【正文】 h—— 微電解池的有效水深，本設(shè)計選定為 。6 0 6 0 1 4 6 2 . 5 22 1 0 0 0 2 1 0 0 0F q tHmF ? ? ? ?? ? ?? ? ?，反沖洗 水箱 水深 3m。 支管：干管的中心距離為 ，總的支管數(shù)為 22 ? ??，支管的進水量 /6 Ls? ，取支管直徑為 50mm，管內(nèi)流速為 。 4 1 5 1 .9 5 2 ( )5 m??? ? ? ??； 高徑比為 5/2= （ 4）微電解塔高度 承托層高 ， 填料層 厚 5m，超高 ， H=+5+=。選用機械攪拌，在池的對角上設(shè)置兩個潛水攪拌器。 330 12 360 ( )Vm? ? ? （ 2）池子表面積 )m(hVA 2? 式中： A—— 調(diào)節(jié)池池表面積， 2m ； V—— 調(diào)節(jié)池的有效容積， 3m ； h—— 調(diào)節(jié)池的有效水深， m。 工藝 各構(gòu)筑物 去除率說明 根據(jù)文獻報道，結(jié)合確定的工藝流程，可以對 COD 和特征污染物的去除率進行確定。硝基苯廢水處理工藝設(shè)計方案 南京工業(yè)大學環(huán)境學院 7 生化系統(tǒng)采用厭氧 — 好氧處理工藝，可確保各項指標達到《污水綜合排放標準》 三 級標準。微電解塔利用鐵炭構(gòu)成的原電池進行微電解，有效的去除硝基苯和甲苯，隨微電解塔出水中的大量 Fe2+在 Fenton 氧化池中作為 H2O2 的催化劑，進一步去除硝基苯、甲苯及其微電解產(chǎn)物， Fenton 氧化是利用高級氧化技術(shù)有效的去除 COD 和特征污染物的方法，效率高，操作成本低。 設(shè)計原則與指導(dǎo)思想 ? 采用先進合理的處理工藝，保證污水達到最好的處理效果； ? 工藝許可的條件下盡量減少投資和用地面積； ? 操作維護簡單； ? 操作運行可靠，運行費用控制較低。 生物法 硝基苯類化合物被認為是生物難以降解的物質(zhì)，但利用生物的變異性，近年來環(huán)境工作者篩選出了一些特異性菌種用于處理硝基苯廢水。 Fenton氧化體系由過氧化氫和催化劑 Fe2+構(gòu)成。結(jié)果表明 ,降解過程符合準一級動力學規(guī)律。電化學氧化的基本原理有兩硝基苯廢水處理工藝設(shè)計方案 南京工業(yè)大學環(huán)境學院 3 種 :一是直接電化學反應(yīng)，指 通過陽極氧化使污染物在電極上發(fā)生轉(zhuǎn)化或燃燒，把有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒物質(zhì)，或把非生物相容的有機物轉(zhuǎn)化為生物相容的物質(zhì)，例如芳香化合物的開環(huán)氧化等。 對于萃取法，目前一般采用多級萃取法或萃取法與其他方法協(xié)同處理。 處理硝基苯的技術(shù)方法現(xiàn)狀 物理法 對含高濃度硝基苯的工業(yè)廢水，采用物理手段處理既可降低硝基苯的濃度，改善廢水的可生化性，又可以回收部分硝基苯，實現(xiàn)資源利用最大化。 硝基苯在水中具有極高的穩(wěn)定性，由于其密度大于水，進入水體后會沉入水底，長時間保持不變。硝基苯廢水處理工藝設(shè)計方案 南京工業(yè)大學環(huán)境學院 1 目 錄 第一章 處理工藝的文獻綜述 2 含硝基苯廢水對環(huán)境的危害 2 處理硝基苯的技術(shù)方法現(xiàn)狀 2 物理法 2 化學法 2 生物法 3 第二章 工程設(shè)計資料與依據(jù) 4 廢水水量 4 設(shè)計進水水質(zhì) 4 設(shè)計出水水質(zhì) 4 設(shè)計依據(jù) 5 設(shè)計原則與指導(dǎo)思想 5 第三章 工藝流程的確定 5 廢水的處理工藝流程 5 工藝流程說明 6 工藝各構(gòu)筑物去除率說明 7 第四章 構(gòu)筑物設(shè)計計算 7 設(shè)計水量的確定 7 調(diào)節(jié)池 7 微電解塔 8 FENTON 氧化池 10 中和反應(yīng)池 11 沉 淀池 12 生活污水格柵 14 生活污水調(diào)節(jié)池 16 生化處理系統(tǒng) 17 二沉池 19 污泥濃縮池 20 第五章 構(gòu)筑物及設(shè)備一覽表 22 主要構(gòu)筑物一覽表 22 主要設(shè)備一覽表 23 第六章 管道水力計算及高程布置 23 平面布置及管道的水力 計算 23 泵的水力計算及選型 26 高程布置和計算 28 第七章 參考文獻 31 硝基苯廢水處理工藝設(shè)計方案 南京工業(yè)大學環(huán)境學院 2 第一章 處理工藝的文獻綜述 含硝基苯廢水對環(huán)境的危害 硝基苯，分子式為 C5H6NO2，相對分子量為 123，相對密度 (水 =1)，熔點在 ℃，沸點是 ℃。環(huán)境中的硝基苯主要來自化工廠、染料廠的廢水廢氣，尤其是苯胺染料廠排出的污水中含有大量硝基苯。因此，研究硝基苯類污染物的治理方法和技術(shù)十分必要。趙 鈺 等 [1]在用活性炭吸附法處理含芳香族硝基化合物的染料廢水的工程試運行中，COD 平均值由 209mg/L 下降至 119mg/L。于桂珍等 [3]利用汽提 — 吸附法處理硝基苯廢水，實驗表明，硝基苯的去除率可達 90%以上，汽提后的廢水經(jīng)碳黑吸附，廢水中硝基苯含量可降至 10mg/L 以下，效果較好 化學法 針對于處理硝基苯的化學法主要有電化學法和高級氧化法。 也有樊紅金等 [5]對催化鐵內(nèi)電解法處理硝基苯廢水降解動力學特性進行了研究。針對硝基苯廢水，報道較為集中的是 Fenton試劑氧化。后續(xù)混合廢水經(jīng) SBR 工藝處理后出水水質(zhì)能滿足國家污水排放標準。 設(shè)計進水水質(zhì) （ 1）生產(chǎn)廢水： 200 m3/d 污染因子 污染物濃度 (mg/L) COD 4380 pH(無量綱 ) 3 甲苯類 100 硝基 苯 50 鹽分 9000 （ 2）生活污水： 490 m3/d 設(shè)計出水水質(zhì) 出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》（ GB8978－ 1996） 三 級標準 后后排入建設(shè)單位所在化工園區(qū)的污水處理廠進行進一步生化處理， 具體排放要求如下： 污染因子 污染物濃度 (mg/L) COD 500 pH(無量綱 ) 6~9 污染因子 污染物濃度 (mg/L) COD 400 pH(無量綱 ) 7~ SS 400 BOD5 250 NH3N 40 硝基苯廢水處理工藝設(shè)計方案 南京工業(yè)大學環(huán)境學院 5 BOD5 300 SS 400 甲苯類 硝基 苯 NH3N 25 鹽分 8000* (注：鹽分接管標準≤ 8000 mg/L 后排入業(yè)主所在化工園區(qū)的污水處理廠處理 ) 設(shè)計依據(jù) ? 建設(shè)方提供的水質(zhì)水量及排放標準資料； ? 《污水綜合排放標準》（ GB8978－ 1996）； ? 《室外排水設(shè)計規(guī)范》（ GBJ14－ 87）； ? 《 給水排水設(shè)計 手冊 (第二版 )》； ? 類似工程的經(jīng)驗、工藝參數(shù)和試驗結(jié)果。 現(xiàn)將 流程說明如下： 含有硝基苯和 甲苯的生產(chǎn)廢水，在調(diào)節(jié)池中均質(zhì)均量，以減緩對后續(xù)物化處理系統(tǒng)的沖擊，在水質(zhì) 水量 調(diào)節(jié)后， 進入 pH 調(diào)整池，將生產(chǎn)廢水的 pH 調(diào)整至 3 左右，以利于微電解操作。 在完成生產(chǎn)廢水的物化處理后，在調(diào)節(jié)池中接入生活廢水進行稀釋配水， 進入生化系統(tǒng)。處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥必須由 危險 固體廢棄物處置中心進行妥善處置。 (2)設(shè)計計算 硝基苯廢水處理工藝設(shè)計方案 南京工業(yè)大學環(huán)境學院 8 （ 1）池子總有效容積 設(shè)停留時間 t=12h tqV vmax?? 式中： maxvq —— 最大設(shè)計流量， /hm3 ； t——水力停留時間， h。調(diào)節(jié)池尺寸為 16 9 3(m) （ 4）攪拌設(shè)備 在調(diào)節(jié)池中增加攪拌設(shè)備，以 均衡水質(zhì)，提 高中和反應(yīng)的效率。 硝基苯廢水處理工藝設(shè)計方案 南京工業(yè)大學環(huán)境學院 9 330 1 30( )Vm? ? ? （ 2）單座微電解 塔 的有效容積 設(shè) 2 座微電解 塔 ， 串聯(lián)使用， 每座微電解塔為升流操作， 每座微電解塔的有效容積 31 30 15( )2Vm?? （ 3）微電解 塔 的 直徑 4Vh??? 式中： h—— 微電解 塔 的有效水深，本設(shè)計選定為 5m。則干管的流量為 221 4 ( ) 4 3 .9 6 /2tq fq L s?? ? ? ? ?，采用管徑為 200mm， 流速為 。 孔眼 間距為 2 34 m? 反沖洗系統(tǒng)： 反沖洗水箱體積 14 6 fqt L? ? ? ? ? ?； 反沖洗水箱高39。 對硝基苯的去除率可達 85%， 對 COD 的去除率接近 40% 氧化池尺寸設(shè)計 （ 1）氧化池的有效容積 )m(tQV 3?? 式中： Q—— 設(shè)計流量， h/m3 ； t—— 廢水停留時間， h，為了得到最佳的 COD 去除率，本設(shè)計選用的反應(yīng)時間為 90min。 （ 4）氧化劑的選用 Fenton 試劑中，使用 H2O2為氧化劑，根據(jù)文獻報道值，投加 30%H2O2的 量 為 500mg/L，水量為 30m3/h，故此 H2O2加入量 為 15kg/h，由計量泵定量加入 。 中和 反應(yīng) 池 在進行微電解 +氧化后，生產(chǎn)廢水中的特征污染物明顯降低， CODcr下降，此時，水中含有大量的 Fe2+和 Fe3+離子，加入 Ca(OH)2后，產(chǎn)生大量的 Fe(OH)2 和 Fe(OH)3具有明顯的混凝作用，可以進一步的去除 COD，同時調(diào)整將 pH調(diào)整到 6～ 7 以有利于后續(xù)的生化處理，氧化池出水 pH 為 5。 330 1 30( )Vm? ? ? （ 2） 中和反應(yīng)池的面積 2/ ( )A V h m? 式中： h—— 微電解池的有效水深，本設(shè)計選定為 2m。 （ 4）中和藥劑的投加 投加的 Ca(OH)2主要用于和氧化反應(yīng)出水中的 Fe3+反應(yīng)， 對于 H+所致的 pH 變化可以忽略， 以生成大量的 Fe(OH)3，起到混凝作用。 為了便于選型，選用63L/h的計量泵 。 22 33 0 / 3 6 0 01 3 . 9 ( )0 . 6 1 0Am???? （ 6）沉淀池總面積 212 1 3 .9 0 .0 8 3 1 3 .9 8 ( )A A A m? ? ? ? ? （ 7）沉淀池的直徑 4 4 1 3 .9 84 .2 2 ( )3 .1 4ADm? ?? ? ? 施工時為了方便， D 取 。設(shè)計中取 。 4h —— 緩沖層高度， m，有機械刮泥設(shè)備時，取 。 選 用中格柵進行設(shè)計計算。 ，則此進水渠道內(nèi)的流速 V1= maxQBh? = ? =L1= 1tan20BB?。 4 230 . 0 1 0 . 4h =3 2 . 4 2 s in 6 00 . 0 2 2 9 . 8??? ? ? ??? ??? 。 30 . 0 1 0 . 0 5 8 6 4 0 0w = = 0 . 0 2 8 8 m /d1 . 5 1 0 0 0??? ，故使用人工清渣。其總流量為 Q=30+=調(diào)節(jié)池的尺寸 （ 1）池子總有效容積 設(shè) 停留時間 t=12h tqV vmax?? 式中： m