的面積：2每個(gè)塔的面積：2吸附塔直徑：吸附塔炭層的高度：每個(gè)吸附塔的炭層容積：3 每塔填充活性炭質(zhì)量：每塔每天應(yīng)處理的水量：每個(gè)吸附塔每天應(yīng)吸附的值：活性炭再生周期：三、吸附塔附屬結(jié)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)活性炭 活性炭是最常用的非極性吸附劑，由木炭、堅(jiān)果殼、煤等含碳原料經(jīng)炭化與活化制得的一種多孔性含碳物質(zhì)，有大的比表面積（6001500m2/g)，吸附容量大，吸附能力強(qiáng)，該設(shè)計(jì)屬于液相吸附，一般用孔徑為（210-30.1）的活性炭。它有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，易再生與再利用，來(lái)源廣、價(jià)格低。它對(duì)鉻陽(yáng)離子也有還原作用；在選用活性炭處理裝置設(shè)備時(shí)應(yīng)選不銹鋼材料，防止活性炭與普通鋼材接觸發(fā)生嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕。2. 支撐裝置 位于填料底部，安裝平穩(wěn)，既要保證能夠支撐填料層的質(zhì)量，又要保證液體能通暢的流動(dòng)，具有耐腐蝕性，耐壓，耐沖擊。根據(jù)以上要求我們常選用不銹鋼作為支架材料。3. 液體分布裝置讓液體分布裝置設(shè)在塔頂，讓廢水均勻的分布在填料表面，設(shè)備的耐腐性強(qiáng)?？紤]易于維修又使布水均勻，且具有一定的水力沖刷強(qiáng)度及直徑大小，選用不銹鋼材料的可拆卸多孔管布水裝置。 4.液體出口裝置沉降式,出口位于塔底。管與塔接觸部分密封性好，防止出現(xiàn)液封現(xiàn)象，保證出水通暢流出，還要防腐蝕，耐壓，耐沖擊。選排水管的直徑為100mm，多用價(jià)格低、容易得的鑄鐵。5反沖洗設(shè)備吸附再生吸附 防止堵塞，設(shè)在吸附層的下方，孔管布水，孔徑為10mm，使沖洗水在整個(gè)底部平面均勻分布，沖洗時(shí)間為6min,每80h沖洗一次。以長(zhǎng)久利益來(lái)看，選用費(fèi)用高，操作簡(jiǎn)單，能較長(zhǎng)時(shí)間向塔內(nèi)輸水，泵小、耗電較均勻的沖洗水塔來(lái)排沖洗后的水。 四、吸附塔工藝流程圖 吹出氣 A、B并聯(lián)吸附，C再生； 加料 下一個(gè)階段是：A再生，B、 C并聯(lián)吸附；再下一個(gè)階段 是：A、C并聯(lián)吸附時(shí)，B再 生。這樣以此類推。 A B C 產(chǎn)品 部分產(chǎn)品用作再生氣 5、 吸附塔計(jì)算圖 6、 設(shè)計(jì)說(shuō)明 1、設(shè)計(jì)要求：處理水量大、出水水質(zhì)高、可回收、吸附劑可再生、設(shè)備耐腐性強(qiáng)。采用柱狀活性炭進(jìn)行吸附，不易堵塞。若用粉末活性炭吸附，要防火防爆，而且對(duì)設(shè)備要求也高，投資高，麻煩。反沖洗時(shí)要讓沖洗水均勻分布，有足夠的沖洗時(shí)間，沖洗后的水要及時(shí)排出?；钚蕴康脑偕?吸附劑在達(dá)到吸附飽和后，必須進(jìn)行脫附再生才能重復(fù)使用。所謂再生，及在吸附劑本身不發(fā)生或很少發(fā)生變化的情況下，用某種方法把吸附質(zhì)從吸附劑空隙中除去，恢復(fù)它的吸附能力，這樣就可以大大的減少水處理運(yùn)行成本。再生分為：加熱再生法，化學(xué)氧化再生法，溶劑再生法。我們選用加熱再生法，它是目前最常用最有效的一種再生方法。其再生步驟如下：a. 脫水：使活性炭和含鉻電鍍廢水進(jìn)行分離。b. 干燥：加熱到100150，將吸附在活性炭細(xì)孔中的水分蒸發(fā)出來(lái)，同時(shí)使一部分低沸點(diǎn)的有機(jī)物也夠揮發(fā)出來(lái)。c. 炭化：加熱到300700，使高沸點(diǎn)有機(jī)物熱分解，一部分低沸點(diǎn)有機(jī)物揮發(fā)，另一部分被炭化留在活性炭細(xì)孔中。d. 活化：加熱到7001000，將炭化階段留在活性炭細(xì)孔中的殘留物用活化氣體（如水蒸汽、CO2及O2）進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物以氣態(tài)形式逸出，達(dá)到重新造孔的目的。e. 冷卻：把活化后的活性炭用水急劇冷卻，防止氧化。2、 主要設(shè)計(jì)參數(shù)：參 數(shù) 內(nèi)容吸附塔面積A 每個(gè)塔面積A吸附塔直徑D吸附塔炭層高度h每個(gè)塔炭層的容積V每塔填充活性炭質(zhì)量M每塔每天應(yīng)處理水量Q1每個(gè)吸附塔每天吸附COD值活性炭在生周期T數(shù) 值25m2125m24m4m50m3215t2400t216kg/d14d3、 影響吸附的因素：吸附劑的種類：一般來(lái)說(shuō)，極性吸附劑易吸收極性吸附質(zhì)，非極性吸附劑易吸收非極性吸附質(zhì)?；钚蕴康谋缺砻娣e：比表面積（6001500m2/g)越大，吸附能力越強(qiáng)，吸附量越大。孔結(jié)構(gòu)：孔徑越大，比表面積越小，吸附能力差。該設(shè)計(jì)屬于液相吸附,孔徑一般為（210-30.1）。 溫度：其他條件不變的條件下，低溫有利吸附，升溫有利脫附。pH值：在酸性溶液中，活性炭的吸附率要比在堿性溶液中高一些