【正文】 +Zn(OH)2↓+2NaCl+4OH? 2CuCNO+2ClO2 +2NaOH+2H2O→N2↑+2CO2↑+2Cu(OH)2↓+2NaCl+2OH? 從一級破氰得知 103 L/10min 廢水中 CNO－ 含量為 mol，則二級反應(yīng)池時20min 廢水量 103 L 廢水中 CNO－ 含量為 mol 根據(jù)二級破氰反應(yīng)化學(xué)式 可知摩爾濃度為 103mol/L 每一種氰酸鹽二級破氰反應(yīng)的消耗比例 CNO－ ： ClO2＝ 1 ： 1 和重金屬離子生成沉 淀 物 的 比 例 也 是 1 ： 1 ， 則 二 級 反 應(yīng) 池 的 二 級 破 氰 消 耗 ClO2 的 量 為 n= mol 由于電解法發(fā)生器產(chǎn)生 ClO2 的純度在 90%以上。 該加藥及酸化反應(yīng)都在一級反應(yīng)池中進(jìn)行 藥品： 98%的濃硫酸 計算：用硫酸進(jìn)行酸化 已知：一級破氰后 PH 值為 10，要進(jìn)行后續(xù)的二級破氰反應(yīng)需將 PH 調(diào)節(jié)到 8， 一級破氰廢水水 PH=10，即 [H+]=1 1010mol/L 二級反應(yīng)池回調(diào) PH=8，即 [H+]=1 108mol/L 即要酸化的 [H+]總量為 n=cv=167911010=107mol 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 。所以根據(jù)經(jīng)驗實際加入 ClO2 的量為1： ，則應(yīng)通入 n= = mol 已知 ClO2 的純度在 90%的濃度為 40 mol/L 一級反應(yīng) 池內(nèi)總液體 Q 總 =1670++40 / = 1679（ L） 酸化 根據(jù)有關(guān)資料查得，此反應(yīng)需要 10 分鐘， 用 20%的硫酸回調(diào)。 進(jìn)水 PH=5，即 [H+]=1 105mol/L 一級反應(yīng)池 PH 調(diào)整值 PH=10，即 [H+]=1 1010mol/L 即 調(diào)節(jié) pH 值為 5 到 10，需要濃度 20% NaOH溶液為 V180。40/（ 20％ ＝ 50 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，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》 ,實際加入的鐵粉量為理論的 倍 即實際加入的鐵粉量為 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 , A = 103 mol M = 103mol 根據(jù)摩爾比 1:3 得出 , B = 103 mol C = 103 mol N = 103mol D = 103 mol 即 1L 水中用掉的 OH 量為 n = 103 + 103 = 102 mol 反應(yīng)生成的 Cr(OH)3 量為 n1 = 103 mol , Fe(OH)3 的 n2 = 103mol 根據(jù)有關(guān)資料得 ,生成 Cr(OH)3 的最佳 PH=8,出水 PH=6~9 即將 PH= 的溶液調(diào)節(jié)至 PH=8,需反應(yīng)掉的酸量為 102 mol 則 1L 水中 OH用量為 102 mol+ 102 mol= 102 mol 根據(jù)反應(yīng)特點 ,該中和反應(yīng)用五分鐘 , 廢水流量為 200m3/d= 103L/5min 1L 廢水中加入的 NaOH 量 = 102 mol 即加入的 NaOH 質(zhì)量 = 一天中加入的 NaOH 粉末 的質(zhì)量 =200 1000 = ㎏ 污泥量的計算 由上述反應(yīng) Cr3++3OH Cr(OH)3 Fe3++3OH Fe(OH)3 污泥質(zhì)量計算 : 1 L 廢水產(chǎn)生 Cr(OH)3 n1= 103 mol 1 L 廢水產(chǎn)生 Fe(OH)3 n2= 103 mol 污泥質(zhì)量 , m1=200 1000 103 103=(㎏ ) m2=200 1000 103 107=(㎏ ) 污泥總質(zhì)量 m 總 = m1 + m2=+= ㎏ （二）含氰廢水處理系統(tǒng) 平均設(shè)計流量 Q = 200 m3 /d = 103 m3 /s 最大設(shè)計流量 Qmax = 200 = 260m3 /d = 103 m3 /s 含氰廢水處理系統(tǒng)流量 投加量和反應(yīng)時間 當(dāng)含氰濃度為 100mg/dm3時，二氧化氯投加量為 100g/m3,反應(yīng) 24h,用 ClO2 協(xié)同氧化劑處理含氰廢水，試劑投加量是堿 性氯化法處理廢水時試劑投加量的 1/5，同等處理量時設(shè)備的一次性投資比次氯酸鈉發(fā)生器少 20%－ 30%。 含銅廢水處理系統(tǒng)流量 平均設(shè)計流量 Q = 600 m3/d = 103 m3/s 最大設(shè)計流量 Qmax = 600 = 780m3/d = 102 m3/s 計算書 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，廢堿計算時分別用 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。 含鉻廢水處理系統(tǒng)流量 平均設(shè)計流量 Q = 200 m3/d = 103 m3/s 最大設(shè)計流量 Qmax = 200 = 260m3/d = 103 m3/s 。 平均設(shè)計流量 (工程規(guī)模 ) Q = 1000 m3/d = 102 m3/s 。 ，交由專業(yè)公司回收或處理。 。 ，加入 PAM 使凝聚的顆粒進(jìn)一步混凝。 FPH 調(diào)整槽加入堿廢 水（ NaOH)進(jìn)行堿化。 首先加堿廢水（設(shè)計中取用 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)行二級破氰反應(yīng)，二級破氰完全反應(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； 。 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 → 堅流沉 淀池Ⅰ → 排水 含氰廢水處理系統(tǒng) 含氰廢水 → 一級反應(yīng)槽 → 二級反應(yīng)槽 → 堅流沉淀池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 → 污泥脫水機 → 污泥外運 （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。 。因此，能處理含氰、硫、金屬離子、產(chǎn)酸根、殘存有機物的工業(yè)用其破氰反應(yīng)如下。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。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)濟上來說，除了電耗外，消耗的主要材料是鐵粉，其來源廣泛，價格低廉；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。