【正文】 式中： v1—— 污水由中心管與反射板之間縫隙的出流速度， m/s ，一般不大于 。 （ 1） 中 和反應(yīng)池有效容積 )m(tQV 3?? 式中： Q—— 設(shè)計(jì)流量， h/m3 ； t—— 廢水停留時(shí)間， h，本設(shè)計(jì)選用的反應(yīng)時(shí)間為 1h。向下交錯(cuò)排列 。調(diào)節(jié)池 采用 機(jī)械攪拌方式使水質(zhì)均衡，防止沉淀。 硝基苯廢水處理工藝設(shè)計(jì)方案 南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院 4 第二章 工程設(shè)計(jì) 資料與依據(jù) 廢水水量 根據(jù) 生產(chǎn)工藝及相關(guān)資料 ， 生產(chǎn) 廢水的排放量為 150 m3/d，工作方式為 24 小時(shí)工作制，生活污水 300m3/d 排放。 對(duì)于汽提法，用于處理高濃度硝基苯廢水，工藝上較為可行。硝基苯是淡黃色透明油狀液體，有苦杏仁味，不溶于水，溶于乙醉、乙醚、苯等多數(shù)有機(jī)溶劑。二為間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化，指利用電極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物種使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變。 第三章 工藝流程的確定 廢水的處理工藝流程 根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)查 的結(jié)果 并且結(jié)合 類似 工程 的設(shè)計(jì)、操作參數(shù)，考慮到該企業(yè)廢水中含有大量的有機(jī)物， COD 很高，可生化性極差，同時(shí)廢水排放量不是很大，因此綜合多種因素考慮，決定采取物化處理與生化處理相結(jié)合的處理工藝，以 化學(xué)法為主，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，COD、有機(jī)物去除率高，結(jié)合厭氧 — 好氧技術(shù)，可以確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。調(diào)節(jié)池的有效水深 2～ ，現(xiàn)取 h=。 名稱 參數(shù) 規(guī)格 材料 說明 微電解塔 直徑 高度 填料粒徑 填料厚度 升流速度 2m 鑄鐵 防腐 5～ 10 目 5m 10m/h Fe:C=5:1(質(zhì)量比 ) 填料根據(jù)鑄鐵屑的消耗隨時(shí)添加 布水系統(tǒng) 干管直徑 支管直徑 穿孔率 200mm 50mm % UPVC 反沖洗 系統(tǒng) 反沖洗水箱體積 反沖洗水箱高 度 UPVC Fenton 氧化池 在微電解后利用 Fenton 試劑進(jìn)行氧化，以加強(qiáng)對(duì)甲苯、硝基苯這兩個(gè)特征污染物的去除效果。中和反應(yīng)池的尺寸為 5 3 （ m）。取 60176。 L=++ tan60。 39。 (1)濃縮池有效容積： V= 式中 : Q—— 設(shè)計(jì)污泥量， m3/h； T—— 濃縮時(shí)間，本設(shè)計(jì)取 16h。 校核： 0 .0 3 7 5 ( )4dRm?? 管徑取 D=150mm，粗糙度 n=，得 i=,v=。 v=， i=，吸水管長(zhǎng) ， 局部阻力系數(shù)查表得：濾水網(wǎng) 1? ＝ ， 90176。90176。 20 . 0 0 8 30 . 0 0 4 9 7 ( )1 . 6 7Qwmv? ? ? 0 . 0 0 4 9 7 0 . 1 2 6 ( ) 1 2 6 ( )0 . 4 9 5d m m m? ? ? 取 125mm。4 ( 3 . 0 5 0 . 5 ) ta n 6 0 2 . 2 12hm??? 2 2 3 31 2 . 2 1 ( 9 . 3 0 . 2 5 9 . 3 0 . 2 5 ) 6 4 . 8 8 9 . 3 63V m m? ? ? ? ? ? ? ? （ 8）污泥斗以上的梯形部分 h4’=(+) = （ 9）沉淀池總高 設(shè)超高為 ，無機(jī)械刮泥設(shè)備，故此緩沖層高 ，據(jù)此 H=h1+h2+h3+h4=+++= 污泥濃縮池 ： 進(jìn)入污泥濃縮池的污泥包括兩部分，一是沉淀池的污泥，二是二沉池的剩余污泥， 總泥量 W=W1+W2=+= m179。 池深超高 ，實(shí)際池深為 。= (4)細(xì)格柵柵槽后與出水渠道連接處漸窄部分長(zhǎng)度： 12L=2L = = (5)過柵水頭損失： 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形。 )m( 6 0 0h 32 ????? ? 校驗(yàn)： 2/ / 3Dh ? ? ?，符合豎流式沉淀池的設(shè)計(jì)要求。選用在線 pH 計(jì) 做為 控制，型號(hào)為 BYS01 型，數(shù)量 2臺(tái)，一備一用。 支管的長(zhǎng)度為 2m和 孔 眼 布設(shè) ：支 管的 孔眼 數(shù)與 微電 解塔 面 積比 K 為 % ， 孔眼 總面 積 為2220 . 5 % ( ) 0 . 0 1 5 72Fm?? ? ? ?，設(shè)孔眼的直徑為 10mm，每個(gè)孔眼的面積為 2，孔眼總數(shù)為 15700 20xx 8 .5k FN s? ? ?， 每個(gè)支管上孔眼數(shù)為 34，每根支管孔眼布置成兩排，與垂線成硝基苯廢水處理工藝設(shè)計(jì)方案 南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院 10 45176。 污染因子及去除率 流出構(gòu)筑物的污染物濃度 (mg/L) 調(diào)整池 1 微電解塔 Fenton 氧化池 中和反應(yīng)池 沉淀池 調(diào)節(jié)池 2 厭氧池 好氧池 二沉池 COD 4380 3942 2562 2306 2193 2193 1316 658 500 COD 去除率 % 0 10 35 10 5 0 25 50 0 甲苯 100 40 8 4 甲苯去除率 % 0 60 80 50 40 0 30 50 40 硝基苯 50 8 6 5 硝基苯去除率 % 0 75 30 8 0 20 10 第 四 章 構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì) 水量 的確定 生物處理池之前，各構(gòu)筑物按最大日最大時(shí)流量設(shè)計(jì)，已知該廠 生產(chǎn) 廢水流量 Q=200 m3/d，廢水流量總變化系數(shù) Kz=，故最大設(shè)計(jì)流量為： 3m a x zQ K Q 1 .2 2 0 0 2 4 0 ( m /d)? ? ? ? ?，按照 工作 8h 計(jì)算， 3m a x 240Q = 3 0 /8 mh? 調(diào)節(jié)池 (1)設(shè)計(jì)說明 調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容是確定調(diào)節(jié)池的容積，該容積應(yīng)當(dāng)考慮能夠容納水質(zhì)變化一個(gè)周期所排放的全部水量。王竟等 [9]在研究假單胞菌 JX165 對(duì)硝基苯的好氧降解時(shí)發(fā)現(xiàn)，在廢水中細(xì)胞的質(zhì)量濃度為 9mg/L， pH 為 7，溫度為 30℃搖床轉(zhuǎn)速為100r/min，反應(yīng)時(shí)間為 2h的條件下，在以硝基苯為惟一碳、氮源的培養(yǎng)基中硝基苯的去除率為 %。林中祥等人 [2]用N5O3— 苯做萃取劑對(duì)硝基苯生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，萃取兩次可使硝基苯含量達(dá)國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。用于溶劑，制造苯胺、染料等。宋衛(wèi)健等 [4]以 DSA 類電極作為陽極，對(duì)模擬硝基苯廢水進(jìn)行的降解實(shí)驗(yàn)證明，在電流密度 15mA/cm2 條件下， CODcr 的去除率可達(dá)到 90%以上。確定如下流程 ： 工藝流程如圖 1 所示 硝基苯廢水處理工藝設(shè)計(jì)方案 南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院 6 生產(chǎn)廢水 調(diào)節(jié)池1 微電解塔 Fen ton 氧化池 中和反應(yīng)池調(diào)節(jié)池2厭氧池好氧池二沉池接管至園區(qū)污水處理廠鑄鐵屑+活 性炭粒 H 2 O 2 C a( OH)2 溶液污泥回流剩余污泥污泥生活污水沉淀池 格 柵 圖 1 硝基苯廢水處理工藝流程 污泥處置流程 見圖 2 沉淀池二沉池污泥污泥污泥濃縮池 污泥脫水機(jī) 泥餅外運(yùn)處置濾液上清液至調(diào)節(jié)池2圖 2 硝基苯廢水處理工藝污泥的處理流程 工藝 流程說明 由于該廢水 COD、硝基 苯 的濃度很高，所以在 處理 工藝上采取的方法是 以物理化學(xué) 處理為核心 ，通過 物化 +生化的 組合有效地去除了 COD 及特征污染物硝基苯 、 甲苯 ， 排水 達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 三 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。則調(diào)節(jié)池的面積為： 2360 144( )?? （ 3） 調(diào)節(jié) 池尺寸 根據(jù)池體表面積為 144m2，現(xiàn)選擇池長(zhǎng)為 16m，池寬為 9m，池深超高 。 由于微電解塔出水中含有大量的 Fe2+在此不必再次投加硫酸亞鐵。中和反應(yīng)池采用機(jī)械攪拌，使反應(yīng)充分。 )m( 5 ??? （ 11）污泥斗容積 )m()(3)rRrR(h3V 3222251 ???????????? （ 12）沉淀池總高度 54321 hhhhhH ????? 式中： 1h —— 沉淀池超高， m，一般取 。+++= (9)每日柵渣量： m ax 0 86400w= 1000Qwk ???總 式中： w— 每日柵渣量， m3/d； w0— 柵渣量 m3/103m3 污水，一般為 — m3/103m3，細(xì)格柵取 m3/103m3 粗柵取 m3/103m3。 39。 硝基苯廢水處理工藝設(shè)計(jì)方案 南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院 21 34. 2 16 67 .2Vm? ? ? m3 (2)池?cái)嗝婷娣e： 擬采用有效水深 h2= 226 7 .2 1 2 .25 .5VAmh? ? ? 4 4 1 2 . 2 3 . 9 43 . 1 4ADm???? ? ? (3)圓錐體體積的確定： 設(shè) 150 , r =1m? ? 。 管段 9（調(diào)節(jié)池至厭氧池） 流量 Q=8L/s，設(shè)流速 v= 20 .0 0 8 0 .0 0 4 3 ( )1 .8 8Qwmv? ? ? 0 .0 0 4 3 0 .1 1 2 ( ) 1 1 2 ( )0 .4 9 5d m m m? ? ? 取 125mm。彎管 2? ＝ ，水泵入口前得漸縮管3? ＝ 。 吸水管水頭 損失為 21 0 . 9 80 . 0 1 9 2 ( 8 . 5 0 . 2 9 4 0 . 1 ) 0 . 4 72 9 . 8hm? ? ? ? ? ? ?? （ 2）出水管的流量為 ，選擇管徑為 80mm，根據(jù)管道水力計(jì)算， v=， i=。 管段 3（ pH 調(diào)整池 至 微電解池） 流量 Q=，流速為 s/m 。39。校核： L5～ 10b； b=1～ 2H； b/H=4/4= 。= ?。 （ 8）沉淀區(qū)的高度 )m( ? 式中： t—— 沉淀時(shí)間，一般采用 1～ 2h，本設(shè)計(jì)選 。中和藥劑石灰乳 。 支管：干管的中心距離為 ，總的支管數(shù)為 22 ? ??，支管的進(jìn)水量 /6 Ls? ，取支管直徑為 50mm，管內(nèi)流速為 。 工藝 各構(gòu)筑物 去除率說明 根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，結(jié)合確定的工藝流程，可以對(duì) COD 和特征污染物的去除率進(jìn)行確定。 生物法 硝基苯類化合物被認(rèn)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。 對(duì)于萃取法，目前一般采用多級(jí)萃取法或萃取法與其他方法協(xié)同處理。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。 也有樊紅金等 [5]對(duì)催化鐵內(nèi)電解法處理硝基苯廢水降解動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究。 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(duì)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(jìn)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。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。 對(duì)硝基苯的去除率可達(dá) 85%， 對(duì) COD 的去除率接近 40% 氧化池尺寸設(shè)計(jì) （ 1）氧化池的有效容積 )m(tQV 3?? 式中： Q—— 設(shè)計(jì)流量， h/m3 ； t—— 廢水停留時(shí)間， h，為了得到最佳的 COD 去除率，本設(shè)計(jì)選用的反應(yīng)時(shí)間為 90min。 （ 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(duì)于 H+所致的 pH 變化可以忽略， 以生成大量的 Fe(OH)3，