重金屬離子廢水處理站的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(doc畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)-在線(xiàn)瀏覽
2024-07-30 05:57本頁(yè)面
【正文】 開(kāi)發(fā)，使離子交換樹(shù)脂在許多領(lǐng)域的應(yīng)用更加有效和經(jīng)濟(jì)。隨著高分子化學(xué)的發(fā)展，離子交換的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在廢水處理中，可除去廢水中的某些有害物質(zhì)，回收有價(jià)值化學(xué)物品，重金屬和稀有元素，在國(guó)防，化工，生物制藥等方面，能有效地進(jìn)行分離，濃縮，提純等功能。推動(dòng)離子交換的動(dòng)力是離子間的濃度差和交換劑上的功能基對(duì)離子的親和能力，這就是離子交換的基本原理。K大于1，表示反應(yīng)能順利地向右方進(jìn)行。K值的大小能定量地反映在離子交換劑對(duì)某兩個(gè)固定離子交換選擇性的大小?！ U水中所含懸浮物和油類(lèi)會(huì)堵塞樹(shù)脂內(nèi)部的孔隙，使樹(shù)脂的交換容量降低，因此，廢水在進(jìn)入離子交換柱只前應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾等預(yù)處理，以去除懸浮雜質(zhì)和油類(lèi)。一般當(dāng)溶解鹽類(lèi)含量超過(guò)1000～2000mg/L時(shí)，將大大縮短樹(shù)脂的工作周期，因此這種廢水不適宜采用離子交換法處理 PK值對(duì)離子交換有兩方面的影響：第一，影響某些離子在廢水中的存在形態(tài)。如羧酸型（—COOH）陽(yáng)樹(shù)脂，只有在PH＞4時(shí)才顯示交換性，且PH值越大，交換能力越強(qiáng)（當(dāng)PH=5時(shí)。同樣，弱堿性陰樹(shù)脂只有在PH值比較低的條件下，才能得到比較好的交換效果。每一種樹(shù)脂都有一定的耐熱性能，如果廢水溫度超過(guò)其高限度，在進(jìn)入交換樹(shù)脂以前應(yīng)采取降溫措施。這對(duì)離子交換是有利的，但它們交換到樹(shù)脂上去以后，再生洗脫則比較困難。降低樹(shù)脂的工作交換容量。 綜上所述，在廢水處理中，離子交換主要用于回收和去除廢水中金，銀，銅，鎘，鉻，鋅等金屬離子，對(duì)于凈化放射性廢水及有機(jī)廢水也有應(yīng)用。目前在應(yīng)用中存在的問(wèn)題是：應(yīng)用范圍還受到離子交換樹(shù)脂品種，產(chǎn)量，成本的限制，對(duì)廢水的預(yù)處理要求較高，離子交換樹(shù)脂的再生及再生液的處理有時(shí)也是一個(gè)難以解決的問(wèn)題。此時(shí)排出的一部分水用于淋洗再生后的樹(shù)脂，其他水外排。樹(shù)脂再生后的洗脫液濃集了大量有毒而又有用的重金屬離子，將再生洗脫液導(dǎo)入廢酸收集槽內(nèi)，接著進(jìn)行樹(shù)脂的轉(zhuǎn)型，將轉(zhuǎn)型后的廢堿液導(dǎo)入廢堿收集槽內(nèi)，再用水泵將廢酸和廢堿同時(shí)導(dǎo)入中和池內(nèi)，最后重金屬經(jīng)回收處理。如羧酸型（—COOH）陽(yáng)樹(shù)脂，只有在PH大于4時(shí)才顯示其交換性，且PH值越大，交換能力越強(qiáng)（當(dāng)PH=5時(shí)， 當(dāng)量/g樹(shù)脂，而PH=8～9時(shí)，其交換容量可達(dá)9mg 當(dāng)量/g樹(shù)脂）所以首先要進(jìn)行PH調(diào)節(jié)，才能發(fā)揮其離子交換作用?？紤]到所處理的水量小，且不產(chǎn)生大量沉渣，故將中和劑（NaOH）投加在集水調(diào)節(jié)池中。 在均化池內(nèi)通常要進(jìn)行混合，其目的是要保證調(diào)節(jié)作用，通過(guò)混合與曝氣，防止可沉降的固體物質(zhì)在池中沉降下來(lái)和出現(xiàn)厭氧情況。廢水中的還原性物質(zhì)可以被氧化，吹脫去除可揮發(fā)性物質(zhì)?！ ∑胀鞛V池工藝流程 濾池本身包括濾料層，承托層，配水系統(tǒng)，集水渠和洗砂排水槽五個(gè)部分，快濾池管廊內(nèi)有原水進(jìn)水，清水出水，沖洗排水等主要管道和與其相配的控制閘閥。在過(guò)濾中，由于濾層不斷截污，濾層孔隙逐漸減小，水流阻力不斷增大，當(dāng)綠曾的水頭損失達(dá)到最大允許值時(shí)，或當(dāng)過(guò)濾出水水質(zhì)接近超標(biāo)時(shí)?！ V池反沖洗時(shí)，水流逆向通過(guò)濾料層，使濾層膨脹，懸浮，借小流剪切力和顆粒摩擦力清洗濾料層并將濾層內(nèi)污物排出。 普通快濾池用于給水和清凈廢水的濾速可采用512m/h, ,三層濾料濾池的濾速一般與雙層濾料濾池相同，因雙層濾料池屬于反粒度過(guò)濾，截留雜質(zhì)能力強(qiáng)，雜質(zhì)穿透深，產(chǎn)水能力大，適于在給水和廢水過(guò)濾處理中使用，故采用雙層濾料濾池。m2) 沖洗時(shí)間6min 濾池面積及尺寸 濾池的工作時(shí)間為24h，每次沖洗6min，停留時(shí)間40min, 濾池實(shí)際工作時(shí)間為 T=T0t1t2=24—40/（602）—6/（602）= F=Q/VT=735/（5）= 采用濾池兩個(gè) 每個(gè)濾池面積為 f=F/N= 設(shè)計(jì)濾池長(zhǎng)寬比L/B=1 則濾池尺寸L=B=√= 較核強(qiáng)制濾速 v=NV/（N—1）=10m/h 濾池總高 ，濾料層高度無(wú)煙煤層為400m，石英砂層為250mm，總高H2=650mm。(1/2g) 設(shè)計(jì)支管直徑d=70mm,b(壁厚)=5mm,孔眼d=9mm,孔口流量系數(shù)μ=，配水系統(tǒng)開(kāi)a=%,q=14L/(s 過(guò)濾時(shí)由于水頭損失增加，水洗對(duì)吸附在濾料表面的污物的剪切力變大，其中有些顆粒在水洗的沖擊下移到下層濾料中去，最終會(huì)使水中的懸浮物含量不斷上升。污水中的懸浮物中含有大量有機(jī)物，長(zhǎng)期滯留在濾層中會(huì)發(fā)生厭氧腐敗現(xiàn)象，需定期清洗濾料?！ ♂槍?duì)Ni2+,Cu2+,Co2+,Fe3+等離子。這種樹(shù)脂對(duì)氫離子選擇能力特別強(qiáng)，對(duì)多價(jià)離子的選擇能力也憂(yōu)于低價(jià)離子。近年來(lái)，根據(jù)它的高達(dá)9mg 當(dāng)量/g左右的交換容量，容易再生，以及對(duì)二價(jià)金屬離子具有較好的選擇性的特點(diǎn)，已廣泛用于水處理及工業(yè)廢水處理等方面。順流再生的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，工作可靠?！ ‰x子交換柱設(shè)計(jì)計(jì)算公式 ?。?）計(jì)算交換柱處理負(fù)荷 G=Q（C—Cp） G—處理負(fù)荷 mol/h Q—處理水量 m3/h C—進(jìn)水濃度 mol/m3 Cp—出水濃度 mol/m3 ?。?）計(jì)算所需樹(shù)脂的總體積 ▽?zhuān)剑牵裕牛稀 〃專(zhuān)綐?shù)脂總體積 m3 T＝樹(shù)脂再生周期 h EO＝工作交換容量 mol/m3 ?。?）設(shè)計(jì)離子交換柱的直徑 D＝√（４Q/πV） D—離子交換柱直徑 m V—處理液在柱內(nèi)流速 m/h ?。?）計(jì)算離子交換柱高度 h=4▽/(D2π) h—樹(shù)脂層高度 m ?。取x子交換柱高度 m Ｈ＝h(1+α) α—樹(shù)脂清洗時(shí)膨脹率 可按４０％－５０％考慮 ?。?）離子交換再生液的計(jì)算 再生劑的用量?。停絨0E0▽ M—再生劑的用量 g Q0—再生劑耗量 g/mol ▽—飽和樹(shù)脂的體積 m3 再生液的體積 ▽I=M／Ci ▽I—在一定濃度下的再生液的體積 L Ci—再生液中所含再生劑的濃度 g/l 整個(gè)處理過(guò)程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（Na型陽(yáng)離子交換柱） 去除 2R—COONa＋M2+←→（R—COO）2M＋2Na+ 式中 M2=Ni2+,Cu2+,Zn2+,Pb2+,Co2+等 再生 （R—COO）2M＋2HCl←→2R—COOH＋MCl
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