含錳廢水處理設(shè)計(jì)

含錳廢水處理設(shè)計(jì)含錳廢水處理一畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要錳是環(huán)境水質(zhì)污染物的重要重金屬監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一，由于我國(guó)錳礦床多為中小型礦床，制約了錳礦山建設(shè)的規(guī)模，現(xiàn)有錳礦山生產(chǎn)能力普遍較小。全國(guó)年消耗1000萬噸以上，居世界首位，但我國(guó)錳礦資源相對(duì)缺乏，富礦較少，在大量錳礦的開采和深加工過程中由于設(shè)備和處理技術(shù)等各方面的制約，使我國(guó)的含錳廢料和含錳廢水污染較為嚴(yán)重。本設(shè)計(jì)含錳廢水污水處理站日處理量為1200m3/d，進(jìn)水的CODCr為200mg/L，pH為9.5,SS為150mg/L，出水CODCr為100mg/L，pH為6-9,SS為70mg/L。本設(shè)計(jì)采用石灰乳沉淀錳離子，先將石灰乳和廢水混合使廢水的pH到達(dá)9.5以上，Mn2在水中溶解氧的作用下迅速氧化為MnO析出，加入絮凝劑，通2過初沉池、二沉池絮凝沉淀MnO2，錳離子的去除率為94.3%。該工藝處理過的出水可以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)——GB8978-1996》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。AbtractManganeseisoneoftheimportantindicatorsofheavymetalmonitoringpollutantsinwaterenvironment,becauseourcountrymanganesedepositmoreforsmallandmedium-sizeddeposits,restrictedtheconstructionscaleofthemanganeseoremountain,mountainexistingmanganeseoreproductioncapacityisgenerallysmall.Nationalconsumptionof10milliont,thehighestintheworld,buttherelativelackofmanganeseoreresourcesinourcountry,therichorless,duetointheprocessoflargeamountsofmanganeseoreminingandprocessingequipmentandprocessingtechnologyandsoonvariousaspects,makeourcountry'swasteandmanganesecontentinmanganesewastewaterpollutionismoreserious.Theauthorelaboratesthemanganesewastewaterpollutioncontrol,andanalysishasbeenmadeinresearchongovernance,soastoprovidereferenceforrelatedresearch.Thisdesigncontainsmanganesewastewatersewagetreatmentstation,capacityis3600m3/d,CODCris200mg/Lwater,pH9.5,SSis150mg/L,effluentCODCris100mg/L,pHfor6?9,SSis70mg/L.ThisdesignUSESlimeprecipitationmanganeseion,mixlimemilkandthewastewaterfirst,joinflocculatingagent,throughtheheavyprecipitationpool,pond,atthebeginningofthemanganeseionremovalratewas94.3%.TheprocessestreatedeffluentcanmeettheintegratedwastewaterdischargestandardGB8978-1996levelstandard.TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 IAbtract??.........?.........?.........................II\o"CurrentDocument"第一章總論 11.1錳的性質(zhì)及用途 11.2含錳廢水的特征、來源與危害 11.2.1含錳廢水的特征 11.2.2含錳廢水的來源 21.2.3含錳廢水的危害 31.2.4含錳廢水治理技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 41.3結(jié)語 11\o"CurrentDocument"第二章段計(jì)任務(wù)說明 112.1設(shè)計(jì)依據(jù) 122.2設(shè)計(jì)原則 12和規(guī)模質(zhì)計(jì)范圍2.3.12.3和規(guī)模質(zhì)計(jì)范圍2.3.12.3.2設(shè)計(jì)規(guī)模 132.4設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)和基礎(chǔ)資料 13第三章石灰乳的制備與投加.??????????????????????????.143.1石灰乳的配制原則 143.2石灰乳的攪拌 14

3.3石灰乳的計(jì)量 3.43.3石灰乳的計(jì)量 3.4石灰乳的投加 -~3.4.1石灰乳濃度計(jì)算3.4.2投加量的計(jì)算.....3.4.3投加方式 l=Jl=J

w1516161617171717183.4.4計(jì)量泵的選型......第四章混凝劑的溶解與投加171717184?2PAC的投加 TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第五章工藝流程圖及說明 195?1工藝流程圖 195.2工藝說明 20第六章南筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 216.1中和槽 216?2初沉池 226?3二沉池 24\o"CurrentDocument"第七礦污水管路和阻力計(jì)算 247.1管路水力計(jì)算 247.1.1污水管徑計(jì)算 247.1.2污泥管徑計(jì)算 257.2阻力計(jì)算 26槽進(jìn)水阻力計(jì)算 26武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文TOC\o"1-5"\h\z7.2.2平流沉淀池進(jìn)水阻力計(jì)算 277.2.3二沉池進(jìn)水阻力計(jì)算 277.2.4平流沉淀池污泥管道阻力計(jì)算......287.2.5二沉池污泥管道阻力計(jì)算 28\o"CurrentDocument"第八章污水處理站總體布置 288.1總體布置 28=1一 平面布置原則 28=1=18.1.2總平面布置結(jié)果 29=18.2高程布置 30程布置原則 308.2.2高程布置結(jié)果 318.3工廠運(yùn)輸 31第九右茂術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 319.1土建費(fèi)用 319.2設(shè)備費(fèi)用 339.3管材費(fèi)用及其他費(fèi)用 349.4工程基本建設(shè)總投資 359.5處理污水的日常運(yùn)轉(zhuǎn)管理費(fèi)用 36\o"CurrentDocument"第十章工程效益及環(huán)境保護(hù) 3710.1工程效益 3710.2環(huán)境保護(hù) 39\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 39錯(cuò)誤!未定義書簽。第一章總論1.1錳的性質(zhì)及用途Mn是地殼中含量較豐富的一種元素，在地殼中的豐度為第十位，是含量?jī)H次于鐵的重金屬元素。錳是周期表中第25號(hào)元素，在基態(tài)時(shí)其電子構(gòu)型是15,25,2P63523p63d，45,第4周期第7（VIIB）族的元素，最外層電子結(jié)構(gòu)為3d，可生成氧化態(tài)為-3—+7的化合物，是過渡金屬元素中具有最多氧態(tài)的元素。在自然界中形成有大約50余種Mn氧化物和氫氧化物礦物。但自然界中的Mn主要呈n，IV價(jià)態(tài)，有時(shí)為m價(jià)態(tài)，在一個(gè)礦物相中可以存在有多種價(jià)態(tài)（例如黑錳礦Mn2O）。我國(guó)是世界上主要錳礦資源國(guó)和產(chǎn)錳國(guó)之一，錳礦儲(chǔ)量位居世界第7位，我國(guó)錳礦石共分為5個(gè)基本類型:碳酸錳礦石、氧化錳礦石、共生多金屬礦石、硫錳礦石和錳結(jié)核，其中最重要的是碳酸錳礦石和氧化錳礦石。雖然我國(guó)有21個(gè)省、市、自治區(qū)查明有錳礦，但大多分布在南方地區(qū)，尤以廣西和湖南兩省、區(qū)為最多，約占全國(guó)錳礦儲(chǔ)量的50%，因而在錳礦資源開采方面形成了以廣西和湖南為主的格局。錳是一種重要的金屬元素，在工業(yè)上用途非常廣泛。錳及其化合物應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，其中鋼鐵工業(yè)是最重要的領(lǐng)域，用錳量占90%—95%，主要作為煉鐵和煉鋼過程中的脫氧劑和脫硫劑，以及用來制造合金，其余5%—10%的錳用于其他工業(yè)領(lǐng)域，如化學(xué)化工（制造各種含錳鹽類）、輕工業(yè)（用于電池、印漆等）、建材（玻璃和陶瓷的著色劑和褪色劑）、國(guó)防、電子，以及環(huán)境保護(hù)和農(nóng)牧業(yè)等?？傊?，錳在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。1.2含錳廢水的特征、來源與危害1.2.1含錳廢水的特征產(chǎn)生含錳廢水的磷礦選礦工業(yè)是一個(gè)資源、能源消耗高，污染物產(chǎn)生量大的工業(yè)行業(yè)，盡管幾年來技術(shù)水平有所提高，環(huán)境保護(hù)工作不斷加強(qiáng)，但磷礦選礦生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境造成污染依然嚴(yán)重。調(diào)查結(jié)果表明，磷礦選礦生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水中的錳有很高的超標(biāo)倍數(shù)。企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)企業(yè)周邊的地表水、地下水、河流底泥、土壤造成了嚴(yán)重污染。我國(guó)大多數(shù)此類生產(chǎn)企業(yè)，由于環(huán)境保護(hù)意識(shí)不高、工藝技術(shù)落后、環(huán)境保護(hù)投入不足、環(huán)境保護(hù)執(zhí)法不到位等原因，對(duì)環(huán)境已經(jīng)造成、并正在造成嚴(yán)重污染影響，一個(gè)磷礦選礦企業(yè)污染一條河、污染一片土地的現(xiàn)象仍然較為普遍，有的甚至釀成了嚴(yán)重的環(huán)境污染糾紛。1.2.2含錳廢水的來源世界上錳礦石總產(chǎn)量的90%以上用于生產(chǎn)錳系鈦合金。鋼鐵企業(yè)的外排廢水中錳濃度相對(duì)較高，必須進(jìn)行深度處理。錳代鎳生產(chǎn)不銹鋼工藝突破后，電解錳金屬錳的需求量猛增。95%以上的電解錳生產(chǎn)企業(yè)是用碳酸錳礦為原料，采用酸浸、復(fù)鹽電解錳工藝，在電解錳生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，其主要廢水污染源是鈍化廢水、洗板廢水、車間地面沖洗廢水、濾布清洗廢水、板框清洗廢水、清槽廢水、渣庫(kù)滲濾液、廠區(qū)地表徑流和電解槽冷卻水等。每生產(chǎn)1t電解錳，大約排放工業(yè)廢水350t。四氧化三錳的制備方法目前主要采用金屬錳懸浮液法，每噸四氧化三錳用水量5?20t，廢水中含錳離子10-4?6x10-4，遠(yuǎn)大于國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的2x10-6，直接排放將對(duì)環(huán)境造成很大的危害。錳礦石礦井水污染還可分為礦物污染、有機(jī)物污染和細(xì)菌污染。在有些礦山中還存在放射性物質(zhì)污染和熱污染。礦物污染有砂、泥顆粒、礦物雜質(zhì)、粉塵、溶解鹽、酸和堿等；有機(jī)污染物有油脂、生物代謝產(chǎn)物、木材及其他物質(zhì)的氧化分解產(chǎn)物。細(xì)菌污染主要是受開采、運(yùn)輸過程中散落的巖粉、礦粉及伴生礦物的污染。錳礦石礦井水的一大特點(diǎn)是錳離子含量高。礦井水中的錳是由巖石和礦物中錳的氧化物、硫化物、碳酸鹽及硅酸鹽等溶解于水所致。氧化過程中錳遷移于水中生成Mn2+，因此礦井水中錳主要以Mn2+形式存在。礦山開采過程中，從井下排出大量廢水廢石，污染了河流，占用了大量農(nóng)田、山林、草場(chǎng)、破壞了生態(tài)平衡。1.2.3含錳廢水的危害錳是一種硬而脆的灰色金屬，在水中常以溶解錳及懸浮錳的形態(tài)存在。地下水中的錳通常是由巖石和礦物中氧化物、硫化物、碳酸鹽、硅酸鹽等形式溶于水中所致.其危害性主要有：在對(duì)人體的危害方面，含錳廢水進(jìn)入生活飲用水中，由于水中錳的異味較大，污染生活器具，使人們無法正常使用且會(huì)造成慢性中毒，我國(guó)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)(GB5749一2006)將水中錳含量限制在0.lmL以下。含錳廢水會(huì)對(duì)周邊的土壤及生態(tài)環(huán)境造成危害。過量錳的攝入會(huì)引起動(dòng)物和植物中毒，主要表現(xiàn)為對(duì)人和動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生毒害。渣廢棄地一般通氣透水性較差，易造成地表積水，引起植物根部組織缺氧，加上土壤重金屬錳的毒害，植物生長(zhǎng)嚴(yán)重受阻。錳對(duì)線粒體有特殊親和力，錳在富有線粒體的神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)突觸中，抑制線粒體內(nèi)三磷酸腺普酶和溶酶體中的酸性磷酸酶活力，從而影響神經(jīng)突觸的傳導(dǎo)能力。錳還能引起多巴胺和5一經(jīng)色胺含量減少。二者均具有抑制突觸遞質(zhì)，對(duì)抗乙酞膽堿的作用，因此錳中毒時(shí)腦基底節(jié)內(nèi)多巴胺和5一輕色胺及其降解產(chǎn)物減少，可部分地解釋錳的神經(jīng)毒作用。錳又是一種擬膽堿樣物質(zhì)，可影響膽堿酷酶的合成，使乙酞膽堿蓄積，此與慢性錳中毒時(shí)出現(xiàn)震顫麻痹有關(guān)。在工業(yè)方面如紡織、印染、造紙、漂白粉和膠卷等行業(yè)，如果漂洗用水中含有較高的錳則會(huì)降低產(chǎn)品的色澤，影響其顏色的鮮艷度。如果使用含錳水作食品和釀造用水，將嚴(yán)重影響食品的色、香、味等。水中含錳量超過一定值時(shí)，還將導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障而無法正常運(yùn)行。如錳可使鍋爐生成水垢和罐泥；在油田的油層注水中，錳能堵塞地層空隙、減少注水量、降低注水效果。電解用水中的錳能在陰極上生成膜而增大隔膜電阻，降低電解效率。在給排水管網(wǎng)方面，水中錳含量高，錳會(huì)沉積在管壁上而降低管道的通水能力，其沉淀剝落或者錳在管道末端產(chǎn)生積淀時(shí)，將嚴(yán)重影響供水水質(zhì)及堵塞管道，增大水流阻力，即形成所謂的“黑水”或“黃水”，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起管道的腐蝕破壞。1.2.4含錳廢水治理技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀水中錳的危害已引起人們的普遍重視，然而Mn2+在中性條件下的氧化速率很慢，難以被溶解氧氧化為二氧化錳。一般來說，當(dāng)pH值>7?0時(shí)，地下水中的Fe2+的氧化速率已比較快，相同的pH值條件下，Mn2+的氧化要比Fe2+慢的多，因而水中錳的去除比鐵要困難很多。在pH<>9.0時(shí)，Mn2+的氧化速率才明顯加快，溶解氧才能迅速的將Mn2+氧化成MnO2析出。因而最初常通過投加堿性物質(zhì)提高水的pH值或投加強(qiáng)氧化劑等加快Mn2+氧化速率的化學(xué)方法去除錳。常用的有以下幾種除錳方法：⑴電解法在有外加電壓和直流電通過的條件下，溶液體系中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。電解法處理含錳廢水是利用電化學(xué)原理，使廢水中的錳離子在陰極被還原，并以單質(zhì)形式沉淀下來，從而達(dá)到去除并回收資源的目的。以處理含MnCl2的廢水為例，陰陽極的反應(yīng)分別如下：陰極:Mnz++2e—Mn陽極:2Cl-2eTC12+電解法處理錳離子濃度較低的廢水具有無二次污染，能耗少，能回收錳等優(yōu)點(diǎn)，是一種有發(fā)展前景的含金屬離子廢水的處理方法。潘瓊等人進(jìn)行了三維電解法深度處理電解錳廢水技術(shù)的研究，考察了電解時(shí)間、電解電壓及錳廢水初始濃度對(duì)錳去除效果的影響，并確定適宜的反應(yīng)條件:電解電壓在20V左右條件下含錳廢水去除效率在97.22%以上，其排放濃度為1.6mL，電解30min時(shí)含錳廢水的去除效率在96.5%以上，處理后的排放濃度為1.8mL，錳廢水初始濃度在100mL左右條件下含錳廢水去除效率最高，在97.23%左右。因此，對(duì)含錳廢水的三維電解法處理，宜把進(jìn)水濃度控制在100mL左右，以達(dá)到最佳的處理效果。實(shí)驗(yàn)表明，在填充活性炭與樹脂的條件下，在低電壓短時(shí)間內(nèi)，充分提高填充粒子的利用率，達(dá)到較好的錳離子去除效果。(2)離子交換膜-電解法離子交換膜-電解(簡(jiǎn)稱離子膜-電解)是離子膜分離工藝與電解工藝的組合。離子交換膜具有這樣的特性，在直流電場(chǎng)的作用下，陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過，稱之為離子交換膜對(duì)不同電性離子的選擇透過性。離子交換膜對(duì)離子的選擇透過性機(jī)理在膜中的遷移歷程可用膜的空隙作用、靜電作用和外力作用下的定向擴(kuò)散作用來解釋。電滲析是一種分離過程，是在直流電場(chǎng)的作用下，離子透過選擇性離子交換膜，從而使膜兩側(cè)溶液中的離子脫除或濃縮的過程。離子膜-電解復(fù)合工藝結(jié)合了離子膜和電沉積兩者的共同特點(diǎn)。一方面它利用離子交換膜選擇性地萃取出需要電沉積的離子；另一方面，在電沉積的作用下的目標(biāo)陽離子在陰極以金屬單質(zhì)的形式電沉積下來。鐘瓊等人采用離子交換膜-電解分離技術(shù)處理電解金屬錳生產(chǎn)廢水，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上確定極板距離為3cm、陰極區(qū)的最佳電解液為(NH4)205；溶液及最佳pH值為8.0。在最佳工藝條件下，電解錳廢水錳的電沉積效率達(dá)到62.44%。(3)鐵氧體沉淀法鐵氧體是一種以鐵的氧化物為主的多元復(fù)合物，其化學(xué)通式為MxFe304。根據(jù)復(fù)合鐵氧體形成機(jī)理不同，可以將其原理分為中和法和氧化法。中和法是將二價(jià)、三價(jià)鐵鹽加入待處理廢水中，用堿中和形成合適的條件而直接生成尖晶型復(fù)合鐵氧體晶體。而氧化法則是將1^吵加入到待處理的廢水中，調(diào)節(jié)pH值，然后用曝氣(或其它方法)氧化形成尖晶石型復(fù)合鐵氧體。其大致形成過程如下：Fe3++2OH—Fe(OH)2；3Fe(OH)2+0?502—FeO?Fe2O3+3H2O；FeO?FeZO3+Mn2+TFe3+[Fe3+?Fe1-x2+Mn2+x]O4。羅超等人進(jìn)行了運(yùn)用鐵氧體沉淀法處理含錳廢水的研究，對(duì)鐵氧體與錳共沉淀進(jìn)行了中和法和氧化法兩種方法的試驗(yàn)研究，并探討了主要技術(shù)參數(shù)。結(jié)果表明:Mn2+的濃度在110mL-330mL的范圍內(nèi)，處理的結(jié)果均能達(dá)到國(guó)家工業(yè)污水的排放標(biāo)準(zhǔn)。Fez+的投入量應(yīng)保證其為廢水中總離子量的1.14倍以上，而且由于Fe2+和Fe3+的混凝沉淀作用，測(cè)定處理后的出水pH為6-8。處理工藝的最佳條件:使用中和法時(shí)，在pH=10，投料比為4,Mn2+的去除率可達(dá)99.91%，出水濃度為0?094mL；使用氧化法時(shí);常溫下在投料比為12,曝氣時(shí)間為6min的條件下，Mn+的去除率可達(dá)99.96%，出水濃度為0?049mL。⑷鐵屑微電解法鐵碳微電解的作用機(jī)理:鐵碳微電解工藝的電解材料一般采用鑄鐵屑和活性炭或者焦炭，當(dāng)材料浸沒在廢水中時(shí)，發(fā)生內(nèi)部和外部?jī)煞矫娴碾娊夥磻?yīng)。一方面鑄鐵中含有微量的碳化鐵，碳化鐵和純鐵存在明顯的氧化還原電勢(shì)差，這樣在鑄鐵屑內(nèi)部就形成了許多細(xì)微的原電池，純鐵作為原電池的陽極，碳化鐵作為原電池的陰極；此外，鑄鐵屑和其周圍的炭粉又形成了較大的原電池，因此利用微電解進(jìn)行廢水處理的過程實(shí)際上是內(nèi)部和外部雙重電解的過程，或者稱之為存在微觀和宏觀的原電池反應(yīng)。其電極反應(yīng)如下:陽極:Fe-2erFe2+EO(Fe2+/Fe)=0.144(v)Fe2+-e~Fe3+陰極:2H++2eTH2EO(Fe/Fe2+)=0.177(v)EO(H+/H2)=0.00(v)當(dāng)有O2時(shí):O2+4H++4eT2H2OEo(0/H2O)=1.23(v)O2+2H2O+4e^4OH一 EO(02/OH-)=0?40(v)由上述反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E可知，酸性充氧條件下電極反應(yīng)的劃。最大，反應(yīng)進(jìn)行得最快。用鐵屑微電解法處理電解錳酸性廢水時(shí)，一方面廢水中分散的膠體微粒、極性分子、細(xì)小污染物受微電場(chǎng)的作用，向相反電荷的電極方向移動(dòng)，聚集在電極上，形成大顆粒而沉淀;另一方面電極反應(yīng)不斷消耗廢水中的H+，使得。日-濃度增高，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，廢水中的一些重金屬離子就會(huì)轉(zhuǎn)化為溶度極低的金屬氫氧化物而沉淀，從而達(dá)到處理含錳廢水的目的。周培國(guó)等人研究TpH值、停留時(shí)間、處理負(fù)荷、鐵屑粒徑、鐵碳比對(duì)微電解技術(shù)處理工業(yè)廢水的影響。研究表明:一般低pH值時(shí)，因有大量的H+，而會(huì)使反應(yīng)快速地進(jìn)行，但也不是?日值越低越好，因?yàn)閜H值的降低會(huì)改變產(chǎn)物的存在形式，如破壞反應(yīng)后生成的絮體，而產(chǎn)生有色的廢水使處理效果變差。而pH值在中性或堿性條件下，許多實(shí)際運(yùn)行表明進(jìn)行得不理想或根本不反應(yīng)。因此一般控制在pH值為偏酸性條件下，當(dāng)然這也因根據(jù)實(shí)際廢水性質(zhì)而改變，？日值范圍為3-6.5。停留時(shí)間還取決于進(jìn)水的初始pH值進(jìn)水的初始pH值低時(shí)，則停留時(shí)間可以相對(duì)取得短一點(diǎn)相反，進(jìn)水的初始pH值高時(shí)，停留時(shí)間也因相對(duì)的長(zhǎng)一點(diǎn)。停留時(shí)間還反映了鐵屑用量，停留時(shí)間長(zhǎng)也就是說單位廢水的鐵屑用量大。鐵屑粒徑一般的粒度以60-80目為佳。按經(jīng)濟(jì)因素考慮應(yīng)選焦炭為最佳，具體設(shè)計(jì)參數(shù)為Fe/C(體積比)=1-1?5。喻旗等人在實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上，成功地將微電解技術(shù)用于湘西自治州6家電解錳廠工業(yè)廢水的處理，運(yùn)行中嚴(yán)格控制反應(yīng)池的進(jìn)水流量，確保反應(yīng)池中有足夠的鐵屑填料。實(shí)際運(yùn)行中，進(jìn)水pH值一般在5-6左右，可以不加酸。出水pH值接近中性，只需投加少量的Ca(0H)2調(diào)至pH值為9即可收到滿意效果。經(jīng)湘西自治州環(huán)境檢測(cè)站對(duì)自治州6家采用該工藝處理鈍化廢水的電解錳廠驗(yàn)收監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，廢水處理后Mn的去除率均高達(dá)99%，處理后的含錳廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。此外，歐陽玉祝等人采用鐵屑微電解法對(duì)含錳廢水的處理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，鐵屑用量15%、廢水pH值4.0、反應(yīng)時(shí)間為120min的條件下，Mm+去除率均可達(dá)99.7%以上，出水pH值為6-9。該方法經(jīng)電解錳廠處理運(yùn)行表明Mn2+的去除率為95?53%?；瘜W(xué)沉淀法一直以來，治理含重金屬離子廢水的方法有很多，其中應(yīng)用最廣泛的是化學(xué)沉淀法處理重金屬離子廢水，化學(xué)沉淀法是向水中投加化學(xué)藥劑，使之與水中溶解性的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶化合物，然后通過沉淀或氣浮加以分離的方法稱之為化學(xué)沉淀法。這種方法能去除水中的鈣、鎂硬度以及重金屬(如Hg、Zn、Cd、Cr、pb、Mn等)和某些非金屬(如AS、F等)離子。何強(qiáng)等人研究了化學(xué)沉淀/混凝沉淀工藝序批式處理電解錳廢水，采用石灰中和/板框壓濾機(jī)加NaOH反應(yīng)沉淀/混凝沉淀工藝序批式處理電解錳廠含錳廢水工程調(diào)試結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水量為120-160m3/d，進(jìn)水pH為3?5—5?5、Mn含量為55-700mg/L、ss為200-260mL時(shí)，出水pH為6.5-7.5、Mn含量為0.8-1?5mL，ss為5-16mL，出水水質(zhì)可以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在石灰中和反應(yīng)+NaOH反應(yīng)沉淀+混凝沉淀的序批式處理工藝中，嚴(yán)格控制反應(yīng)器的pH值及保證足夠的沉淀時(shí)間是關(guān)鍵因素。過氧化鈣沉淀法過氧化鈣是重要的無機(jī)過氧化物，具有無毒、無害，能在水及潮濕空氣中緩慢分解釋放氧生成氫氧化鈣的特點(diǎn)，有效氧的體積分?jǐn)?shù)高達(dá)22.2%。過氧化鈣對(duì)紫外線有很強(qiáng)的吸收作用，具有殺菌、消毒、漂白、增氧的性能，在農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品加工、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療、冶金等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。采用過氧化鈣去除廢水中重金屬離子的原理如下：CaO2+H—Ca(OH)2+[O]Mn2++[O]—MnO2Mn2++2OH^Mn(OH)2Mn4++4OH—Mn(OH)4張嫦等采用過氧化鈣沉淀法對(duì)工業(yè)廢水中的錳離子進(jìn)行處理試驗(yàn)研究，研究表明:在室溫下，廢水中重金屬離子的質(zhì)量濃度為錳35.58mL，廢水經(jīng)一次處理后錳pH均達(dá)到國(guó)家污水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。最佳處理工藝條件為:過氧化鈣用量0.1%—0.2%；處理時(shí)間30min；處理溫度為室溫；處理過程中不調(diào)整pH值。絮凝沉淀法絮凝沉淀法處理含錳廢水的原理:當(dāng)pH達(dá)到一定值時(shí)，廢水中會(huì)產(chǎn)生Mn(OH)2(部分被氧化為Mn(0H)4)膠體微粒，膠體由于帶電而在溶液中維持雙電層。膠體表面吸附層與溶液之間存在屯電勢(shì)，當(dāng)屯電勢(shì)越高，膠體越穩(wěn)定;膠體屯電勢(shì)越低，穩(wěn)定性越差。故降低膠體的屯電勢(shì)，能破壞其穩(wěn)定性而使之沉降。廢水添加混凝劑后，會(huì)壓縮雙電層能降低膠體的屯電勢(shì)，使其脫穩(wěn)快速沉淀。樊玉川提出了石灰-堿式氯化鋁處理電解錳的方法，并通過試驗(yàn)證明pH值控制在8.5-10的條件下可獲得較好的處理效果，最佳的堿式氯化鋁的投加量為50mg/L，先加石灰攪拌5min，在加堿式氯化鋁攪拌5min，沉淀時(shí)間為60-120min。全流程試驗(yàn)結(jié)果表明，廢水采用此方法處理后，錳由397mL下降到0.2mLo姚俊等人研究了分別利用聚合氯化物，聚合氯化物-硅酸鹽、聚合氯化物-鐵鹽、聚合氯化物-有機(jī)高聚物、有機(jī)高聚物、聚合氯化物-有機(jī)高聚物-pH調(diào)節(jié)劑等作為混凝劑處理含錳廢水。研究結(jié)果表明，處理含錳工業(yè)廢水的最佳pH為9.5，在pH為9.5時(shí)，聚合氯化物最佳投加量為35mL，最佳的混凝劑為聚合氯化物-有機(jī)高聚物-pH調(diào)節(jié)劑，經(jīng)聚合氯化物-有機(jī)高聚物-pH調(diào)節(jié)劑處理的含錳廢水，Mn2+含量達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，Mn2+去除率99.76%。粉煤灰法從粉煤灰的物理化學(xué)性質(zhì)來看，粉煤灰去除廢水中的有害物質(zhì)主要是通過吸附。由于粉煤灰的比表面積較大、表面能高，且存在著許多鋁、硅等活性點(diǎn)，因此，它具有較強(qiáng)的吸附能力，吸附包括物理吸附和化學(xué)吸附，物理吸附效果取決于粉煤灰的多孔性及比表面積，比表面積越大，吸附效果越好。另外，由于粉煤灰是一種多孔性松散固體集合物，孔隙率較大，因此，廢水通過粉煤灰時(shí)，粉煤灰也能過濾截留一部分懸浮物。但粉煤灰的混凝沉淀和過濾只是對(duì)吸附起補(bǔ)充作用，并不能替代吸附的主導(dǎo)地位。國(guó)內(nèi)外研究表明，粉煤灰對(duì)水中吸質(zhì)的吸附包括3個(gè)連續(xù)的過程:第一、顆粒的外部擴(kuò)散(膜擴(kuò)散)過程;第二、孔隙擴(kuò)散過程，即擴(kuò)散到吸附劑表面的吸附質(zhì)向空洞的深處擴(kuò)散;第三、吸附反應(yīng)過程，吸附質(zhì)被吸附在顆粒的內(nèi)表面上。江輝等人進(jìn)行了含錳廢水的粉煤灰處理的研究，測(cè)定了影響粉煤灰吸附特性的幾種因素:重金屬離子濃度、吸附時(shí)間、粉煤灰顆粒度以及待吸附液的pH等;結(jié)果表明:在其它條件相同的情況下，隨著廢液MT十濃度的增大，去除率逐漸降低，Mn2+濃度越小，吸附率越高，這是因?yàn)榉勖夯业姆涓C狀結(jié)構(gòu)的吸附能力有限，當(dāng)其達(dá)到飽和時(shí)，就不能再吸附了，此時(shí)就需要及時(shí)增添粉煤灰，說明低濃度Mn2+有利于粉煤灰對(duì)它的吸附；在吸附中60min為最佳震蕩時(shí)間；隨著粉煤灰粒度的減小，去除率增加；pH值應(yīng)控制在中偏堿性(pH值約為8.0最好)范圍。錳砂法根據(jù)溶膠粒子優(yōu)先吸附和它組成相同或相近的粒子這一規(guī)則，含有MnO2的2錳砂能夠很好的吸附水中Mn2+。有關(guān)研究認(rèn)為MnO2吸附后因使之氧化成錳的四價(jià)氧化物沉淀下來而被濾除，與此同時(shí)，MnO2本身被還原為Mn2O3,可見MnO2起電子交換劑的作用。其除錳機(jī)理可用下面兩個(gè)步驟表示：錳砂通過離子交換作用吸附水中的Mn2+MnO2?An++Mn2+fMnO2,Mn2+An+(An+為錳砂表面的陽離子)⑵水中溶解氧在血。2催化作用下把被吸附的Mn2+氧化成為MnO2,與此同時(shí)，皿02起催化氧化作用，本身被還原為Mn203。4MnO2*Mn2++202^2Mn2O3,MnO2郝火凡等人進(jìn)行了錳砂與活性炭處理含錳廢水的對(duì)比試驗(yàn)的研究。研究表明:在含錳廢水的處理過程中，水流速度及pH值是最重要的兩個(gè)影響因素。同樣的處理?xiàng)l件下，水的流速越小，去除效果越好。當(dāng)pH值在6.5-8.5時(shí)去除效果最好。試驗(yàn)表明:用天然錳砂完全可以替代活性炭來進(jìn)行含錳水的處理。高嶺土吸附法高嶺土主要由高嶺石、伊利石和石英等組成，且實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明對(duì)廢水中的Mn2起吸收作用的主要是高嶺石。高嶺石是一種自然界常見的鋁硅酸鹽粘土礦物，廣泛存在于沉積物和土壤中；四面體的六方網(wǎng)層與〔AlO2(0H)4扒面體層按1:1結(jié)合而成的典型層狀結(jié)構(gòu))?？v面上，每個(gè)結(jié)構(gòu)單元層間靠氫氧-氫鍵連接，形成層狀堆疊形態(tài)；橫面上，［A1O2(OH)4］八面體層中的3個(gè)OH有2個(gè)被O所取代。數(shù)個(gè)類似的結(jié)構(gòu)單元層堆積形成高嶺石獨(dú)有的電荷性質(zhì)。當(dāng)高嶺石與溶液接觸時(shí)，通過攪拌，固、液兩相發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，從而使高嶺石晶體表面帶電，此時(shí)高嶺石表面表現(xiàn)出兩種不同電荷屬性的層面和端面，其層面晶體結(jié)構(gòu)中的A13+、A14+易被帶有較低電荷的陽離子取代，帶恒定的負(fù)電荷；其端面受溶液中pH值影響，在酸性條件下帶正電，在堿性條件下帶負(fù)電。在吸附錳的實(shí)驗(yàn)中，層面上，高嶺石內(nèi)部的A13+、A14+易被溶液中低電荷的Mn2+取代，降解了部分Mn2+；在弱堿性條件下，端面帶負(fù)電，也對(duì)Mn2+有一定的吸附作用。層面與端面的共同效應(yīng)使高嶺石對(duì)廢水中的Mn2+有較強(qiáng)的吸附能力，且吸附后的Mn+穩(wěn)定，難以解吸，不會(huì)造成再次污染。因此，高嶺石去除污水中的錳離子，主要是吸附作用和沉淀作用。在堿性條件下，部分錳離子因沉淀而被去除，根據(jù)堿性條件下PH值分別為8.47,9.20,10.93時(shí)錳的去除率，算出由于堿性環(huán)境而導(dǎo)致的錳去除率只升高了9.40%，也就是說，廢水中的大部分錳離子是由于高嶺石的吸附作用而被降解，吸附作用表現(xiàn)為高嶺石表面上的層面絡(luò)合吸附、陽離子交換吸附、端面上正負(fù)電荷吸引引起的靜電吸附等。詹旭進(jìn)行了高嶺土吸附劑去除含錳廢水中錳離子的實(shí)驗(yàn)研究，試驗(yàn)表明高嶺土處理含Mn+廢水的最佳條件是控制?日值在7.5-8.5間，攪拌時(shí)間為30min，粒度為0.177，吸附劑與水量比為129:1，當(dāng)起始的p(Mn2+)為100mL時(shí)，Mn2+的去除率超過90%，其排放符合《工業(yè)廢水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）。1.3結(jié)語近幾十年來，國(guó)內(nèi)外的水處理專家在除鐵、除錳工藝上的研究已經(jīng)取得了豐碩的成果，而這些研究成果絕大多數(shù)局限于對(duì)地下水的處理應(yīng)用上。新型地表水除鐵、除錳工藝的研究拓展和補(bǔ)充了除錳工藝技術(shù)，將為水處理工作積累起寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論成果，同時(shí)也將體現(xiàn)其應(yīng)有的市場(chǎng)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。我國(guó)大多數(shù)含錳廢水的處理方法只注重排水的達(dá)標(biāo)，而忽視濃縮產(chǎn)物的回收、利用及無害化處理，任其流失在環(huán)境中，并造成二次污染，這也是目前我國(guó)含錳廢水防治中存在的最突出、最嚴(yán)重的問題。一般情況下，含錳廢水無論采用何種處理方法都不能使錳分解破壞，只能轉(zhuǎn)移其存在的位置和轉(zhuǎn)換其物理和化學(xué)形態(tài)。如，經(jīng)絮凝沉淀后，廢水中的錳離子從溶解的離子狀態(tài)轉(zhuǎn)移為難溶性化合物后沉淀，從水中轉(zhuǎn)移至污泥中；于是含錳廢水處理后形成兩種產(chǎn)物：一是達(dá)標(biāo)的出水，另一種是含有從廢水中轉(zhuǎn)移出來的大部分或全部的含錳污泥。但是隨著人們對(duì)資源利用和環(huán)境保護(hù)認(rèn)識(shí)的日益理性化，單純的回收重金屬和污染控制是不夠的，現(xiàn)在最好的發(fā)展方向是在回收錳的同時(shí)，回用原來作為“達(dá)標(biāo)排放”的廢水，最大限度的利用資源，最大限度的向清潔生產(chǎn)的理想模式一“零排放”靠攏，含錳廢水處理技術(shù)的研究，將以往被動(dòng)的“開環(huán)式”（廢棄-控制-達(dá)標(biāo)-排放）的環(huán)保模式向積極的“閉環(huán)式”（廢棄-回收-回用）的環(huán)保模式轉(zhuǎn)換，將污染消納于生產(chǎn)之中。目前處理含錳廢水的方法中，絮凝沉淀法和鐵屑微電解法處理電解錳工業(yè)廢水的研究較多，技術(shù)較成熟，但處理成本高。其他技術(shù)由于還不成熟所以很難運(yùn)用到工業(yè)實(shí)際中。最常見是傳統(tǒng)的石灰中和水解法。本次設(shè)計(jì)中采用堿化除錳法，此工藝操作簡(jiǎn)單，適合小水量的污水處理站，不僅對(duì)Mn、SS有較好的去除效果，而且工藝簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)方面可行。第二章設(shè)計(jì)任務(wù)說明2.1設(shè)計(jì)依據(jù)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)水污染防治法》《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)⑷《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第1?12冊(cè)《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ15-88)《污水處理工程設(shè)計(jì)》、《城市污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算》、《廢水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算》、《水處理工程師手冊(cè)》、《環(huán)境工程手冊(cè)》、《水污染防治卷》、《水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算》、《水污染控制工程》、《污水處理工程設(shè)計(jì)》、《城市污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算》相關(guān)計(jì)算例題和設(shè)計(jì)參數(shù)2.2設(shè)計(jì)原則采用堿化除錳法，經(jīng)處理后出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的畜禽養(yǎng)殖業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且使其對(duì)周圍的水體的影響降至最低程度，以確保污水站周圍的環(huán)境質(zhì)量。盡可能采用組合化構(gòu)筑物，減少占地面積、節(jié)省工程投資。采用技術(shù)成熟可靠、富有針對(duì)性、處理效果穩(wěn)定的工藝，以保證污水處理系統(tǒng)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行,出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。盡可能采用節(jié)能技術(shù)和高效設(shè)備，基礎(chǔ)投資合理，運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)轉(zhuǎn)方式靈活，盡可能以較小投入取得盡可能大的收益。管理簡(jiǎn)單，操作方便，平面布置力求緊湊、合理。運(yùn)行管理方便,并可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)，調(diào)整運(yùn)行方式和參數(shù),最大限度發(fā)揮處理構(gòu)筑物的處理能力。針對(duì)本工程廢水排放的實(shí)際情況，采用技術(shù)先進(jìn)并成熟可靠的廢水處理技術(shù)，處理工藝盡可能考慮運(yùn)行操作的靈活性，綜合考慮投資和運(yùn)行費(fèi)用之間的關(guān)系，爭(zhēng)取達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益便于實(shí)行工藝過程的調(diào)整，提高管理水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和人工費(fèi)用。2.3設(shè)計(jì)范圍和規(guī)模2.3.1設(shè)計(jì)范圍本工程設(shè)計(jì)范圍為含錳廢水處理的全過程（包括工藝流程的確定，構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算，工藝設(shè)備及溶藥罐的選型，廢水處理站的平面布置）。所處理的污水來源于磷礦采礦廢水尾水。2.3.2設(shè)計(jì)規(guī)模本設(shè)計(jì)的水量為1200m3/d，設(shè)計(jì)每天的運(yùn)行時(shí)間為24h。2.4設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)和基礎(chǔ)資料設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表2.4.1,出水水質(zhì)按照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)——GB8978-1996》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，如表242所示：表2?4?1水量 CODNH3-N(m3/d^ (mg/L(mg/L)H))SS Mn(mg/L(mg/L))36009.<200 <205<150 <35表2?4?2水量pCODNH-N3(m3/dH(mg/L(mg/LSS Mn(mg/L(mg/L武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文) ) ) ))6~3600 9 <100 <15 <70 <2.0第三章石灰乳的制備與投加3.1石灰乳的配制原則石灰要具有高純度(指活性CaO的含量要高)、高活性、高細(xì)度以便加速反應(yīng)的進(jìn)行，縮小反應(yīng)設(shè)備的容積，防止設(shè)備與系統(tǒng)堵塞。良好的消化是制取高質(zhì)量石灰的重要環(huán)節(jié)。高純度的生石灰，只有在接近水的沸點(diǎn)溫度下(同時(shí)在激烈的攪拌和均勻準(zhǔn)確的水量控制下)消化，才可得到十分細(xì)膩的熟石灰。石灰的表面積是加速溶解、反應(yīng)、提高利用率的重要指標(biāo)，其粒度越小，表面積越大。故本設(shè)計(jì)采用生石灰粉末直接制備石灰乳。生石灰與水混合的反應(yīng)產(chǎn)生Ca2+、OH-離子并形成氫氧化鈣的過飽和溶液，水化反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的蒸汽把水加熱至90?100°C，然后再用這些熱水將生石灰熟化成30%左右的熟石灰料漿，最后稀釋到5%左右的石灰乳液。3.2石灰乳的攪拌生石灰粉制備的石灰乳由于分散性較高，具有自發(fā)凝聚、結(jié)塊的趨勢(shì)，在貯存過程中必須不斷攪拌，使之保持懸浮狀。采用。1000密封式機(jī)械攪拌溶液槽（容積為1?4m3；電動(dòng)機(jī)功率為1.0kW,轉(zhuǎn)速為1000r/min）3.3石灰乳的計(jì)量本設(shè)計(jì)采用濕法計(jì)量，濕法計(jì)量流程：粉倉(cāng)一螺旋給料機(jī)f消化器f配稀漿槽f計(jì)量泵。采用變頻調(diào)速螺旋給料器和計(jì)量泵計(jì)量，如圖3-2

1T-'圖3.31T-'1-生石灰儲(chǔ)存箱；2-變頻調(diào)速螺旋給料器;4-石灰乳攪拌箱；5-計(jì)量泵；4-石灰乳攪拌箱；5-計(jì)量泵；6-軟化反應(yīng)裝I三」

IW3.4石灰乳的投加3.4.1石灰乳濃度計(jì)算采用計(jì)量泵時(shí)，石灰乳液濃度不能超過4%，故石灰乳液的濃度取4%。1L石灰乳液中^OH-L2x103、3%=1.07mol/L563.4.2投加量的計(jì)算由于要使廢水的pH升至9.8以上，設(shè)計(jì)pH=10。原水pH=9.5,設(shè)1L廢水的投加量為X，則m（ 、 10-（14-9.5）X1+1.07XX10414-10）= 1+X解得X=4.76X10-5L所以石灰乳的投加比例為1：4.76x10-5投加量M=50x24x103x4.76x10-5=57.12L/d=2.38L/h=0.66ml/s3.4.3投加方式由于投加量很小，不能使用水射器投加，故采用管道于混合池周邊投加。3.4.4計(jì)量泵的選型由投加量知計(jì)量泵流量為2.38L/h，故選JW2.5/1.0型柱塞計(jì)量泵，性能如1表色3.4流量排出壓型號(hào) 力泵速電動(dòng)進(jìn)、重量機(jī)出口（L/h）（MPa）（次功率直徑（kg）/min）（kW）（mm）J1W2.5/1.0 2.5 0.1—L030 0.12 5 20第四章混凝劑的溶解與投加4.1投加量的計(jì)算設(shè)計(jì)流量Q=50m3/h=0.014m3/s。根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，參考有關(guān)污水處理廠的經(jīng)驗(yàn)，選擇絮凝劑聚合氯化鋁（PAC）,采用計(jì)量泵濕式投加，聚合氯化鋁含量0=5%，最大投加量a=5mg/L，每日配制次數(shù)n=1（1）溶液池容積v1V=土= 5X5° =0.13”3i417bn 417x5x1（2）溶解池容積v2V2=0.3匕=0.3x0.13=0.04m3由于投加量較小可以采用SAM型自動(dòng)溶藥設(shè)備，如圖4-1:圖1山3SAM型抑藥設(shè)備外形尺寸圖4.1SAM型加藥設(shè)備外形尺寸4.2PAC的投加絮凝劑和廢水的混合是取得良好絮凝效果的重要前提。影響混合效果的最主要因素是混合的方式?；旌系姆绞街饕泄苁交旌稀⑺旌?、水泵混合以及機(jī)械混合等。由于本設(shè)計(jì)水量小，不需要設(shè)置專用的混合池，水量變化小，故采用管式靜態(tài)混合器。管式靜態(tài)混合器效果好，安裝容易，維修工作量小。靜態(tài)管式混合器是在管道內(nèi)設(shè)置若干固定葉片，并按照一定角度交叉組成。水流通過混合器時(shí)形成對(duì)分流，同時(shí)產(chǎn)生渦旋方向旋轉(zhuǎn)及交叉流動(dòng)，達(dá)到混合效果。本設(shè)計(jì)擬在混合池至初次沉淀池段設(shè)置兩段管式混合器，一備一用。管道內(nèi)水流速度v=1m/，靜態(tài)管式混合器設(shè)2節(jié)混合原件，即n=3?；旌掀骶嚯x初沉池10m，混合時(shí)間為13s。靜態(tài)管式混合器直徑為：D=2：一七=2「。；?4=134mmnv\,3.14x1第五章工藝流程圖及說明5.1工藝流程圖圖例:■?排水走向A排泥走向圖5.1工藝流程圖5.2工藝說明帶生石灰裝置的濕法計(jì)量系統(tǒng)針對(duì)本設(shè)計(jì)污水流量較小，水質(zhì)水量變化不大，石灰乳需求量變化不大，所以采用此套系統(tǒng)，一備一用。此系統(tǒng)易于檢修，生產(chǎn)的石灰料漿穩(wěn)定，較無生石灰計(jì)量裝置的計(jì)量系統(tǒng)性能更穩(wěn)定，更易于控制。SAM型自動(dòng)溶藥設(shè)備及靜態(tài)管式混合器SAM型自動(dòng)溶藥設(shè)備一備一用。靜態(tài)管式混合器較同類型的其他混合器效果好，容易安裝，維修工作量小，但是水頭損失大，流量過小時(shí)效果下降。適合水量小、流量變化較小的水廠。中和槽將尾礦庫(kù)廢水直接輸送至新建的中和槽中，廢水停留30min,通過中和池?cái)嚢杵鞯臄嚢铇M(jìn)行攪拌，使石灰乳與尾礦庫(kù)廢水混合均勻，混合后的廢水由中和池泵送入下一沉淀工序中。初沉池平流沉淀池沉淀效果好，對(duì)水量和溫度變化適應(yīng)能力強(qiáng)，故此選用單斗平流沉淀池，去除對(duì)象是懸浮固體，可以去除SS約40%?50%。根據(jù)含錳廢水的沉淀機(jī)理，在添加石灰后生成白色Mn(OH)2絮體，在絮凝劑PAM的作用下絮凝沉淀，沉淀時(shí)間20min，出水懸浮物較少，同時(shí)可以降低原水的濁度、色度等水質(zhì)的感觀指標(biāo)。二沉池利用懸浮固體與污水的密度差以達(dá)到固液分離的目的，同時(shí)進(jìn)行污泥濃縮。去除大部分的ss和部分COD。板框壓濾機(jī)本設(shè)計(jì)產(chǎn)生的污泥含水量96%以上，且較難濃縮，故采用BAS2/320型板框壓濾機(jī)。尺寸如表5.2

表5.2BAS型板框壓濾機(jī)性能規(guī)格型號(hào)過濾面板內(nèi)尺版外尺濾餅厚框積m2寸mm寸mm度mm數(shù)塊BAS2/3202320X320375X3752510型號(hào)板有效容工作壓重?cái)?shù) 積 力 量塊 L Mpakg外形尺寸mmBAS2/32092514751495X650X600第六章構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1中和槽停留時(shí)間t=0.5h，則容積V=Qxt=50x1.1x0.5=27.5m3，取混合池寬度B=5m，有效水深h=2m，則，中和槽長(zhǎng)度L=—=275=2.75m，取其長(zhǎng)度為5m。BH5x2由于混合池較大，所以選用ZJ-700型折槳式攪拌機(jī)2臺(tái)，性能尺寸如表6-1表6.1ZJ-700型折槳式攪拌機(jī)性能及外形

尺寸型號(hào)功率池型尺寸槳葉轉(zhuǎn)速(kW)(mm)底距(r/min)AxB池底H高E(mm)ZJ-7041200x12050100850006.2初沉池初沉池:Q=50m3/h=0.014m3/s,Qmax=0.075m3/s沉淀池的表面積AA=3600Qmax/q=3600x0?075/1?5=180m2q=1.5m3/(m2*h)式中Qmax—設(shè)計(jì)最大流量，m3/s；q—表面水力負(fù)荷，m3/(m2?h),初次沉淀池一般取1.5-3m3/(m2-h),二次沉淀池_般取1—2m3/(m2*h)o沉淀區(qū)有效水深h2h2=qt=1.5x1.67=2.5mt=1.67h式中t一沉淀時(shí)間，h；初次沉淀池一般取1-2h,二次沉淀池一般取1.5-2.5ho沉淀區(qū)有效水深一般取2-3m。⑶沉淀區(qū)有效容積V，V'=Ah2=180x2?5=450m3(4)沉淀池長(zhǎng)度LL=3.6vt=3.6x5x1.67=30m式中v—最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，mm/s；一般不大于5mm/so沉淀池總寬度BB=A/L=180/30=6m沉淀池座數(shù)n=B/b,取n=1,b=6m校核:L/b=30/6=5>4,L/h2=30/2?5=12>8式中b—每座沉淀池的寬度，m。平流沉淀池的長(zhǎng)度一般為30—50m，為了保證污水在池內(nèi)的均勻分布，池長(zhǎng)與池寬之比一般取3—5。污泥區(qū)容積VV=Qmax?86400(C0-C1)?100?T/1000y(100-P0)=0.075x86400x(150-70)x100x2/1000x1000x(100-96)=25.92m3式中c0,C]—沉淀池進(jìn)水和出水的懸浮固體濃度，mg/l；Y—污泥容重，kg/m3,含水率在95%以上時(shí)，可取1000kg/m3；p0—污泥含水率，取96%；T—兩次排泥的時(shí)間間隔，d，初沉池按2d考慮。污泥斗容積V1V1=hr4(s1+s2+Vs1s2)/3取a1=3.0m,a2=0.5mhr4=(a1-a2)tan60°/2=V1=1/3x2.17x(32+0.52+_于—)=7.78m3式中S1，S2—貯泥斗的上下口面積，m2。污泥斗以上梯形部分污泥容積V乙V2=(L1+L2)xh”4xB/2h''4=(L+0.3-b)x0.01=(30+0.3-6)x0.01=0.243mL1=L+0.3+0.5=30+0.8=30.8mL2=b=6mV2=(L1+L2)h"4xB/2=(30.8+6)x0.243x6/2=26?83maV=V1+V2=7.78+26.83=34.61皿>25.92m3，符合要求式中LpL2—梯形上下底邊長(zhǎng)，m。沉淀池總高度hh=hi+h2+h3+h4=0.3+2.5+0.5+2.413=5.713h4=h'4+h''4=2?17+0?243=2?413m初沉池兩座一備一用。6.3二沉池沉淀池表面積A="maxq經(jīng)查資料。取q'=1.5m3/Cm3*h>則，A= =180m2二沉池的有效水深H=Qmax=q't=1.5x2=3mA二沉池的污泥容積因本設(shè)計(jì)不需要污泥回流，可取最大污泥回流比R=10%,則污泥斗容積V=RQt=10%x270x2=54m3第七章污水管路和阻力計(jì)算7.1管路水力計(jì)算7.1.1污水管徑計(jì)算根據(jù)《水處理工程師手冊(cè)》7.1.14,滿流或壓力流的輸水管徑，可按下式計(jì)算:式中：d=管內(nèi)徑，m；Q=管段流量，m3/s；V=管內(nèi)流速，m/s。可知，如果流量已知，一般可參考中小管徑(DN<400mm)的流速為0?6?1.0m/s，大管徑(DN>400mm)的流速為1?0?1?8m/s。設(shè)計(jì)流量Q =KxQ=1.1x50=55m3/h=15.3L/s,取管內(nèi)流速v=0.6m/s,則：d=J 4鄧5 0.18m=180mm，故可取管徑為200mm。\3.14x0.6x3600據(jù)《水處理工程師手冊(cè)》表7.1.4，其界限流量為15?28.5L/s，符合條件。由于從中和槽到平流沉淀池，從平流沉淀池到二沉池均只有一根管道，故均可采用管徑為200mm的管道。7.1.2污泥管徑計(jì)算初沉池污泥管道計(jì)算由于地勢(shì)原因，沉淀池產(chǎn)生的污泥不能順利進(jìn)入板框壓濾機(jī)，所以采用壓力流將沉淀池污泥提升至板框壓濾機(jī)，管子直徑取50mm，充滿度為1。兀D2 兀x0.052管子面積A= = =0.002m24 4取污泥停留時(shí)間為1天則1天后污泥體積為V=^^x1=1.48m34將貯存1天的污泥用5min排放V1.48則：Q=-= =0.00493m3/st5x60則污泥在管道中的流速v=Q=0.00493=2.47m/sA0.002因流速2.4m/s>1m/s，滿足要求。故初沉池的污泥管道取50mm。二沉池污泥管道計(jì)算二沉池管道也采用壓力流，管道直徑取50mm,充滿度為1。冗D2 兀X0.052管子面積A= = =0.002m24 4取污泥停留時(shí)間為3天則1天后污泥體積凱=54X3=40京3將貯存1天的污泥用1h排放則：Q=V=40.5=0.011m3/st1X3600則污泥在管道中的流速v=Q=0011=5.6m/sA0.002因流速5.6m/s>1m/s，滿足要求。故二沉池的污泥管道取50mm。7.2阻力計(jì)算根據(jù)《水處理工程師手冊(cè)》7.1.15和7.1.17,沿程水頭損失十)h=iL式中L-計(jì)算管段長(zhǎng)度，m；i-每米管道的水頭損失，m/m。鋼管和鑄鐵管管道的i值當(dāng)vV1.2m/s時(shí)，i=0.000912 1+0.867"d1.31v)式中v-平均流速，m/s；d-管道的計(jì)算內(nèi)徑，m。7.2.1中和槽進(jìn)水阻力計(jì)算沿程阻力管徑d=300mm，管內(nèi)污水流速v=0.6m/s，則.°.62L0.867)0-3 esci=0.000912 1+ =0.002m0.31.3" 0.6)管段長(zhǎng)度L=10m，則沿程阻力損失氣=0.002x10=0.02m局部阻力取局部阻力為沿程阻力的5%則，七=0.05x七=0.05x0.02=0.001m7.2.2平流沉淀池進(jìn)水阻力計(jì)算沿程阻力管徑d=30Omm，管內(nèi)污水流速v=0.6m/s，貝。. 0.62L0.867)0.3CMCi=0.000912 1+ =0.002m0.31.3" 0.6)管段長(zhǎng)度L=20m，則沿程阻力損失q=0.002x20=0.04m局部阻力取局部阻力為沿程阻力的8%則，h1=0.08x七=0.08x0.04=0.0032m7.2.3二沉池進(jìn)水阻力計(jì)算沿程阻力管徑d=300mm，管內(nèi)污水流速v=0.6m/s，則. 0.62L0.867)0.3CMCi=0.000912 1+ =0.002m0.31.3" 0.6)管段長(zhǎng)度L=15m，則沿程阻力損失％=0.002x15=0.03m局部阻力取局部阻力為沿程阻力的5%則，h1=0.05x七=0.05x0.03=0.015m7.2.4平流沉淀池污泥管道阻力計(jì)算沿程阻力管徑d=50mm，管內(nèi)污水流速v=2?4m/s，則.ccccec2.42( 0.867)。3?r\r\ri=0.000912 1+ =0.005m0.051.3" 2.4J管段長(zhǎng)度L=30m，則沿程阻力損失q=0.005x30=0.15m局部阻力取局部阻力為沿程阻力的5%則，七=0.05x七=0.05x0.15=0.008m7.2.5二沉池污泥管道阻力計(jì)算沿程阻力管徑d=50mm，管內(nèi)污水流速v=5.6m/s，則.5.62( 0.8671。3八?i=0.000912 1+ =0.01m0.051.3" 5.6)管段長(zhǎng)度L=15m，則沿程阻力損失q=0.01x15=0.15m局部阻力取局部阻力為沿程阻力的5%則，h=0.05xh=0.05x0.15=0.0075m第八章污水處理站總體布置8.1總體布置8.1.1總平面布置原則(1)處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程，集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理。（2） 工藝構(gòu)筑物、設(shè)施與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對(duì)獨(dú)立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系。（3） 構(gòu)（建）筑物之間應(yīng)滿足交通、管道（渠）鋪設(shè)、施工和運(yùn)行管理方面的要求。⑷管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與起高程布置協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)。（5）協(xié)調(diào)好輔建筑物、道路、綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證安全暢通，美化環(huán)境。8.1.2總平面布置結(jié)果第一污水處理廠的總平面布置見附圖一一含錳廢水處理總平面布置圖。該總平面布置包括原有的1200m3/d的處理設(shè)施，第一污水處理廠總占地面積1674.4皿，遠(yuǎn)期預(yù)留土地面積325.6m2。遠(yuǎn)期預(yù)留地暫不征用，只作規(guī)劃控制。廠前區(qū)布置在東北向，生產(chǎn)區(qū)布置在偏東向，這樣能使廠前區(qū)不自愛主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，污水處理構(gòu)筑物與原有污水處理構(gòu)筑物平行布置，這樣使廠區(qū)顯得整齊有序。根據(jù)現(xiàn)狀情況，新建一個(gè)中和槽，兩座初沉池，兩座二沉池，在小型平房中放壓濾機(jī)，各構(gòu)筑物整齊放置，考慮使管道布置均勻、順暢。廠前區(qū)包括傳達(dá)室、臨時(shí)建筑等，該區(qū)用圍墻合綠化帶將之與生產(chǎn)區(qū)分開，用作的綠地，一則美化污水處理廠的環(huán)境，二則使污水處理廠與北面的商業(yè)區(qū)有一個(gè)較寬的隔離帶，從而改善該區(qū)的環(huán)境條件。配電房布置在整個(gè)廠區(qū)的中間以減少線損。污水處理廠的住入口位于北面廠前區(qū)與城市道路相接處，現(xiàn)有入口改為污泥運(yùn)輸出口，廠區(qū)內(nèi)部形成環(huán)路，產(chǎn)區(qū)內(nèi)道路主干道寬9m，人行道寬2.0m,主干道采用水泥路面，廠前區(qū)綠化帶內(nèi)人行道采用圓卵石小道。道路與建筑物之間均留出綠化帶，寬度不小于3m,廠區(qū)與周圍地帶采用綠化帶隔開，使整個(gè)廠區(qū)都處在綠化帶的包圍之下，廠區(qū)內(nèi)空地全部用草皮綠化，并用小品點(diǎn)綴其中，廠前區(qū)留有較大的綠化地帶，廠前區(qū)與生產(chǎn)區(qū)之間采用常綠高大的樹種，如廣玉蘭、樟樹等林帶使兩者分開，形成一座花園式的污水處理廠，各項(xiàng)用地安排見下表。表8.1-1氧化溝法各項(xiàng)占地面積表(圍墻內(nèi))序號(hào)項(xiàng)目 占地面比例積(皿)(%)1構(gòu)筑物、建筑物1374.0 68.72道路及鋪裝地面226.0 11.33綠化 74.4 3.724其他(散水、堆325.6 16.28場(chǎng)、管溝等)5總面積 2000.0 1008.2高程布置8.2.1高程布置原則充分利用地形地勢(shì)及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)一次提升便能順利自流通過污水處理構(gòu)筑物，排出廠外。協(xié)調(diào)好高程布置和平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又有利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運(yùn)行成本。做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時(shí)減少兩者的提升次數(shù)和高度。協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計(jì)，既便于正常排放，又有利于檢修排空。8.2.2高程布置結(jié)果在高程布置時(shí)考慮如下主要因素：污水處理廠廠區(qū)現(xiàn)狀地面及城市道路標(biāo)高，廠區(qū)的工程地質(zhì)條件，流入河水的水位，已建工程的進(jìn)出水標(biāo)高。考慮到現(xiàn)狀地面平坦，目前廠區(qū)排水狀況良好，考慮將大型水池類構(gòu)筑物放置在老土上。在高度方向上，本設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮了污水的流向符合地勢(shì)的要求。使污水盡量在流向方向上實(shí)現(xiàn)自流。計(jì)算水力損失時(shí)均按照最遠(yuǎn)且地勢(shì)最低且最遠(yuǎn)處（即損失最大的管道路徑）進(jìn)行計(jì)算。各構(gòu)筑物之間的連接管渠按最大流量設(shè)計(jì)。在布置高程時(shí)盡量考慮了污水處理流程和污泥流程的相互協(xié)調(diào)。8.3工廠運(yùn)輸污水處理廠有以下幾個(gè)方面需要用車：a?運(yùn)輸生產(chǎn)設(shè)備；b.定期運(yùn)入藥品;c,化驗(yàn)采樣；d,公務(wù)用車。為滿足污水處理廠生產(chǎn)、生活及運(yùn)送機(jī)渣、污泥的要求，污水處理廠宜配置如下車輛：面包車：1輛化驗(yàn)車：1輛工具車：2輛5噸大貨車：1輛污泥專用車：1輛第九章技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析9.1土建費(fèi)用土建費(fèi)用的計(jì)算如表9.1所示

項(xiàng)目編號(hào)123456表9.1土建費(fèi)用計(jì)數(shù)綜合算項(xiàng)目材質(zhì)材質(zhì)總體量單價(jià)價(jià)名稱材質(zhì)積/面積量元價(jià)座/萬/m3 一元石灰單層倉(cāng)庫(kù)中和

槽1=平流沉淀池點(diǎn)汩25X15磚混鋼筋混凝10X石灰單層倉(cāng)庫(kù)中和

槽1=平流沉淀池點(diǎn)汩25X15磚混鋼筋混凝10X2.75土鋼筋混凝土34.61二沉鋼筋混凝5450018.758002.26.922100022100010.8傳達(dá)

室

臨時(shí)

建筑單層4X傳達(dá)

室

臨時(shí)

建筑單層4X4X4磚混單層15X15磚混1 500 3.21 3006.7578合計(jì)配電單層房磚混圍墻單層78合計(jì)配電單層房磚混圍墻單層磚混15X10 1 5007.527X7 1 1001.8958.0129.2設(shè)備費(fèi)用表9.2設(shè)備費(fèi)用單總型號(hào)及需要數(shù)價(jià)價(jià)參數(shù)量元/萬臺(tái)元1200LS630101.261000密封式115000.151螺旋給料機(jī)序號(hào)設(shè)備名稱2 機(jī)械攪拌溶液槽

3柱塞計(jì)量泵J1W2.5/10150000.54加藥設(shè)備SAM型118000.185管式靜態(tài)混合器DN50215000.36板框壓濾機(jī)BAS2/3201340003.4合計(jì)5.739.3管材費(fèi)用及其他費(fèi)用管材及其他費(fèi)用的計(jì)算如表9.3酵 j4表9.3管材費(fèi)用及其它費(fèi)用序 名-長(zhǎng)度/面 單-總號(hào)稱積/體積量?jī)r(jià)價(jià)(m/m2/m3（元))污水管 45110.00450.0DN200元/m02污泥管45110.00450.0DN50元/m03砂1.97m3136.5071.90元/m34碎石3.94m3187.50344.7元/m35武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5閥門---180.00960.02元/個(gè)06其他---------1000.00合3.28萬元計(jì)9.4工程基本建設(shè)總投資表9.4工程基本建設(shè)總投資■^號(hào)~~項(xiàng)目名稱 投 備注資（萬

元）1設(shè)備管材及土建費(fèi)用502安裝費(fèi)7.5設(shè)備管材及土建費(fèi)用X15%3設(shè)計(jì)費(fèi)2.8（安裝+設(shè)備75 管材及土建）X5%4調(diào)試費(fèi)1.7（安裝+設(shè)備25 管材及土建）X3%武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5稅收費(fèi)3.1 （安裝+設(shè)計(jì)25 +調(diào)試+設(shè)備管材及土建）X

5%合計(jì) 65.225萬元9.5處理污水的日常運(yùn)轉(zhuǎn)管理費(fèi)用⑴電費(fèi)電費(fèi)的計(jì)算如表9.5-5所示表9.5-5電費(fèi)序號(hào)設(shè)備名稱功率運(yùn)行時(shí)用電量單價(jià)總價(jià)(kW)間(kW?h)（元(元/(h)/kW?h)天）1污水泵5.500.100.550.500.282污泥泵75.000.107.500.503.753石灰倉(cāng)庫(kù)4.008.0032.000.5016.004加藥裝置3.4010.0034.000.5017.005傳達(dá)室10.008.0080.000.5040.006攪拌機(jī)4.008.0032.000.5016.007給料機(jī)8.68.0068.80.5034.48照明4.0012.0048.000.5024.009合計(jì)151.43元/天（2）藥劑費(fèi)表9.5-6藥劑費(fèi)序號(hào)項(xiàng)目用量（千克/天）單價(jià)（元/噸）總價(jià)（元/天）1絮凝劑聚合氯化鋁