【正文】 點(diǎn)比較 工藝方法 建設(shè)投資 運(yùn)行成本 占地面積 處理效果 出水水質(zhì) 污泥量 工藝弱點(diǎn) 化學(xué)法 中 低 多 尚可 一般 多 藥劑量大 離子交換法 高 高 少 好 好 少 操作復(fù)雜 電解法 低 高 少 不確定 不確定 較多 處理量少 經(jīng)過處理效率，環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)效益的共同評(píng)估，本設(shè)計(jì)采用按廢水的不同種類分別處理廢水的組合法，即鐵粉內(nèi)電解法（處理含鉻廢水） + 二氧化氯協(xié)同氧化劑破氰法（處理含氰廢水） + 混 凝沉淀法（處理含銅廢水）。 本設(shè)計(jì)思路是在各構(gòu)筑物廢水停留時(shí)間上設(shè)計(jì)構(gòu)筑物的尺寸參數(shù)，并且采用連續(xù)式的方式處理廢水，所以本設(shè)計(jì)的資金投入量低和構(gòu)筑物尺寸小、占地面積小，以及減少廢水排放，操作方法簡便，提高廢水處理效率的優(yōu)點(diǎn)。 （一）工藝流程的優(yōu)點(diǎn) 1． 鐵粉內(nèi)電解法。其處理廢水后不但各種金屬離子濃度遠(yuǎn)低于允許排放濃度，并且還有一定的脫鹽和去除 COD 的能力；從經(jīng)濟(jì)上來說，除了電耗外，消耗的主要材料是鐵粉，其來源廣泛，價(jià)格低廉；此法所用的酸和堿可以采用電鍍車間產(chǎn)生的廢酸和廢堿，達(dá)到以廢治廢的效果。 鐵粉內(nèi)電 解原理 當(dāng)含 Cr6+廢水通過鐵粉時(shí)，在一定的 PH 條件下，鐵粉內(nèi)發(fā)生原電池反應(yīng) 陽極反應(yīng)： Fe — 2e Fe2+ Cr2O72 + 6 Fe2+ + 14H+ 2 Cr3+ + 6 Fe 3+ + 7 H2O （酸性條件） CrO4 2 + 3 Fe2++ 8 H + C r3+ +3 Fe 3+ + 4 H2O （堿性條件） 陰極反應(yīng) ： 2 H+ + 2 e H2 2． 二氧化氯協(xié)同氧化劑破氰法。與傳統(tǒng)的化學(xué)法相比， 二氧化氯協(xié)同氧化劑破氰法具有節(jié)能、設(shè)備投資少、運(yùn)行成本低、體積少、效率高、操作方便、無需專人值守使用壽命長的特點(diǎn)。 二氧化氯所以有強(qiáng)的氧化力，主要是由于是在正四氧化態(tài)下的氧化能力較強(qiáng)，其活性為氯的 。因此，能處理含氰、硫、金屬離子、產(chǎn)酸根、殘存有機(jī)物的工業(yè)用其破氰反應(yīng)如下。 一級(jí)反應(yīng)： pH 值＝ ~ ClO2+NaCN+NaOH+H2O→ NaCNO+NaCl+3OH? ClO2+Zn(CN)2+NaOH+H2O→ Zn(CNO)2+NaCl+2OH? ClO2+CuCN+NaOH+2H2O→ CuCNO+NaCl+3OH? 二級(jí)反應(yīng) ： pH 值 ＝ ~ 2NaCNO+2ClO2+2H2O→ N2↑ +2CO2↑ +2NaCl+4OH? Zn(CNO)2+2ClO2+2NaOH+2H2O→ N2↑ +2CO2↑ +Zn(OH)2↓ +2NaCl+4OH? 2CuCNO+2ClO2+2NaOH+2H2O→ N2↑ +2CO2↑ +2Cu(OH)2↓ +2NaCl+2OH? 同時(shí)利用氧化還原的原理，還可以去除廢水中的部分陰離子，如 S SO３ NO３ － 和 Fe3+、 Mn2+、 Ni2+。 。技術(shù)比較成熟，運(yùn)行成本低、操作簡單。 用 NaOH 調(diào)整 pH值５ ~１１ ,再用 FeCl3做混凝劑，ＰＡＭ作絮凝劑 表 4 各種金屬離子去除的最佳 PH 值，列表如下： 金屬離子 PH 范圍 殘留濃度 (mg/L) 備 注 Cu2+ 714 ≤ 1 Ni2+ ≥ 9 ≤ 1 Sn2+ 58 ≤ 1 Zn2+ ≤ 1 PH＞ 再溶解 Fe3+ 512 ≤ 1 PH＞ 12再溶解 Al3+ ≤ 3 PH＞ 8再溶解 （二） 流程 含鉻廢水處理系統(tǒng) ↓ _________________↑ 含鉻廢水 → 調(diào)節(jié)池 → 酸洗槽 → 鐵粉處理器 → 中和反應(yīng)池 → 堅(jiān)流沉 淀池Ⅰ → 排水 含氰廢水處理系統(tǒng) 含氰廢水 → 一級(jí)反應(yīng)槽 → 二級(jí)反應(yīng)槽 → 堅(jiān)流沉淀池Ⅱ → 排水 ↑ ↑ 二氧化氯發(fā)生器 含銅廢水處理系統(tǒng) 含銅廢水 → 調(diào)節(jié)池 → PH調(diào)整槽 → 混凝槽 → 絮凝槽 → 斜板沉淀池 → 排水 污泥 → 污泥濃縮機(jī) → 污泥脫水機(jī) → 污泥外運(yùn) （交給專業(yè)公司處理） 工藝流程說明 含鉻廢水 處理 系統(tǒng) 1．含鉻廢水進(jìn)調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水質(zhì)水量的均衡調(diào)節(jié)； 2．廢水 經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)入酸洗槽加入酸廢水（設(shè)計(jì)中取用 H2SO4）進(jìn)行酸化，因反應(yīng)是在酸性條件下進(jìn)行，為后面反應(yīng)做準(zhǔn)備； 3．以酸化的廢水進(jìn)入鐵粉反應(yīng)器進(jìn)行內(nèi)電解反應(yīng)，使 Cr6+還原為 Cr3+； 4．反應(yīng)后的廢水進(jìn)入中和反應(yīng)池加入 NaOH 進(jìn)行中和反應(yīng)，將 Cr3+、 Fe3+從廢水中去除，后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀； 5．沉淀后的污泥進(jìn)行處理與處置。 含氰廢水處理系統(tǒng) 1．含氰廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水質(zhì)水量的均衡調(diào)節(jié)； 反 沖 洗 2．廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)池，在一級(jí)反就池內(nèi)在不同時(shí)間段分別加三次藥。 首先加堿廢水（設(shè)計(jì)中取用 NaOH)調(diào)整 PH 值，再從二氧化氯協(xié)同氧化劑發(fā)生器加入以二氧化氯為主的氧化劑進(jìn)行一級(jí)破氰反應(yīng)，破氰反應(yīng)后為了后續(xù)處理要加入 H2SO4使其酸化； ，同樣地從二氧化氯協(xié)同氧化劑發(fā)生器加入以二氧化氯為主的氧化劑進(jìn)行二級(jí)破氰反應(yīng)，二級(jí)破氰完全反應(yīng)后加入 NaOH去除廢水中的 Zn2+和 Cu2+，后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀； 。 含銅廢水處理系統(tǒng) ，進(jìn)行 水質(zhì)水量的均衡調(diào)節(jié)以及曝氣。 FPH 調(diào)整槽加入堿廢 水（ NaOH)進(jìn)行堿化。 FeCl3 使廢水水的顆粒凝聚。 ，加入 PAM 使凝聚的顆粒進(jìn)一步混凝。 ，使較大的顆粒沉淀，從而去除廢水中的 Cu 離子。 。 污泥處理 系統(tǒng) ，減少自身的含水率 ，進(jìn)一步脫水成干污泥。 ，交由專業(yè)公司回收或處理。 由廢水處理工程經(jīng)驗(yàn)得知 KZ=,本工程 取 KZ=。 平均設(shè)計(jì)流量 (工程規(guī)模 ) Q = 1000 m3/d = 102 m3/s 。 最大設(shè)計(jì)流量 Qmax =1000 = 1300 m3/d = 102 m3/s 。 含鉻廢水處理系統(tǒng)流量 平均設(shè)計(jì)流量 Q = 200 m3/d = 103 m3/s 最大設(shè)計(jì)流量 Qmax = 200 = 260m3/d = 103 m3/s 。 含氰廢水處理系統(tǒng)流量 平均設(shè)計(jì)流量 Q = 200 m3/d = 103 m3/s 最大設(shè)計(jì)流量 Qmax = 200 = 260m3/d = 103 m3/s 。 含銅廢水處理系統(tǒng)流量 平均設(shè)計(jì)流量 Q = 600 m3/d = 103 m3/s 最大設(shè)計(jì)流量 Qmax = 600 = 780m3/d = 102 m3/s 計(jì)算書 一 物料衡算 （一） 含鉻廢水 處理 系統(tǒng) 由于具體電鍍廢酸液的性質(zhì)不知道，所以廢酸，廢堿計(jì)算時(shí)分別用 98%的硫酸和NaOH 粉 末代替，但日常通常是廢酸和電石渣，一般情況下廢酸呈液態(tài)，設(shè)計(jì)中設(shè)置了 酸調(diào)節(jié)池，廢堿如電石渣之類的通常為固態(tài)，因此設(shè)置了加堿間進(jìn)行調(diào)節(jié)，特此說明。 加酸量 該加藥及酸化反應(yīng)都在酸洗槽中進(jìn)行 藥品： 98%的濃硫酸 計(jì)算：分析的 Cr6+的含量，用硫酸進(jìn)行酸化 已知：進(jìn)水 PH 為 5~7，根據(jù)設(shè)計(jì)原則設(shè)為 PH=7，要進(jìn)行反應(yīng)，需將 PH 調(diào)節(jié)到 ， 根據(jù)有關(guān)資料查得，此反應(yīng)需要 10 分鐘 Q=200m3 /d= 進(jìn)水 PH=7，即 [H+]=1 107mol/L 酸洗槽出 水 PH=，即 [H+]= 102mol/L 即進(jìn)入酸洗槽的 [H+]總量為 n=cv=16701107=104mol 調(diào)節(jié)酸度使用 98%的濃硫酸稀釋為 20%的硫酸 根據(jù)有關(guān)資料， 20％和 98％硫酸溶液的濃度分別為 103 g/ L 和 103 g/ L,即 ,分別為 mol/L 和 mol/L 。 進(jìn)水 PH=7 ，出水 PH=,即 [H+]= 102mol/L 設(shè)加入 20%硫酸的量為 V 104+V / 1670+V = V= L 根據(jù)水的離解平衡 H+ + OH H2 O 此時(shí)，反應(yīng)掉的氫離子總量為 1010mol,反應(yīng)量可忽略 取 20%的硫酸為 L/10min 則 98%的濃硫酸取用量計(jì)算得為 L/10min 則一天中加入 98%硫酸的總量為 V= L 每 10 分鐘槽內(nèi)總液體 Q=1670+=（ L） 加入鐵粉量 鐵粉加入要在鐵粉反應(yīng)池中進(jìn)行 藥品：（多孔的還原性鐵粉）多數(shù)是粉末冶金所用的鐵粉 陽極反應(yīng)： Fe — 2e Fe2+ Cr2 O7 2 + 6 Fe2 + + 14H+ 2 Cr3+ + 6 Fe 3 + + 7 H2 O （酸性條件） CrO4 2 + 3 Fe2 ++ 8 H + C r3+ +3 Fe 3+ + 4 H2 O （堿性條件） 陰極反應(yīng) 2 H+ + 2 e H2 廢水中 Cr6+≤ ，根據(jù)設(shè)計(jì)原則取 Cr 6+＝ ，即摩爾濃度為 103mol/L 根據(jù)反應(yīng) ,1L 廢水中 Cr6+含量為 103mol Cr2 O7 2 + 6 Fe2 + + 14H+ 2 Cr3+ + 6 Fe3 + + 7 H2 O 2 6 2 6 103 a b c a= 103mol/L b= 103 mol/L c = 103 mol/L 根據(jù)《環(huán)境工程師手冊(cè)》 ,實(shí)際加入的鐵粉量為理論的 倍 即實(shí)際加入的鐵粉量為 n=103 =103 mol 廢水中除了 Cr6+要去除 , Cr3+也要去除 反應(yīng)后 1L 廢水中產(chǎn)生的 Cr3+的總量為 103mol/L 反應(yīng)后 1L 廢水中產(chǎn)生的 Fe3+的總量為 103mol/L 由反應(yīng) Fe — 2e Fe2+ 1 2 103 d d= 103mol/L 則轉(zhuǎn)移電子的量為 n= 103mol/L 反應(yīng) 2 H+ + 2 e H2 2 103 e= 103mol/L 即反應(yīng)中每 L 水中用掉的 H+的量是 103mol 根據(jù)原廢水中 [H+]= 102mol/L 則 1L 廢水中剩下的 H+ = 102 103=102 mol/L,此時(shí)廢水的PH= 根據(jù)資料 ,該反應(yīng)需要 10 分鐘 進(jìn)水 Q=200m3 /d=1670 L/10min 10min 加 入 的 鐵 粉 量 為 n=1031670=(mol), 鐵 粉 加 入 量 為 mol/min 10min 產(chǎn)生的 Cr3+為 1031670=(mol) 10min 產(chǎn)生的 Fe3+為 1031670=(mol) 加入的 NaOH量 該反應(yīng)在中和反應(yīng)池中進(jìn)行 藥品 : 濃度為 96%NaOH 粉末調(diào)節(jié)為 20%的 NaOH 溶液 發(fā)生的兩個(gè)中和反應(yīng)是 Cr3++3OH Cr(OH)3 ↓ Fe3+ + 3OH Fe(OH)3 ↓ A B C M N D 由上得出 ,