編號：時間：2021年x月x日書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟頁碼：第頁引言電鍍是世界三大污染行業之一，隨著我國鄉鎮電鍍企業的迅速發展，我國的電鍍污染問題日趨嚴重。小型電鍍廠往往是區屬的鄉鎮企業,這些電鍍廠廢水水量都較少,一般日排放量只有幾十噸,其污染因子也較少，多數為含鉻、鋅酸性廢水，但其危害很大，治理勢在必行。這些企業多數位于市郊,其技術和經濟力量薄弱.對于廢水的治理要求是工藝簡單，便于掌握和正常運行，而且投資和運行費用當然也要較低。本設計就是根據上述特點，選擇有效的處理方法和流程，處理后的水完全達到國家的排放標準。1電鍍廢水概論1.1電鍍污染現狀電鍍行業是通用性強、使用面廣、跨行業、跨部門的重要加工工業和工藝性生產技術。電鍍可以改變金屬或非金屬制品的表面屬性，如抗腐蝕性、外觀裝飾性、導電性、耐磨性、可焊性等，廣泛應用于機械制造工業、輕工業、電子電氣工業等，某些特殊功能鍍層，還能滿足國防尖端技術產品的需要。由于電鍍行業使用了大量的強酸、強堿、重金屬溶液，甚至包括鎘、氰化物、鉻酐等有毒有害化學品，在工藝過程中排放了污染環境和危害人類健康的廢水、廢氣和廢渣，已成為一個重污染行業。就我國電鍍廢水而言,據不完全統計,全國電鍍廠點約1萬家,職工約有40萬人,每年排出的電鍍廢水約40億m3[1]。1999年,全國工業和城市生活廢水排放總量為401億m3,其中工業廢水排放量197億m3[4]。由此可見,電鍍廢水的排放量約占廢水總排放量的10%,占工業廢水排放量的20%。電鍍廢水不僅量大,而且對環境造成的污染也嚴重,因為電鍍廢水中不僅含有氰化物等劇毒成分,而且含有Cr、Zn、Cu、Ni等自然界不能降解的重金屬離子。除了少部分國有大型企業、三資企業及新建的正規專業電鍍廠擁有國際先進水平的工藝設施，大多數中小型企業仍然使用簡陋而陳舊的設備，操作方式以手工操作為主。我國電鍍行業存在的主要問題是：（1）廠點多、規模小，專業化程度低。特別是鄉鎮電鍍企業的迅速發展，使電鍍廠（點）向市郊和農村擴散，給污染控制與環境管理帶來了很多的困難，電鍍污染問題日趨嚴重。（2）裝備水平低。表現在一方面缺少機械裝備，以手工操作為主；另一方面是技術裝備水平不高，自動化程度低、可靠性差，產品質量不穩定。（3）管理水平較低，經濟效益較差。（4）電鍍污染治理水平低，有效治理率低。雖然企業都建立了污水處理設施，但仍有少部分企業的設施未能正常運轉。生產廢氣一般都有排風裝置，但大部分企業未對廢氣進行凈化處理。固體廢物和危險廢物的管理尚未走入正規軌道。電鍍生產過程中排放大量的有毒有害物質，對環境造成的污染及危害越來越為人們所認識。（5）經營粗放，原材料利用率低。經對運行較正常的汽車、摩托車行業電鍍線調查表明，鍍硬鉻的鉻酐利用率為38%，而裝飾性鉻的鉻酐利用率僅為10%（國外平均為24%）。由此可見，一大部分甚至絕大部分寶貴的原材料流失并變成了污染物。在清潔生產審計中調查的10條電鍍加工線中，平均用水量為0.82t/m2，是國外的10倍。近年來，國內許多電鍍企業從實際出發，積極開發和推廣低濃度、低污染的電鍍工藝、逆流清洗工藝，發展電鍍槽（廢）液的凈化與回收技術，消除和減少污染。不少企業還根據國家和地方的規定要求，結合企業自身條件和發展規劃，制定電鍍污染物的排放指標、鍍件漂洗用水定額、漂洗水水質標準等規定和相應的技術措施，并納入企業的生產計劃管理，建立污染治理檔案，定期檢查與考核，以控制電鍍“三廢”對環境的污染。1.2電鍍廢水的危害性電鍍廢水就其總量來說，比造紙、印染、化工、農藥等的水量小，污染面窄。但由于電鍍廠點分布廣，廢水中所含高毒物質的種類多，其危害性是很大的。未經處理達標的電鍍廢水排入河道、池塘，滲入地下，不但會危害環境，而且會污染飲用水和工業用水[2]。1.2.1含鉻廢水的危害由于鍍鋅在整個電鍍業中約占一半，而鍍鋅的鈍化絕大部分采用鉻酸鹽，因而鈍化產生的含鉻廢水量很大，鍍鉻也是電鍍中的一個主要鍍種，其廢水量也不少。在銅件酸洗、鍍銅層的退除、鋁件鈍化、鋁件電化學拋光、鋁件氧化后的鈍化等作業中也廣泛使用鉻酸鹽。因此，含鉻廢水是電鍍中的主要廢水來源之一。金屬鉻幾乎是無毒的。二價鉻的化合物，一般認為是無毒的。其余的鉻化合物，當濃度過高時，都不同程度地具有毒性。六價鉻對人體的危害，因進入途徑不同，中毒表現也不同。（1）對人體皮膚的損害六價鉻化合物對皮膚有刺激和過敏作用。在接觸鉻酸鹽、鉻酸霧的部位，如手、腕、前臂、頸部等處可能出現皮炎。六價鉻經過切口和擦傷處進入皮膚，會因腐蝕作用而引起鉻潰瘍（又稱鉻瘡）。（2）對呼吸系統的損害六價鉻對呼吸系統的損害，主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。（3）對內臟的損害六價鉻經消化道侵入，會造成味覺和嗅覺減退，以至消失。劑量小時也會腐蝕內臟；引起腸胃功能降低，出現胃痛，甚至腸胃道潰瘍，對肝臟還可能造成不良影響[3]。三價鉻是生物所必需的微量元素。通過動物試驗發現三價鉻有激活胰島素的作用，還可以增加對葡萄糖的利用。國外有人認為三價鉻和鋁一樣，基本上不顯示毒性。三價鉻不易被消化道吸收，在皮膚表層與蛋白質結合，三價鉻在動物體內的肝、腎、脾和血中不易積累，而在肺內存留量較多，因而對肺有一定損害。與六價鉻相比，三價鉻的毒性僅為六價鉻的百分之一。也有報道，三價鉻對魚的毒性比六價鉻還大，例如對鮭魚的起始致死濃度，三價鉻（硫酸鉻）為1.2mg/l，六價鉻（重鉻酸鉀）為5.2mg/l。然而對家兔和狗的實驗，發現六價鉻的毒性較大。在對含鉻廢水的處理中，由于三價鉻的氫氧化物溶度積較小，易于沉淀除去，因此多數處理方法中，均將六價鉻還原為三價鉻再除去。1.2.2含鋅廢水的危害鋅是人體必需的微量元素之一，正常人每天從食物中攝取鋅10~15mg。肝是鋅的儲存地，鋅與肝內蛋白結合成鋅硫蛋白，供給肌體生理反應時所必需的鋅。人體缺鋅會出現不少不良癥狀，誤食可溶性鋅鹽對消化道黏膜有腐蝕作用。過量的鋅會引起急性腸胃炎癥狀，如惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，偶爾腹部絞痛，同時伴有頭暈、周身乏力。誤食氯化鋅會引起腹膜炎，導致休克而死亡。1.3我國治理電鍍廢水的發展歷程電鍍廢水中含有鉻鋅、銅、鎘，鉛、鎳等重金屬離子以及酸、堿氰化物等具有很大毒性的雜物[5]。有的還屬于致癌和致畸變的劇毒物質．因此必須認真地加以處理．以免對人們造成危害。20世紀50年代末是我國電鍍廢水治理的起步階段．60年代至70年代中期才開始引起重視．但仍處于單純的控制排放階段。70年代中期至80年代初，大多數電鍍廢水都已有了比較有效的處理，離子交換、薄膜蒸發濃縮等工藝在全國范圍內推廣使用，反滲透、電滲析等工藝已進入工業化使用階段，廢水中貴重物質的回收和水的回收利用技術也有了很大進展。80年代至90年代開始研究從根本上控制污染的技術，綜合防治研究取得了可喜的成果。上世紀90年代至今．電鍍廢水治理由工藝改革、回收利用和閉路循環進一步向綜合防治方向發展．多元化組合處理同自動控制相結合的資源回用技術成為電鍍廢水治理的發展主流。2設計背景2.1項目概況和意義小型電鍍廠往往是區屬的鄉鎮企業,這些電鍍廠廢水水量都較少,一般日排放量只有幾十噸,其污染因子也較少,多數為含鉻、鋅酸性廢水，但其危害很大,治理勢在必行。這些企業多數位于市郊,其技術和經濟力量薄弱.對于廢水的治理要求是工藝簡單,便于掌握和正常運行,而且投資和運行費用當然也要較低。本設計就是根據上述特點，選擇有效地處理方法和流程。處理后的水完全達到國家的排放標準。2.2設計條件1設計水量每天處理水量50m3，設計的廢水水質情況如下表。表1-1電鍍廢水水質情況項目pH總Cr(mg/L)Cr6+(mg/L)Zn(mg/L)SS(mg/L)含量4.0201030502設計水質經處理后廢水中濃度Cr6+＜0.5mg/L，Zn2+<2mg/L，出水pH值6-9；3水文地質資料工程地質良好，適于工程建設，廠區地形平坦。4氣象資料a.風向及風速：常風向為北風，最大風速7m/s；b.氣溫：月平均最高氣溫38.3℃，最低氣溫-1.7℃。2.3設計原則嚴格遵循國家相關法規、規范和標準,確保各項處理水質指標達到相應的國家排放標準；廢水處理裝置布置緊湊、流暢，盡量減少占地面積，堅持實用和美觀相結合的總布原則；選擇工藝簡單,采用目前國內成熟、實用的處理工藝；盡量通過優化設計降低工程投資及運轉費用，努力實現技術先進與企業財力相適應。3電鍍廢水處理方法比較3.1化學處理法電鍍廢水的化學處理法是添加化學試劑后，通過化學反應改變廢水中污染物的物理和化學性質，使其能從廢水中取出并達到國家排放標準的處理方法。在電鍍廢水處理中常用的化學處理法有氧化（還原）處理法，中和處理法，凝聚沉淀法等，以及把幾種方法組合在一起使用的方法。化學法處理電鍍廢水在國內外均已得到廣泛的應用，并有較長的使用歷史。國內對化學處理法有較為成熟的設計和運行經驗。它具有操作方便，試劑來源廣，適用范圍廣，能承受大水量和高能度負荷沖擊。效果穩定可靠等優點。缺點是對處理后產生大量污泥的綜合利用還存在一定的問題，因此化學處理法的發展受到了一定的限制，此外，如何提高處理后水的重復利用率和向閉路循環方向的發展，有待進一步開發和研究。3.2離子交換處理法在電鍍廢水處理過程中，離子交換是將廢水中的離子與離子交換樹脂上的離子進行交換而被除去，從而使廢水得到凈化。離子交換樹脂交換吸附飽和后進行再生。再生是利用再生劑中的離子在濃度占絕對優勢的情況下，將離子交換樹脂上的離子洗脫下來，使離子交換樹脂恢復其交換能力。電鍍含鉻廢水由于電鍍工藝的不同，廢水中的六價鉻濃度不同，其他金屬離子和各種陰離子等的成分和含量也有所不同。廢水中的六價鉻，在接近中性條件下主要以CrO42－存在，而在酸性條件下主要以Cr2O72－存在。由于廢水中六價鉻是以陰離子狀態存在，因此，可用OH型陰離子交換樹脂除去，OH型樹脂交換吸附飽和失效后，可用氫氧化鈉溶液再生，恢復其交換能力。廢水中的其他金屬離子，如Ni2+、Ca2+、Cu2＋、Cr3＋等（Mn+）可用H型陽離子交換樹脂除去，H型樹脂交換吸附失效后，可用鹽酸（或鹽酸）再生，恢復其交換能力。鍍鋅廢水處理中，可選用強酸陽離子（R－SO3Na）或弱酸陰離子(R－COONa)，硫酸銅鍍銅廢水可選用弱酸陰離子(R－COONa)。用Na型強酸陽離子交換樹脂處理電鍍廢水時，廢水中的陽離子與樹脂上的Na離子進行交換，樹脂飽和后用硫酸鈉再生，當采用Na型弱酸陽離子交換樹脂時，再生用硫酸，并用氫氧化鈉轉型。離子交換法從本質上講是一種濃縮方法。離子交換前廢水的離子濃度(單位為mg/L)一般為幾十至幾百，而吸附飽和后樹脂再生洗脫液的離子濃度被濃縮到幾萬，再生液的體積一般占處理水體積的10%~15%。因此采用離子交換法處理重金屬廢水時，必須事先考慮再生液的處理問題。離子交換法的優點是，選擇性高，可以去除用其它方法難于分離的金屬離子，可以從含多種金屬離子的廢水中選擇性的回收貴重金屬;既可去除廢水中的金屬陽離子，也可以去除陰離子，可以使廢水凈化到較高的純度。這種方法的缺點是，離子交換樹脂價格較高，樹脂再生是需要酸、堿和食鹽等環境。運行費用較高，再生液需要進一步處理。因此，離子交換在較大規模的廢水處理工程中較少采用。3.3電解法電解法處理電鍍廢水也屬于化學處理法的范疇，它主要是使廢水中的有害物質通過電解過程在陰，陽兩級上分別發生氧化和還原反應，轉化成無害物質；或利用電極氧化和還原產物與廢水中的有害物質發生化學反應，生成不溶于水的沉淀物，然后分離去除，電鍍含鉻廢水的電解處理就是屬于這種類型；或通過電解反應回收金屬，如從電鍍含銀，銅等廢水中回收金屬就是一例。國內在20世紀60年代初就開始試驗研究，用電解法處理電鍍含鉻廢水。20世紀70年代起在全國興起，并在實踐中不斷得到改進，從原來的坐式迂回式改進為不易短路的掛式翻騰式，后有改進為節能的雙極性小極距電解法。現在又出現了節約鐵板陽極的不溶性鐵屑的內電解法。目前已由定型，系列處理設備供應。優點：電解法流程簡單，生產占地少，另外操作也很簡便和電鍍工藝類似。易于被操作工人掌握。而且回收的金屬純度也高，特別是和用于對貴金屬的回收。缺點：電解法耗電多，污泥也多，對于污泥的處理與化學法一樣難以處置。3.4生物法由于傳統治理方法有成本高、操作復雜、對于大流量低濃度的有害污染難處理等缺點，經過多年的探索和研究，生物治理技術日益受到人們的重視。生物法能夠較好地處理電鍍綜合廢水，使廢水中的六價鉻、銅、鎳、鋅、鎘、鉛等有害離子得到有效處理，同時形成沉淀，達到國家排放標準，處理方法簡單適用，污泥量少。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展，采用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭，根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。3.5活性炭吸附法活性炭是由木材、煤、果殼等含炭物質，在高溫和缺氧的條件下活化制成的。在活性炭的晶格間，形成了各種形狀、大小不同的微孔結構與巨大的比表面積，因而具有很強的吸附性能，可有效的吸附廢水中的有機污染物和金屬離子。活性炭處理電鍍廢水，目前主要用于含鉻、含氰廢水。用活性炭處理含鉻廢水，根據處理水的條件和要求，一般認為是利用它的吸附作用和還原作用。除此之外，還有沸石吸附、麥飯石吸附法。活性炭法處理電鍍廢水的優點：活性炭耐酸、耐堿，在高溫下不易破碎，有穩定的化學性能；節省用水，清洗零件的廢水用活性炭處理后不排放，可重復做清洗水；投資省，設備簡單，占地面積小，可直接在鍍槽旁邊工作，操作維護方便；處理費用低，活性炭來源廣，并可再生反復使用；不直接產生污泥，不易產生二次污染。盡管有以上優點但還是有不足之處，如廢水中污染物容度較高時，活性炭再生比較頻繁；長期反復使用活性炭處理喊含鉻廢水后，處理后水用來做清洗水時，三價鉻含量會增加，影響噸化膜，以及在洗脫液的利用等方面尚需進一步探索。4處理工藝的確定4.1工藝流程選擇在處理電鍍廢水的諸多工藝中，化學法應用最為普遍，在國外約占90％以上，中國各種電鍍廢水處理工藝的應用比例依次為化學法、離子交換法、電解法；化學法約占40％，而且化學法呈上升趨勢并逐漸向發達國家靠近，離子交換和電解法則呈下降，下降或上升的原因主要在于處理工藝的實用程度。采用化學法的廢水處理工程投資約占電鍍工程總投資的5％左右，而離子交換、電解法、反滲透法等廢水處理工程投資約占電鍍工程總投資的30％～40％。所以根據上一章闡述的各個處理方法的優缺點及本設計的實際情況選擇采用化學法進行連續處理，同時采用亞硫酸鹽還原法將六價鉻還原為三價鉻。設計處理流程如下圖所示：含鉻廢水含鉻廢水圖4-1廢水處理工藝流程槽中水槽中水位出水孔沉淀池水位出水進水斜板沉淀池中間水池砂濾器清水池濃縮池板框壓濾調節池反應池濾液上清液H2SO4NaHSO3NaOHPFS、PAMH2SO4NaOH污泥排放4.2工藝流程說明4.2.1廢水系統廢水處理系統采用連續處理工藝。廢水經過兩次提升，一次提升從調節池到中間水池，二次提升從中間水池到清水池。調節池中廢水由耐腐蝕泵泵入反應池，在反應池中以重力流方式流經還原槽、中和槽、斜板沉淀池和中間水池，完成六價鉻的還原，三價鉻與鋅離子的絮凝沉淀反應。中間水池的水由耐腐蝕泵泵入石英砂過濾器過濾，清水流入清水池，清水池ph值不達標，可以加酸或加堿進行調節；如果污染物超標，返回調節池重新處理。反應過程的控制通過氧化還原電位（ORP）測定儀、在線pH計和液位計實現。4.2.2污泥系統斜板沉淀池中沉積的污泥經污泥濃縮池濃縮，再經板框壓濾機脫水后打包待用。濃縮和壓濾出水返回調節池重新處理。4.2.3藥劑投配系統確定各種溶藥、投藥槽體有效容積、工藝尺寸及相關工藝設備。4.3工藝條件控制還原六價鉻必須在酸性條件下進行，當pH值為2.0或更低時，反應可在5min左右進行完畢；當pH值為2.5～3.0時，反應時間在20～30min；當pH值大于3.0時，反應速度非常緩慢。實際生產中，一般控制在2.5～3.0之間，反應時間控制在20～30min。亞硫酸鈉與六價鉻的理論投藥比為3﹕1（質量比），由于廢水中雜質的影響和反應動力學方面的原因，實際投藥量應高于理論投藥量，投藥比控制在（4～5）﹕1，投藥比過低會使還原反應不充分，出水中六價鉻含量不能達標，投藥比過高時浪費藥劑，增加處理成本，并且容易生成可溶性離子[Cr2（OH）2SO3]2-，難以生成氫氧化鉻沉淀。氫氧化鉻沉淀的最佳pH值為7～8，而氫氧化鋅沉淀的最佳pH值為8～9，故選擇絮凝反應的pH值為8，反應時間為15～20min。5簡單構筑物的設計計算5.1調節池1一般說明電鍍廢水水質質量有一定的波動，設置調節池使水質和水量保持相對的穩定，有利于后續處理單元的有效運行，調節池材料采用鋼筋混凝土，內外作防腐處理，調節池設事故溢流管。2參數選取池形方形停留時間HRT=4h3工藝尺寸有效容積V＝Q·HRT=50·4/24=8.33m3有效水深H＝2000mm橫截面積S=V/H=8.33/2.0=4.17m3池長L=2500mm池寬B=S/L=4.17/2.5=1.67m取B=2000mm調節池總尺寸長度×寬度×高度=2500mm×2000mm×2000mm4工藝裝備1次提升泵2臺（1用1備），由于廢水呈酸性，應選用耐腐蝕泵，具體選型見水力計算部分。5.2反應池1一般說明反應池內進行還原反應和絮凝反應，在流程上分前后兩格，前一格進行六價鉻的還原反應，后一格進行氫氧化物的沉淀生成反應，前后兩格用底部開口的隔板隔開，反應過程進行機械攪拌，如圖5-1所示。進水出水進水出水A側視圖B俯視圖圖5-1反應池示意圖反應池中根據化學反應的不同需要加入各種藥劑，以實現pH值調節，六價鉻的還原以及氫氧化鉻和氫氧化鋅的生成過程。為了促進反應物的充分接觸反應，反應池應設置混合設備，由于生成的氫氧化鉻絮體不易沉降，在進入沉淀池之前應在反應池中投加絮凝劑幫助絮體長大以利于后續沉淀單元的處理效果。2主要設計參數（1）還原反應pH值pH=2.5。停留時間HRT＝20min投藥比5﹕1ORP值反應過程控制通過氧化還原電位測定儀，ORP值為300mV。攪拌功率20W/m3池容，強度為中等強度，G值為200/s。（2）絮凝反應pH值本廢水處理車間主要處理鉻和鋅，沉淀時Cr(OH)3的最佳沉淀pH值為7～8，Zn(OH)2的最佳沉淀pH值為8～9，所以選擇絮凝池pH值為8。停留時間HRT＝20minG值50/s3工藝尺寸反應池的有效容積V=Q·t=50·(20+20)/(24·60)=1.39m式中Q——設計流量，m3/h；t——反應時間，h。水深H＝1.0m超高0.5m長L＝2.0m寬B＝1.0m凈尺寸L×B×H＝2000mm×1000mm×1500mm4工藝設備（1）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=20V/2=20·1.39/2=14W=0.014kW攪拌機機械總效率η1采用0.75，攪拌機傳動效率η2為0.8，則攪拌機所需的電動機功率N'為N'＝N/（η1η2）＝0.014/（0.75·0.8）＝0.023kW槳葉構造采用單層平板形，兩葉，長×寬＝0.5m×0.2m，槳葉底端距池底0.25m。（2）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=10V/2=10·1.39/2=14W=0.007kW攪拌機機械總效率η1采用0.75，攪拌機傳動效率η2為0.8，則攪拌機所需的電動機功率N'為N'＝N/（η1η2）＝0.007/（0.75·0.8）＝0.012kW漿液構造采用平板型，8葉，槳葉上下邊緣分別距水面和池底0.25m。5.3斜板沉淀池1一般說明電鍍廢水處理中固液分離一般采用沉淀池或氣浮池。斜板沉淀池具有沉淀效率高，停留時間短，占地少等優點，在電鍍廢水中得到廣泛的應用。一般為了構造簡單，多采用異向流斜板沉淀池，即水流傾斜向上流，污泥則傾斜向下流。沉淀池中污泥至少每天排一次，以免污泥板結堵塞排泥管。設計的斜板沉淀池如圖5-2所示：圖5-2斜板沉淀池示意圖2參數選取個數n=1水力表面負荷q=3m3/(m2·h)斜板長L=1.0m斜板傾角θ=60o斜板凈距d=40mm斜板厚b=5mm3工藝尺寸池表面積AA＝Q/(0.91·n·q)＝50/（0.91·1·3·24）＝0.76m2式中Q——最大設計流量，m3/h；n——池數；q——表面負荷，一般用3～5m3/（m2·h）；0.91——斜板面積利用系數。池長aa=＝＝0.87m取a＝0.8m核算q＝Q/（0.91·n·A）＝50/（0.91·1·0.82·24）＝3.6m3/(m2·h)滿足圖5-3集水槽集水槽個數1個槽中流量q＝50/（24·3600）＝0.000579m3/s＝0.579L/s考慮池子超載系數為20％，則槽中流量q0＝1.2q＝1.2·0.579＝0.70L/s槽寬B＝0.9q0.4＝0.9·0.00070.4＝0.049m為便于加工取槽寬B＝50mm起點槽中水深H1＝0.75B＝0.05·100＝50mm終點槽中水深H2＝1.25B＝1.25·50＝62.5mm槽中水深統一按H2＝70mm計。如圖5-4所示：圖5-4集水槽斷面集水方式為淹沒式自由跌落，淹沒水深為0.05m,跌落高度為0.05m,槽超高取0.1m,則集水槽總高度HH＝H2+0.05+0.05+0.1＝0.27m孔眼計算由q0＝ωμ，式中q0——集水槽流量，m3/s；μ——流量系數，取0.62；h——孔口淹沒水深，此處為0.05m；ω——孔眼總面積，m2。得ω＝q0/（μ·）＝0.00114m2孔徑采用d=10mm,則單孔面積ω0為ω0＝πd2/4＝0.0785·0.012＝0.0000785m2則孔眼個數n＝ω/ω0＝0.00114/0.0000785＝14.5取n＝16集水槽每邊孔眼個數n′＝n/2＝16/2＝8個相鄰孔眼中心距離s＝L/（n′+1）＝0.8/（8+1）＝0.089m為加工方便，相鄰兩孔眼間距取0.1m，靠近兩端各留出0.05m.(3)落水斗落水斗尺寸為L×B×H＝300mm×300mm×400mm，排水管采用DN25（外徑Φ×壁厚＝32mm×2.5mm）硬聚氯乙烯管.(4)排泥管選用DN150（外徑Φ×壁厚＝160mm×5.0mm）硬聚氯乙烯管5.4中間水池1一般說明其作用為沉淀池出水儲池，同時用作過濾器水泵集水池。有效容積取1h廢水流量。2工藝尺寸有效容積V＝1·50/24＝1.04m3凈尺寸L×B×H＝1500mm×1000mm×1000mm5.5過濾器1一般說明去除沉淀單元未能有效去除的微小絮體，進一步降低處理廢水重金屬離子濃度，保證達標排放或回用要求。一般可采用PE微孔管過濾、重力式過濾或壓力式過濾。PE微孔過濾精度高，經過濾出水濁度可低于0.5mg/L，但微孔管容易堵塞，需經常反沖洗和定期酸洗，每3年應更換一次。重力式過濾和壓力式過濾操作簡單方便，但過濾精度不及PE管，出水濁度在1～1.5mg/L。壓力式過濾在中小規模工業廢水處理中使用較多。選用砂濾器，石英砂單層濾料。2設計參數濾層厚度h1.0m承托層厚h′450mm,分4層正常濾速v8m/h強制濾速v′16m/h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3工藝尺寸截面積SS＝＝0.26m2直徑DD＝＝0.58m取D＝0.6m校核空塔流速vv＝＝7.37m/h符合要求（5-10m/h）需要石英砂體積為V＝S·h＝π·0.62·1.0/4＝0.28m3石英砂濾料反沖洗膨脹度為40％，則砂濾料的有效高度為H＝0.45+1.0·（1.0+0.4）＝1.85m砂濾料凈尺寸為Φ600mm×2000mm反沖洗最大需水Q′＝5·60·0.3·15/1000＝1.35m3設計取1.5m34工藝設備二次提升泵2臺（1用1備），具體選型見水力計算部分。5.6清水池1一般說明儲存過濾后的凈化水，調解處理與回用之間的平衡。一旦廢水中金屬離子含量達不到處理要求，用泵打回調節池重新處理。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DN70（75mm×4mm）硬聚氯乙烯溢流管直接外排，池底設DN50泄空管。2工藝尺寸有效容積V＝2·1.5＝3.0m3池體凈尺寸L×B×H＝2000mm×1500mm×1000mm3工藝設備反沖洗泵2臺，用途有二：其一為砂濾器反沖洗提供動力，其二在清水池水中金屬離子超標是泵回調節池。反沖洗泵的揚程計算參見水力計算部分。5.7藥劑投配系統1H2SO4加藥罐pH由4調至2.5，每天需要H2SO4的量為m＝50·（10-2.5-10-4）·98/2＝濃度為10％H2SO4的體積為V′＝7.50/（10％·1066）＝0.07mH2SO4按每天配藥1次則可取加藥罐的凈尺寸為Φ直徑×高度＝Φ500mm×800mm2NaHSO3加藥罐NaHSO3投藥量與廢水中六價鉻量比值為5﹕1（質量比），即投藥量為50mg/L，NaHSO3溶液投加濃度10％，需用量為V′＝50·50·10-6/10％＝0.025m3則有效容積按4d計算，V＝0.025·4＝0.10m3凈尺寸Φ直徑×高度＝Φ500mm×800mm3NaOH加藥罐調節pH值為2.5到8，每天需要濃度20％苛性鈉溶液為V′＝50·（10-2.5-10-8）·40/（20％·1219）＝0.026m3加藥罐有效容積按4d配藥一次計算，即V＝0.026·4＝0.10m3凈尺寸Φ直徑×高度＝Φ500mm×800mm4PFS加藥罐設計最大投藥量為20mg/L，PFS濃度為10％，10d配一次藥，則PFS加藥罐的有效容積為V＝50·20·10/（100·10％）＝0.1m3凈尺寸為Φ直徑×高度＝Φ500mm×800mm5PAM加藥罐設計最大投藥量為3mg/L, PAM濃度為0.5％，3d配一次，則PAM加藥罐的有效容積為V＝50·3·2·10-6/0.5％＝0.09m3凈尺寸Φ直徑×高度＝Φ500mm×800mm5.8污泥處理系統1斜板沉淀池排泥采用重力排泥，排泥管DN150，自動控制排泥閥。2污泥濃縮池沉淀后污泥的含水率一般在99％左右，經化學法處理后廢水中懸浮物含量為Cjs＝kC1+2C2+1.7C3+C4＝14·20+2·0+1.7·30+50＝381mg/L式中k——系數。當廢水中鉻離子含量等于或大于5mg/l時，k宜取14，當廢水中鉻離子含量小于5mg/l時，k宜取16；C1——廢水中鉻離子的含量，mg/l；C3——廢水中含鐵離子總量，mg/l；C3——廢水中除鉻離子和鐵離子以外的金屬離子含量總和，mg/l；C4——廢水進水中懸浮物含量，mg/l。濃縮時間為12h，則有效容積V＝50·381·12/[24·（1-99％）·1.02·106]＝0.94m3凈尺寸Φ1200mm×1000mm3污泥脫水從斜板沉淀池排出含水率為99％的污泥量為v′＝0.63/8＝0.08m3在濃縮池內濃縮8h后含水率降為98％的污泥量為v＂＝0.08·（100-99）/（100-98）＝0.04m3經板框壓濾機壓濾脫水后污泥含水率可降為70～80％，則每天排泥量為v＝24·0.004·（100-98）/（100-80）＝0.096m3/d以壓濾機濾餅最大厚度20mm計算，需要過濾面積為A＝0.096/0.02＝4.8m2本系統采用一臺過濾面積為6m2的板框壓濾機，1d工作1次即可。6水力計算6.1調節池水泵揚程調節池水泵揚程為H＝H差+H自+h沿+h局+h構式中H差——泵吸水池最低水位與最不利點水位差，m；H自——最不利點所需的自由水頭，m；h沿——管線沿程水頭損失，m；h局——管線局部水頭損失，m；h構——構筑物水頭損失，m。廢水流量Q＝50m3/d，取管中流速v＝0.8m/s（一般為0.7～1.2m/s），則廢水管徑為D＝＝0.03m查手冊取公稱直徑Dg＝25mm標準硬氯乙烯管，規格外徑Φ×壁厚＝32mm×2.5mm，工作壓力為10kg/cm2，計算內徑為27mm，查Dg=25mm塑料管水力計算表，流量Q＝2.1m3/h時，流速為0.91m/s，1000i＝38.58，對于一次提升管段，廢水管線水力最不利長度L＝10m，則管線沿程損失為H沿＝iL＝38.58·10/1000＝0.39m一次提升（從調節池用泵提升至反應池，反應池至中間水池重力自流）最不利段共有90o彎頭2個，局部阻力系數0.5，閥門2個，局部阻力系數各取0.5，逆止閥1個，局部阻力系數取7.5，轉子流量計1個，局部阻力系數9，泵1臺局部阻力系數為1，則管線總局部水力損失為H局＝ξv2/2g＝（2·0.5+2·0.5+1·7.5+1·9+1·1）·0.912/（2·9.8）＝0.82m系統中調節池最低水位與最不利點最高水位差H差＝4.0m取自由水頭H自＝2.0m，則水泵所需揚程為H＝H差+H自+h沿+h局＝0.39+0.82+4.0+2.0＝7.21m根據Q＝2.1m3/h，H＝7.21m選用25FS-16A型耐腐蝕性塑料泵，其性能參數如下表。表6-125FS-16A型耐腐蝕性塑料泵性能參數25FS-16A3.2712.529600.2851.54111820.56.2砂濾器水泵揚程6.2.1進水提升泵對于二次提升管段（從中間水池進砂濾器到清水池）選用公稱直徑為25mm標準硬氯乙烯管，規格外徑Φ×壁厚＝32mm×2.5mm，工作壓力為10kg/cm2，計算內徑為27mm，查Dg＝25mm塑料管水力計算表，流量Q＝2.1m3/h時，流速為0.91m/s，1000i＝38.58，對于二次提升管段，廢水管線水力最不利長度L＝8m，則管線沿程損失為H沿＝iL＝38.58·8/1000＝0.31m二次提升最不利段共有丁字管1個，局部阻力系數取1.5，90o彎頭3個，局部阻力系數0.5，閥門3個，局部阻力系數各取0.5，逆止閥1個，局部阻力系數取7.5，轉子流量計1個，局部阻力系數9，泵1臺局部阻力系數為1，則管線總局部水力損失為H局＝ξv2/2g＝（1·1.5+3·0.5+3·0.5+1·7.5+1·9+1·1）·0.912/（2·9.8）＝0.93m考慮過濾器水力損失按h砂＝3m計算，系統最不利點水位差H差＝3m，取自由水頭H自＝2m，則水泵揚程為H＝H差+H自+h沿+h局+h砂＝3+2+0.31+0.93+3＝9.24m根據Q＝2.1m3/h，H＝9.24m選用25FS-16A型耐腐蝕性塑料泵，其性能參數見表6-1。6.2.2反沖洗水泵砂濾器反沖水流量Q反沖＝Sq＝15·π·0.62/4＝4.24L/s＝0.0042m3/s查水力計算表得查Dg＝25mm，流量Q＝4.24L/s時，流速為v＝1.82m/s，1000i＝132，管長L＝10m，則管線沿程損失為H沿＝iL＝38.58·10/1000＝0.39m一次提升（從調節池用泵提升至反應池，反應池至中間水池重力自流）最不利段共有90o彎頭2個，局部阻力系數0.5，閥門2個，局部阻力系數各取0.5，逆止閥1個，局部阻力系數取7.5，轉子流量計1個，局部阻力系數9，泵1臺局部阻力系數為1，則管線總局部水力損失為H局＝ξv2/2g＝（2·0.5+2·0.5+1·7.5+1·9+1·1）·0.912/（2·9.8）＝0.82m系統中調節池最低水位與最不利點最高水位差H差＝4.0m取自由水頭H自＝2.0m，則水泵所需揚程為H＝H差+H自+h沿+h局＝0.39+0.82+4.0+2.0＝7.21m根據Q＝2.1m3/h，H＝7.21m選用25FS-16A型耐腐蝕性塑料泵，其性能參數如下表。表6-125FS-16A型耐腐蝕性塑料泵性能參數25FS-16A3.2712.529600.2851.54111820.57設計管理要求7.1設備與材料要求處理系統對于要求比較高的，在化學反應時會產生熱量的罐體采用炭鋼焊接而成的，內外做防腐處理，為節約成本，少占地，盡可能采用設備一體化設計。本系統對不放熱反應的罐體都采用聚乙烯（PE）材質的設備，PE材質具有耐腐蝕、抗氧化、不生銹、外觀美等特點，而且安裝輕巧，維修方便。對于反應池還原反應一格，要加蓋封閉，防止反應中產生的SO2逸散。處理系統采用機械攪拌，機械攪拌主要用于各槽罐的液體攪拌，如反應槽、配藥槽等。電控采用合資廠家（西門子、施奈德、歐姆龍等）的產品，性能穩定，運行可靠，處理系統關鍵的檢測儀表采用進口的，非關鍵的控制儀表采用國內上乘的本系統的廢水輸送泵采用中國產的耐腐蝕塑料泵，具有良好的防腐功能，污泥壓濾采用隔膜泵，對于本系統的處理效果影響最大的是各種藥劑的投加量的控制，計量泵選擇目前在中國運行比較好的米頓羅（LMI）計量泵，它具有運行穩定，外觀美觀，占地小等特點。廢水管路設計以及加藥管均采用UPVC管道，部分加藥管采用增強塑料軟管，系統管路分別沿地溝、墻面及管架集中排布，然后分散到各點。7.2電氣控制系統設計要求控制方式分為手動河自動控制兩種方式，兩種方式可以切換，具有較高的操作靈活性。7.2.1處理系統的自動控制方式廢水處理系統的主要設備的運行狀態可在主控柜模擬盤上顯示，如廢水調節池的工作液位與溢流報警液位，各罐體的下限報警液位等。當廢水處理系統出于自動待機狀態時，廢水輸水泵可自動啟動（當廢水儲池液位達到上限后），將廢水輸入處理槽，當廢水儲池液位降至下限時，廢水輸水泵可自動關閉。當輸水泵啟動后，需操作人員手動調節流量。當廢水輸水泵啟動后，處理槽進入自動加藥調節控制程序，攪拌機于泵聯動，添加H2SO4自動調節pH值，根據所測得的ORP值，自動添加NaHSO3藥液。反應槽絮凝反應段通過pH計控制計量泵自動添加NaOH、PFS、PAM等藥液。清水池的六價鉻含量超過額定值以后，啟動過濾器反沖洗水泵將不合格水回流至廢水調節池，進行再處理。清水池中有在線監測儀，當ph值不滿足要求時，池中攪拌器開啟，pH值調節加藥泵自動運行，將處理后的廢水調至pH＝6～9范圍。7.2.2處理系統的手動控制方式廢水處理系統在手動控制狀態下，操作人員可在操作現場通過現場操作開關可實現上述自動控制全部操作程序。7.3處理藥劑及藥品消耗7.3.1處理藥劑處理藥品如下表7-1。藥品級別H2SO4NaHSO3（固體）NaOH（固體片堿）PFS（固體）PAM（固體）工業級工業級工業級工業級工業級7.3.2藥品損耗估算藥品用量結合理論計算和實際經驗確定，見下表7-2。表7-2處理藥品損耗估算項目H2SO4NaHSO3NaOHPFSPAM單位水量耗藥量（g/m3）1505030203每天耗藥量（kg/d）