三唑磷農(nóng)藥廢水處理工藝設計【包含CAD圖紙】
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三唑磷農(nóng)藥廢水處理工藝設計摘 要:三唑磷因為其低毒,高效,廣譜殺菌性而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用,但是在生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生大量的廢水,這些廢水含有高濃度的有機物質(zhì)。廢水中含有的農(nóng)藥中間產(chǎn)物化學性質(zhì)穩(wěn)定,可生化性差,難分解,具有很強的毒性,很高的色度,還會散發(fā)刺激性氣味。這些都嚴重的污染了環(huán)境。這種廢水的處理已經(jīng)成為廢水處理工程的瓶頸,一般的方法是將廢水稀釋之后再進行生化處理。當前已具規(guī)模的處理方法有生化法,吸附法和焚燒法。采用預氧化ClO2催化氧化SBR法對農(nóng)藥廢水進行處理。在預氧化過程中,pH為1.38,停留時間為1h,COD去除率為10%;在催化氧化過程中,pH為6-7,ClO2投加量為1mg/L,停留時間為1h;最后用SBR生化法進行處理,出水達到污水綜合排放(GB 8978-1996)一級排放標準。關鍵詞:三唑磷 催化氧化 SBR生化法 農(nóng)藥廢水Process Design of Pesticide Triazophos Wastewater TreatmentAbstract:Triazophos is widely used in agriculture because of its low-toxic, high-effective and broad-spectrum, but in the process of its production, large volume of wastewater need to be deal with. The wastewater contain high concentration of organic substance, the stable intermediates are hard to remove and degraded. Their serious toxicity, black color and odorous smell pollute the environment seriously. The treatment of the waste now is a bottleneck in the engineering. The normal method to treat the waste is to dilute it first and then treat it by biodegradation. Now the treatment in industry scale is biodegradation, absorption and burning.The preoxidation/chlorine dioxide catalytic oxidation/SBR biodegradation process was used to treat the wastewater from production of triazophos. In the preoxidation process, the pH was 1.38 and reaction time was 1 hour, the removal rates of COD was 10%; In the catalytic oxidation, the pH was 6-7, chlorine dioxide dosage 1.0g/L and reaction time is 1 hour; After biodegradation process, the effluent is acceptable to meet the requirement of class I in The national wastewater discharge standard(GB 8978-96).Key words:Triazophos catalytic oxidation SBR biodegradation pesticide wastewater II題目:三唑磷農(nóng)藥廢水處理工藝設計一、前言1、課題的背景、目的和意義1.1、背景有機磷農(nóng)藥因其易于降解、殘留性小而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛使用。但它在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水量大,成分復雜,有毒有害物質(zhì)濃度高,臭味大,嚴重污染環(huán)境。三唑磷作為有機磷農(nóng)藥的一種,是20世紀70年代德國Hoechst公司開發(fā)的一種高效、中毒、廣譜有機磷殺蟲殺螨劑,其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機磷廢水對環(huán)境水體的安全造成威脅,在生態(tài)環(huán)境日益脆弱的今天,為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必須對其進行處理到生態(tài)環(huán)境所能承受的范圍之內(nèi)才能排放。據(jù)統(tǒng)計,全國農(nóng)藥工業(yè)每年排放廢水約1.5億噸,主要是生產(chǎn)過程中的排水、產(chǎn)品洗滌水、設備和車間地面的清洗水等。農(nóng)藥行業(yè)的廢水具有以下特點有機物濃度高,毒害大。合成廢水的COD一般均在幾萬mg/L以上,有時甚至高達幾十萬mg/L;污染物成分復雜;難生物降解物質(zhì)多;單位產(chǎn)品廢水排放量大,而且由于生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定、操作管理等問題,造成廢水水質(zhì)、水量不穩(wěn)定,為廢水的處理帶來了一定的難度【1】。國外從50年代就開始了有機磷農(nóng)藥廢水治理技術的研究,已用于生產(chǎn)規(guī)模的主要有生化法、吸附法和焚燒法。近年來美國、西歐、日本等國和地區(qū)的農(nóng)藥工業(yè)廢水已有80%采用好氧生化法。用厭氧生物法處理有機磷農(nóng)藥廢水的研究論文很少,有關實際生產(chǎn)應用的報道更少。1.2、目的和意義本設計的目的就是通過對當前已經(jīng)應用的或正在研究的各種有機磷廢水處理方法的比較,各取所長,避其所短,設計出一套廉價實用高效的處理流程。優(yōu)秀的有創(chuàng)意的處理流程的推廣可以在提高處理效果的同時節(jié)減開支,既改善了環(huán)境水體條件,又減輕了企業(yè)廢水處理的負擔,而且和目前國家所推行的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略也相符合,因而具有重大意義。2、課題的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢;課題欲解決哪一方面的問題2.1三唑磷(有機磷)處理現(xiàn)狀三唑磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水中含有三唑磷、苯唑醇、苯脲、尿素、甲醇、鹽酸苯肼等污染物,具有污染物種類多,成分復雜,毒性大等特點。目前直接針對三唑磷廢水處理的研究不是太多,已見報道的更少,這里主要引述兩種比較系統(tǒng)的處理工藝:(1)堿解氧化一厭氧濾池一SBR工藝;(2)厭氧流化床工藝。(1)堿解氧化一厭氧濾池一SBR工藝處理。重污染廢水中高濃度污染物主要來自縮環(huán)工段和合成工段,這兩股濃廢水由PVC管收集至調(diào)節(jié)池,進行均質(zhì)均量,再抽入堿解氧化池進行預處理,堿解氧化池內(nèi)需投加石灰和適量的聚鐵絮凝劑,使廢水pH達到11以上,頂部由集氣罩收集反應產(chǎn)生的NH3。經(jīng)過堿解氧化處理后,廢水的COD濃度可削減30%一35%,氮化物和磷化物也可形成NH3和Ca3 ( PO4 )2沉淀,從而降低廢水中的N, P,有利于后續(xù)處理。堿解氧化池出水經(jīng) 沉淀池進行固液分離,底部沉泥排入干化場,上清液收集至調(diào)節(jié)池與稀廢水混合,經(jīng)稀釋后進后續(xù)處理系統(tǒng)。調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水由泵抽入?yún)捬醭?,在此污染物濃度被降低,尤其一些難被生物降解的苯環(huán)、雜環(huán)類有機物被分解為可被生物降解的小分子物質(zhì),為了適應厭氧處理的水質(zhì)要求,確保處理過程高效和順利進行,對類似的農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的水質(zhì)須進行調(diào)整,現(xiàn)提出以下建議供參考:(1)若原廢水中N H 3N含量高時,首先采用氣提法,把NH3氣盡量吹脫出來以降低其含量。 (2)用其它含氮量低的廢水或清水稀釋原水,使NH3-N含量至少降到1000 mg/L以下。(3)對營養(yǎng)比例失調(diào)的廢水,必須投加營養(yǎng)物質(zhì)。農(nóng)藥生產(chǎn)廢水往往碳素營養(yǎng)偏低,這時可投加含碳量高的其它廢水(如食堂的淘米水、面湯水等),或直接投加工業(yè)葡萄糖等碳素營養(yǎng)物質(zhì),使進水中CODcr:N:P達到(180-200):5:1。 (4)調(diào)整原水pH至6. 57. 5。由于厭氧生化法對高濃度、難降解有機物的處理有很大的優(yōu)勢.因此深入開展利用好氧與厭氧相結合和利用厭氧法來處理有機磷農(nóng)藥廢水是很有意義的【3】。鑒于直接研究三唑磷廢水的文獻較少,本設計將借鑒部分與其相關的有機磷降解方面的研究成果來作為參考。 目前國內(nèi)外的農(nóng)藥廢水處理基本上是采用預處理加生化處理的方法。通常用于農(nóng)藥廢水的治理方法可歸納為物化法、化學法和生化法。1、物理法 1.1、萃取法 由于農(nóng)藥的生產(chǎn)過程中涉及到許多相分離,因此萃取法無論在生產(chǎn)中還是廢水治理過程中均是一種常用的方法。萃取法是通過利用溶劑或特種萃取劑對廢水中的有害物進行萃取回收。萃取方法有釜式間歇萃取法和80年代發(fā)展起來的塔式逆流連續(xù)萃取法,后者可大幅度提高萃取效率。液膜萃取法是近年來發(fā)展起來的一種處理含酚、氰廢水的方法。它具有分離速度快、效率高、成本低、選擇性好、易于操作等優(yōu)點。1.2、吸附法 吸附劑的種類很多,有活性炭、活性白土、硅藻土、大孔樹脂等。由于活性白土、硅藻土的吸附能力差,因此在農(nóng)藥廢水的處理中,常用活性炭和大孔樹脂作為吸附劑。人工合成大孔樹脂因其機械強度高、選擇性好、解吸再生容易而成為一種高效吸附劑廣泛應用于農(nóng)藥廢水的預處理中。1.3、沉淀法 廢水中經(jīng)常含有一些可溶性大分子污染物及懸浮物,在廢水生化處理前,一般采取沉淀法對這些污染物進行處理。沉淀處理有中和沉淀、絮凝沉淀等。絮凝沉淀是采用絮凝劑在水中生成表面積較大的絮狀物,通過對污染物粘結、吸附等使污染物凝聚成密度較大的固體物自然沉淀,從而達到凈化水質(zhì)的目的。國內(nèi)用的較多的絮凝劑有聚鐵、聚鋁等無機絮凝劑和聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺等有機絮凝劑。目前絮凝劑的開發(fā)研究正朝著大分子量、超大分子量(可以減少用量)、速溶的合成高分子化合物以及生物大分子的方向發(fā)展。2、化學法化學處理法是指向廢水中加入化學藥劑,使其與污染物發(fā)生化學反應而生成無害物的過程,這種方法也常常作為生化處理的預處理方法使用。在農(nóng)藥廢水的治理中,經(jīng)常采用的化學法基本上可歸納為氧化或還原法,而且以氧化為主?;瘜W氧化法是降解廢水中污染物的有效方法,廢水中呈溶解狀態(tài)的無機物和有機物,通過化學反應被氧化為微毒或無毒物質(zhì),或者轉化為容易與水分離的形態(tài),從而達到處理的目的。常見的化學氧化方法由于氧化劑的不同可分為臭氧、過氧化物、二氧化氯及高錳酸鉀氧化等。與生物氧化法相比,化學氧化需較高費用,因此,目前僅用于飲用水處理、特種工業(yè)用水處理。有毒工業(yè)廢水處理和以回用為目的的廢水深度處理等有限場合【4】。2.1、藥劑氧化法 包括氯氧化法、Fenton試劑氧化法、臭氧氧化法等。2.2、濕式氧化法 濕式氧化法是在一定的溫度和壓力下,向廢水中通人氧氣或空氣而使有機物氧化降解它是一種處理高濃度有機廢水的非常好的方法。在眾多高級氧化技術(光催化氧化、臭氧氧化、光助Fenton試劑、濕式空氣氧化等)中,臭氧處理的方法相對比較適合于工業(yè)規(guī)模的應用,而光助Fenton試劑的農(nóng)藥處理還很少有應用,異相TiO2光催化法也已經(jīng)有很深入的研究。另外,TiO2光催化法用于大規(guī)模的處理也已經(jīng)被證明。在戶外系統(tǒng)中,只有太陽光較強且農(nóng)藥濃度不太高時才能取得最佳的效果。在全年陽光照射處理當中的應用使得反應器的調(diào)節(jié)和一種化合物完全去除的時間預計比較困難。陽光集中裝置經(jīng)常用到,它使得可移動反應器的設計比較困難。相反,臭氧處理易于控制,而且相對于光化學氧化法更易于調(diào)解到工業(yè)規(guī)模的應用。臭氧處理效率較高,能與UV和H2O2綜合利用來處理高濃度有機物廢水,但臭氧處理的反應效率對污染物的性質(zhì)有很強依賴性,且經(jīng)常不能徹底礦化污染物【5】。3、生化處理法生化處理法作為終端處理裝置廣泛應用于各行業(yè)的廢水處理中。目前國內(nèi)農(nóng)藥廠基本均建有不同規(guī)模的生化處理裝置,這些裝置的運行,降低了污染物的排放。3.1、生化處理法的發(fā)展 生化處理工藝一般為好氧生物降解,包括活性污泥法、生物膜法、生物接觸氧化法等。其曝氣方式有鼓風曝氣、深層曝氣、表面加速曝氣等幾種。起初的表面曝氣法因容易出現(xiàn)厭氧現(xiàn)象而逐漸被推流式鼓風曝氣取代。這種方式具有裝置構造簡單、操作管理容易、運轉穩(wěn)定、處理效率高等優(yōu)點,但其容積負荷低、占地面積大、基建投資高,因此,近年來在曝氣器、填料、曝氣池深度等方面進行了改進,增加氧的利用率,提高池容負荷,放寬對周圍環(huán)境(如溫度等)的要求。循序間歇式活性污泥法(SBR)是一種厭氧與好氧相結合的生物處理技術。其主要特是(1)集進水、厭氧、好氧、沉淀于一池,可靈活地變換運行方式.以適應處理不同類型有機廢水的要求 (2)設備簡單,占地面積少,投資省 (3)耐沖擊負荷,能較好地防止污泥膨脹,處理能力強。因此,我們采用循序間歇式活性污泥法對農(nóng)藥廠的有機磷廢水進行處理。有關試驗結果還表明:厭氧階段有機物的去除率較高,最高可達82.3%,一般均在62%以上。這主要是在這一階段進行了有效脫氮除磷并吸附了水中大部分有機物所致。為了符合處理更高濃度的農(nóng)藥廢水的要求并使最終出水達到良好的脫色效果,減輕農(nóng)藥廢水對人體的污染,有人對SBR反應器中投加粉末活性炭的情況進行了試驗研究。實驗得出結論:投加粉末活性炭后,CODcr的去除率提高,其值在87. 7%93. 2%,出水濁度比進水濁度下降0. 92. 6 NTU,出水的pH值比進水的pH值下降0. 31. 1,這是因為生物處理中產(chǎn)生酸性物質(zhì)所致。根據(jù)上述的試驗結果可得到如下結論:采用SBR法處理有機磷農(nóng)藥廢水,其污泥性能良好;對進水濃度的變化有較好的適應能力,且出水水質(zhì)穩(wěn)定。在保證出水水質(zhì)達到排放標準的條件下,帶有攪拌的SBR法的進水CODcr最高達2 500 mg/ 1,投加粉末活性炭的SBR法的進水CODcr可達3500mg/ 1,在反應池中投加粉末活性炭可使處理效果得到提高【6】。SBR獨到之處在于它提供了時間程序的廢水處理,而不是連續(xù)提供的空間程序的廢水處理。其特點是:(1)自動化程度高,使用電動閥門及集中電訊號控制設備,工藝運行易于控制;構筑物簡單,可代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法的曝氣池、一沉池及污泥回流系統(tǒng),占地省。(2)廢水沉淀時沒有進水干擾,可避免短路,污泥濃度高,泥水分離效果好。(3)進出水濃度梯度大.反應速度快.效率高.耐負荷沖擊能力強。(4)采用鼓風潛水曝氣可提高氧的利用率,動力消耗少,運行成木低。(5)不需投加任何藥劑,除磷效果顯著,去除率高【7】。3.2、生化處理用高效降解菌 傳統(tǒng)廢水生化處理是通過對廢物附近土壤或水體中的微生物群體,包括細菌、真菌、藻類、原生動物等進行馴化、繁殖后使用。由于這些微生物間相互作用(甚至有抑制作用),及對很多有機物如鹵代芳烴、多氯聯(lián)苯等的耐受性差,因此很容易中毒。自70年代起人們開始對一些特定污染物有針對性地選育培養(yǎng)優(yōu)勢菌種。我國的農(nóng)藥行業(yè)己建成多套生化處理裝置,但大多數(shù)采用傳統(tǒng)的活性污泥法,加上預處理效果差,出水很難達標。近幾年興起的SBR好氧法,厭氧與好氧工藝的結合,在農(nóng)藥廢水的處理上取得了較大進展,但對毒性大、生化性極差的農(nóng)藥廢水,仍然普遍存在處理效果差、基建投資大、運行費用高等問題。我們采用鐵炭微電解法作為農(nóng)藥廢水的前處理,效果顯著,成本低廉。微電解法處理農(nóng)藥廢水在國內(nèi)外很少報道。鑄鐵為鐵碳合金,以碳化鐵(Fe2C3)顆粒分散在鐵中。當鐵屑浸入水中時.便構成無數(shù)個Fe C微原電池.純鐵為陽極.,炭化鐵為陰極發(fā)生電極反應,反應在酸性溶液中易進行。陰極反應所產(chǎn)生的新生態(tài)氫與廢水中許多物質(zhì)發(fā)生還原反應,破壞水中污染物原有結構,使其易被吸附或絮凝沉淀;陽極鐵被氧化成Fe2+,在堿性條件下生成Fe(OH)2和Fe(OH) 3絮狀沉淀。它們比一價和二價鐵鹽水解所得Fe(OH)2和Fe(OH)3具有更強吸附性能,吸附水中懸浮物,使廢水凈化。鐵屑微電解法能有效去除農(nóng)藥(三唑磷、田安、殺蟲雙和單殺蟲)生產(chǎn)廢水中的CODcr、色度、As、氨氮、有機磷和總磷去除率分別可達76. 2、80、69. 2、55. 7 、82. 7%和62. 8,與鐵鹽混凝法相比,微電解法能更有效地去除污染物,提高廢水的可生化性。.廢水的BOD/COD從0. 29提高到0. 5。處理效果明顯優(yōu)于鐵鹽混凝法。微電解法處理此類農(nóng)藥廢水.初始pH宜控制在3. 5左右,停留時間宜控制在40min左右。微電解處理農(nóng)藥廢水操作簡單、效果顯著、投資省、運行費用少,用于農(nóng)藥廢水前處理具有廣闊的前景【9】。高濃度的有機磷等污染物在微堿性條件下不溶于水,利用這一化學特性采用堿解的方法對其進行預處理,結晶后的有機磷可回收利用,然后再進行絮凝沉淀處理;若不想回收利用,調(diào)堿后的廢水可直接進行絮凝沉淀,將析出的有機磷和懸浮物一并去除。根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性特點,農(nóng)藥廠生產(chǎn)亦非連續(xù)進行,間斷式的生產(chǎn)特性使生物法活性污泥的保留極為困難,實用的活性污泥保留方法是每隔8h充氧12h,或者定期向生化反應池中投加營養(yǎng)物(氮、磷等),以維持微生物的生存,長期進行此項工作既繁復又增加了水處理成本;而且由于農(nóng)藥產(chǎn)品的性質(zhì),其廢水中含有對微生物有抑制作用的物質(zhì),也不適于生化方法的直接采用。針對這種情況,可采用半導體(TiO2)光催化氧化法進行廢水的后續(xù)處理。當能量大于或等于半導體帶隙能的光波輻射Ti02時,處于價帶上的電子(e-)被激發(fā)到導帶上,價帶上生成空穴,從而在半導體表面產(chǎn)生了具有高度活性的電子和空穴對,溶解氧及水與電子和空穴對發(fā)生作用,最終產(chǎn)生具有高度化學活性的游離基:OH和O2。利用這兩種高度活性的游離基使Ti02表面的有機物氧化成二氧化碳和水,同時也可使有機磷農(nóng)藥中的P一O鍵和P一S鍵斷裂,最終以磷酸根形式存在,從而去除有機磷【10】。農(nóng)藥廢水預處理方法發(fā)展 由于農(nóng)藥廢水濃度高、毒性大、可生化性差,進水需稀釋幾十甚至上百倍,故通常生化處理裝置的負荷較低,能耗較高。為了達到較好的處理效果,深入開展生化預處理技術的研究是非常重要的。20世紀90年代以前,預處理的方法主要有活性炭吸附法、水解法、萃取法、濕式氧化法四種,近幾年來又出現(xiàn)了以卜幾種新的預處理方法。1、減壓蒸餾與低壓水解法并用 廢水首先經(jīng)減壓蒸餾.使母液中所含的NH3CI達到近飽和狀態(tài),利用水解、熱分解和氧化的綜合作用使廢水中的堿性基團斷裂。該預處理的優(yōu)點在于:有機磷廢水有毒.常壓蒸餾就會逸出大量有毒氣體,故采用減壓蒸餾可加以避免先濃縮后水解的工藝比直接水解好,首先減少了水解的水量(約為原液的1/2),并且濃縮液中含量較高的NH3CI在反應中起緩慢氧化的作用.既有利于提高水解率,又有利于NH4CI結晶在預處理過程中可回收NH4CI及磷酸鈣。2、堿解沉淀與超聲氣浮法并用 3、光催化降解法 光催化法主要是利用光催化劑的光化學反應來完成。當近紫外光照射到作為光催化劑的半導體粉末時其表而產(chǎn)生電子一空穴對,產(chǎn)生氧化能力較強,足以破壞廢水中有機磷化合物的OH。通常采用光催化降解生化降解一光催化降解的技術路線處理農(nóng)藥廢水。其中第一級光催化降解為預處理.主要是使廢水中大分子、難降解的有機物降解為小分子、易降解有機物、提高廢水可生化性,第二級光催化降解進一步分解廢水中的有機物以保證出水水質(zhì)【8】。2.2、農(nóng)藥處理發(fā)展趨勢我國水資源嚴重匾乏,按人口平均占有徑流量計算,每人每年平均約為2700m3 ,.只相當于世界人均占有量的1/4,而且隨著污染的加重,可用水量逐年減少。因此,為了改善我國的水環(huán)境和我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,應該加強農(nóng)藥工業(yè)的三廢治理。(1)加大推廣清潔生產(chǎn)的力度,開發(fā)應用清潔生產(chǎn)新工藝,是徹底解決污染問題的根本所在。(2)研究開發(fā)廢水處理新方法 雖然目前國內(nèi)大部分農(nóng)藥廠已建立了廢水處理裝置,但由于處理效果不好,常規(guī)預處理加生化的二級處理方法占地面積大、運行費用高。因此很難保證所有設施均能正常運轉,開發(fā)處理方法簡單、運行費用低、處理效果好的新型廢水處理方法是當務之急。物理法是目前國際上比較推崇的一種新型高效的污水處理技術,它是利用電磁波、超聲波、電解槽等先進工藝,將污水進行處理,這樣既減少了占地面積,節(jié)約了藥劑和能耗,極大地降低了運轉費用,同時徹底處理了污水【1】。2.3、欲解決問題本課題欲解決的問題就是通過組合當前比較先進且實用的技術或構筑物來設計出一套處理三唑磷農(nóng)藥廢水的處理工藝流程。二、設計方案的確定1、方案的原理、特點與選擇依據(jù)從以上當前有機磷廢水及三唑磷廢水處理報道的資料來看,各種方法都有自己獨到的優(yōu)勢和局限性,關鍵是要根據(jù)不同的廢水水質(zhì)來確定不同的組合,根據(jù)本次設計的污水水質(zhì),大致設計思路為:根據(jù)設計的廢水來源,一股10噸/天的pH為1的酸性廢水,一股8噸/天的pH為10的堿性廢水,單獨處理都很困難,現(xiàn)首先將他們混合來中和,不僅節(jié)約了大量藥劑,而且能將很大一部分污染物去除;接下來對中和產(chǎn)物進行混凝沉淀,去除廢水中大量的懸浮物,為后面的處理作準備;經(jīng)過混凝沉淀之后,廢液中還有許多難降解污染物,此時對其進行催化氧化,斷裂難降解物質(zhì)的化合鍵,提高其可生化性;最后對廢液進行生化處理,采用SBR法比較適合,因為其水量較小,而且SBR法特有的厭氧與好氧兼有的反應對廢水中N、P的去除尤為適合。2、設計步驟廢水 預氧化 混凝沉淀 催化氧化 SBR處理 出水以上為本次設計的基本步驟,里面還要填充一些必要的輔助結構。(1)選擇適宜的單體構筑物(設備),并繪出帶控制點的工藝流程草圖;(2)選擇適宜的設計參數(shù),對構筑物和設備進行工藝計算,確定構筑物的尺寸及主體構造,選擇主要設備的規(guī)格、型號及配置;(3)對三唑磷農(nóng)藥廢水處理站進行平面布置和高程布置設計,合理安排各單體構筑物(設備)、站內(nèi)管道系統(tǒng)及輔助建筑物的平面位置和標高,并進行水力計算;(4)對催化氧化塔和斜管沉淀池進行詳圖設計;(5)對三唑磷農(nóng)藥廢水處理工程進行投資估算和運行費用估算。(6)完成設計說明書和設計圖紙。三、階段性設計計劃、設計目標與應用價值第一階段(第5-7周):進行工程計算,確定出構筑物的工藝尺寸及主體構造;提出土建結構設計、電氣控制設計方面的要求;進行平面布置和高程布置,完成帶控制點的工藝流程草圖和平面、高程布置草圖;完成催化氧化塔和斜管沉淀池的詳圖設計及草圖;第二階段(第8-16周):完善設計,修訂草圖,提出運行控制參數(shù)、日常分析檢測項目及取樣點、勞動定員等管理方面的要求,進行工程投資估算和運行費用估算,完成設計文件初稿和各草圖的CAD制圖,第三階段(第17周):修訂設計文件初稿,完成設計說明書及設計圖紙。四、參考文獻1胥維昌.我國農(nóng)藥廢水處理現(xiàn)狀與展望J.化工進展,2000,5:18-232徐波,許翔.堿解氧化一厭氧濾池一SBR工藝處理有機磷農(nóng)藥廢水J.給水排水,2004,30(2):40-423勞善根,胡宏,楊小永.三唑磷農(nóng)藥廢水厭氧處理可行性研究J.環(huán)保科技,1995,17(3):41-43,474雷樂成,汪大翚.水處理高級氧化技術M.北京:化學工業(yè)出版社,2001,1-35SERGE CHIRON, AMADEO FERNANDEZ-ALBA, ANTONIO RODRIGUEZ.PESTICIDE CHEMICAL OXIDATION: STATE-OF-THE-ARTJ.Wat.Res,2000,34(2):3756文遠高,劉宏菊,房偉.SBR法處理有機磷農(nóng)藥廢水的研究J.工業(yè)水處理,2002 ,22(1):40-427 孟連軍,張建新,陸少鳴.微堿解一厭氧水解一SBR好氧生化法處理有機磷農(nóng)藥廢水J.化工環(huán)保,2001,21(2):88-918易辰俞,戴友芝.我國有機磷農(nóng)藥廢水處理方法的新進展J精細化工中間體,2001,31(4):1-49雍文彬,孫彥富,陳震華,等.鐵屑微電解法處理農(nóng)藥廢水的研究J.環(huán)境污染治理技術與設備,2002,3(3):86-87,6410張延青,謝經(jīng)良.微堿解一混凝一光催化氧化工藝處理有機磷農(nóng)藥廢水的可行性研究 J.環(huán)境保護,2002,12:16-17五、指導教師審閱意見 簽名: 年 月 日(注:學生應根據(jù)文獻綜述的內(nèi)容相應擴充本表各項的大小)10目 錄1 前言11.1我國農(nóng)藥廢水處理現(xiàn)狀與發(fā)展前景11.2 設計依據(jù)21.3廢水水質(zhì)、水量21.4處理要求:31.5設計原則:31.6設計構筑物31.7設計方案的選擇、原理與特點32 唑磷廢水處理工藝設計計算 42.1調(diào)節(jié)池 42.1.1調(diào)節(jié)池作用42.1.2調(diào)節(jié)池設計42.2混凝沉淀池7 2.2.1中和池72.2.2、混合池92.2.3凝聚池102.2.4加藥槽102.2.5斜管沉淀池112.3中間池 142.4保安器142.4.1保安器結構及作用142.4.2保安器設計152.5二氧化氯特性及其制備172.5.1二氧化氯在廢水處理當中的應用172.5.2二氧化氯的制備172.5.3二氧化氯協(xié)同發(fā)生器的選擇182.6催化氧化塔182.6.1催化氧化劑182.6.2塔身設計192.6.3曝氣系統(tǒng)192.6.4進水系統(tǒng)202.6.5反沖水設計202.7儲水池 212.7.1尺寸確定 212.7.2注意事項及汲水泵選擇222.8生化反應器222.8.1特點222.8.2、設計進水的水質(zhì)水量222.8.3反應池運行周期各工序時間計算232.8.4反應池容積計算242.8.5曝氣量計算252.8.6剩余污泥排放252.8.7潷水器262.8.8自動控制系統(tǒng)262.8.9設備選型262.9儲泥池 262.10板框壓濾機272.11濾液池282.12清水池283 投資估算294 安全及環(huán)保說明305 經(jīng)濟及社會效益說明30參考文獻31致謝321目 錄1 前言11.1我國農(nóng)藥廢水處理現(xiàn)狀與發(fā)展前景11.2 設計依據(jù)21.3廢水水質(zhì)、水量21.4處理要求:31.5設計原則:31.6設計構筑物31.7設計方案的選擇、原理與特點32 唑磷廢水處理工藝設計計算 42.1調(diào)節(jié)池 42.1.1調(diào)節(jié)池作用42.1.2調(diào)節(jié)池設計42.2混凝沉淀池7 2.2.1中和池72.2.2、混合池92.2.3凝聚池102.2.4加藥槽102.2.5斜管沉淀池112.3中間池 142.4保安器142.4.1保安器結構及作用142.4.2保安器設計152.5二氧化氯特性及其制備172.5.1二氧化氯在廢水處理當中的應用172.5.2二氧化氯的制備172.5.3二氧化氯協(xié)同發(fā)生器的選擇182.6催化氧化塔182.6.1催化氧化劑182.6.2塔身設計192.6.3曝氣系統(tǒng)192.6.4進水系統(tǒng)202.6.5反沖水設計202.7儲水池 212.7.1尺寸確定 212.7.2注意事項及汲水泵選擇222.8生化反應器222.8.1特點222.8.2、設計進水的水質(zhì)水量222.8.3反應池運行周期各工序時間計算232.8.4反應池容積計算242.8.5曝氣量計算252.8.6剩余污泥排放252.8.7潷水器262.8.8自動控制系統(tǒng)262.8.9設備選型262.9儲泥池 262.10板框壓濾機272.11濾液池282.12清水池283 投資估算294 安全及環(huán)保說明305 經(jīng)濟及社會效益說明30參考文獻31致謝32 前言1.1我國農(nóng)藥廢水處理現(xiàn)狀與發(fā)展前景我國是農(nóng)藥生產(chǎn)大國,目前產(chǎn)量近40萬噸,我國農(nóng)藥生產(chǎn)在世界上占據(jù)第二位。由于農(nóng)藥工業(yè)的發(fā)展,排放物的環(huán)境污染問題已引起我國政府及環(huán)保部門的高度重視。由于缺乏完善的處理技術致使大量的農(nóng)藥廢水得不到有效治理而直接排放,造成嚴重的環(huán)境污染1。農(nóng)藥在殺滅病蟲害,增加糧食產(chǎn)量方面起了重要作用,但是,隨著各種農(nóng)藥的大量使用,也給環(huán)境生態(tài)及人體的健康帶來了值得探討的新問題,特別是在大量生產(chǎn)與使用農(nóng)藥過程中,產(chǎn)生大量的農(nóng)藥廢水,如處置不當會造成環(huán)境污染。農(nóng)藥廢水不加處理,一旦排入水體,勢必造成農(nóng)藥在水生生物中累積與富集,導致水生生物死亡。農(nóng)藥廢水還可通過滲透進入地下水和土壤,使其受到嚴重污染。此外,農(nóng)藥還可通過食物鏈進入水體,嚴重危害人體健康。農(nóng)藥廢水的主要特點包括:1.排放量大,污染物濃度高。1986年化工部對全國53家農(nóng)藥生產(chǎn)廠進行的化工污染源調(diào)查結果顯示:COD排放量達30436t/d,居全國化工各行業(yè)第五位,硫化物排放量為304. 2t/d,居全國各行業(yè)第七位。2.毒性大,生物降解性能差。廢水中除含有農(nóng)藥和中間體外,還含有酚、砷、汞等有毒物質(zhì)及多種生物難降解物質(zhì)。有些農(nóng)藥有殺菌作用,能抑制微生物代謝活動,使生物系統(tǒng)紊亂;有些農(nóng)藥為芳香族化合物或鹵代芳烴及有機硫磷化合物,生物降解性極差。3.有惡臭,對人的呼吸道和粘膜有刺激作用。4.由于生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定,加上操作管理水平低,水質(zhì)水量波動大。5.成分復雜。農(nóng)藥廢水中含有大量合成過程中未反應的中間體及水解產(chǎn)物。如在對敵敵畏、甲基1605廢水剖析鑒定出的9種有機物中,2種為原藥,6種為原藥降解物,1種為芳香化合物。以上特點給農(nóng)藥廢水的處理造成了很大的困難,為此需要投入大量的人力、物力,尋求處理農(nóng)藥廢水的有效途徑2。有機磷農(nóng)藥廢水處理技術的研究現(xiàn)狀:有機磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水歷來以毒性大、濃度高、治理難成為社會關注的重點。國外從20世紀40年代開始對有機磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水處理進行了大量的研究工作,當前國外處理農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的通常做法是濃廢水用焚燒法,稀廢水采用活性污泥、絮凝、萃取、活性炭吸附等方法。我國在20世紀60年代至90年代,對有機磷農(nóng)藥廢水處理技術進行了大量的研究,其中生化法是一條可行的途徑,據(jù)1990年化工部對531個農(nóng)藥廠進行的環(huán)保調(diào)查,生化處理占廢水總量的1/4.當前,對有機磷農(nóng)藥廢水處理技術的研究,主要集中在以下兩個方面:有機磷農(nóng)藥生物降解的研究;有機磷農(nóng)藥廢水處理工藝的研究(其中包括預處理工藝和生化處理工藝)。有機磷農(nóng)藥廢水處理中存在的問題:1.現(xiàn)有的處理設施大多為推流式曝氣系統(tǒng),其容積負荷低,占地面積大,氧利用率大多不超過8%,動力效率不高。2.現(xiàn)有的活性污泥法進水濃度均較低,需對高濃度廢水進行大量稀釋,一方面浪費大量的水資源,另一方面需加大水處理構筑物,增加基建投資。3.總有機磷和磷酸鹽排放濃度普遍超高,極易對地表水體造成富營養(yǎng)化。4.某些農(nóng)藥廢水氨氮含量超高,是農(nóng)藥廢水中另一個難解決的問題。5.某些預處理技術由于成本或其它問題,還不能應用于實際工程。如濕式催化氧化技術由于成本過高難于推廣應用;而光催化氧化技術由于技術方面還不成熟也不能應用于實際工程中。有機磷農(nóng)藥廢水處理的發(fā)展方向:1.有機磷農(nóng)藥生產(chǎn)廠家推廣清潔生產(chǎn)工藝,減少污水放排量;改革生產(chǎn)工藝和改變產(chǎn)品結構,使生產(chǎn)廢水中碳磷比適當,從而提高有機磷和磷酸鹽的去除率。2.研究有效的預處理技術,去除或回收農(nóng)藥生產(chǎn)廢水中的有機磷:或在生化處理裝置后增設除磷裝置,使出水中的磷以磷酸鈣的形式沉淀,從而降低出水中磷的排放濃度。3.加強對難生物降解有機物的研究,提高難降解有機磷農(nóng)藥的可生化性,以利于后續(xù)生化處理,并力求應用于實際工程。4.加強處理高濃度有機磷農(nóng)藥廢水的處理研究,如能在這方面取得突破,可大大減少因稀釋而造成的浪費。5.對現(xiàn)有處理工藝進行技術改造或引進新的工藝,提高其處理效率。如應用高負荷好氧工藝處理有機磷農(nóng)藥廢水,可減少占地,提高氧利用率,降低處理成本等。三唑磷作為有機磷農(nóng)藥的一種,是20世紀70年代德國Hoechst公司開發(fā)的一種高效、中毒、廣譜有機磷殺蟲殺螨劑,其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機磷廢水對環(huán)境水體的安全造成威脅,在生態(tài)環(huán)境日益脆弱的今天,為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必須對其進行處理到生態(tài)環(huán)境所能承受的范圍之內(nèi)才能排放。三唑磷是20世紀70年代開發(fā)出的一種硫代磷酸酯類殺蟲殺螨劑,具有低毒、高效、廣譜的特點,是甲胺磷、樂果等農(nóng)藥的換代產(chǎn)品,具有良好的應用前景.但三唑磷在施用過程中將不可避免的進入河流、湖泊等水體,造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞,如何防治這些問題具有十分重要的現(xiàn)實意義3。三唑磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水中含有三唑磷、苯唑醇、苯脲、尿素、甲醇、鹽酸苯阱等污染物,具有污染物種類多,成分復雜,毒性大等特點。目前直接針對三唑磷廢水處理的研究不是太多,已見報道的更少4。本設計的目的就是通過研究當前已經(jīng)應用的或正在研究的各種有機磷廢水處理方法,各取所長,避其所短,設計出一套廉價實用高效的處理流程來。優(yōu)秀的有創(chuàng)意的處理流程的推廣可以在提高處理效果的同時節(jié)減開支,既改善了環(huán)境水體條件,又減輕了企業(yè)廢水處理的負擔,而且對于目前國家所推行的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略也相符和,因而具有重要意義。1.2 設計依據(jù)以江蘇生花農(nóng)藥有限公司提供的三唑磷農(nóng)藥廢水作為設計背景,以小試研究報告提供的數(shù)據(jù)作為設計參考依據(jù)。1.3廢水水質(zhì)、水量三唑磷農(nóng)藥生產(chǎn)每天有兩股廢水排放,酸性廢水10噸,堿性廢水8噸,考慮到處理能力裕度10%;還考慮到處理的廢水不僅僅是三唑磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水,還包括板框污泥壓濾機的壓濾液,污泥主要來自催化氧化塔和壓力過濾器的反沖水,這部分水量約為農(nóng)藥生產(chǎn)廢水量的20%。故三唑磷農(nóng)藥廢水的設計處理量為18(1+10%+20%)=23.4t/d,考慮到廢水處理是連續(xù)運行的,三唑磷農(nóng)藥廢水的設計處理量即為1.0m3/h。設計原水水質(zhì)見表1。表1 設計廢水水質(zhì)水量項目COD(mg/L)水量 (t)pH酸性廢水12000101堿性廢水200008101.4處理要求:廢水經(jīng)二氧化氯廢液預處理后,COD處理率10%左右;混凝沉淀對COD處理率30左右,再經(jīng)催化氧化處理后,該單元對COD的處理率為75%左右,總的處理率達到93.8%;最后進行生化處理,出水達到污水綜合排放標準(GB8987-1996)一級排放標準,見表2所示。表2 出水水質(zhì)控制指標COD(mg/L)色度(倍)pH指標值100506-91.5設計原則:A:保證處理效果。使之達到或優(yōu)于排放標準要求,B::保證處理系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。對自動化的要求不宜過高。C:盡量減少基建費用及日常運行開支。中和池1.6設計構筑物 二氧化氯廢液 氫氧化鈉溶液 聚合硫酸鋁清水池調(diào)節(jié)池儲水池SBR生化反應器催化氧化塔板框壓濾機中間池斜管沉淀池混凝池 廢水 污泥儲泥池 泥餅外運壓力過濾器濾液池 反沖水 剩余污泥 反沖水 二氧化氯溶液 出水圖1 三唑磷農(nóng)藥廢水處理流程框圖1.7設計方案的選擇、原理與特點從以上當前有機磷廢水及三唑磷廢水見報道的資料來看,各種方法都有自己獨到的優(yōu)勢,關鍵是要根據(jù)不同的廢水水質(zhì)來確定不同的組合,根據(jù)本次設計的污水水質(zhì),大致設計思路為:根據(jù)設計的廢水來源,一股10噸/天的pH為1的酸性廢水,一股8噸/天的pH為10的堿性廢水,單獨處理都很困難,現(xiàn)首先將他們混合來中和,發(fā)生氧化還原反應,不僅節(jié)約了大量藥劑,而且能將一部分污染物去除,同時將二氧化氯協(xié)同發(fā)生器產(chǎn)生的廢液返回至調(diào)節(jié)池,利用其強氧化性對廢水進行預處理;預處理之后的廢水依然為強酸性,為使混凝劑產(chǎn)生作用,用氫氧化鈉溶液對其進行中和調(diào)節(jié),之后加混凝劑,混凝之后進入斜管沉淀池進行沉淀,去除廢水中大量的懸浮物,為后面的處理作準備;經(jīng)過混凝沉淀之后,廢液中還有許多難降解污染物,此時對其進行催化氧化,斷裂難降解物質(zhì)的化合鍵,提高其可生化性;最后對廢液進行生化處理,采用SBR法比較適合,因為其特有的厭氧與好氧兼有的反應對廢水中N、P的去除尤為適合。2 唑磷廢水處理工藝設計計算2.1調(diào)節(jié)池2.1.1調(diào)節(jié)池作用所有進入廢水處理系統(tǒng)的廢水,其水量和水質(zhì)隨時都可能發(fā)生變化。生產(chǎn)裝置排出的工業(yè)廢水,其水質(zhì)和水量隨著生產(chǎn)過程而變化。排放水質(zhì)有連續(xù)的,有不均勻的,甚至是間歇的,廢水的水質(zhì)也變化很大,尤其是某些工序,操作是間歇的,變化就更大了,比如反應釜排放廢液就是一例,在處于反應過程中時無廢液排出,反應結束,反應釜內(nèi)剩余物將從釜內(nèi)排放出來,這種反應殘液的濃度十分高,污染嚴重,排放時間又短,引起廢水濃度的顯著增大。水量和水質(zhì)的變化將嚴重影響廢水處理裝置的正常工作,水質(zhì)和水量的波動越大,處理效果越不穩(wěn)定,甚至會使廢水處理工藝過程遭受嚴重破壞,尤其是采用生物法處理廢水時,微生物對廢水中有毒物質(zhì)非常敏感,超過所能接受的濃度,微生物的代謝作用就會受到抑制,甚至會造成微生物的死亡,即使是短時期的毒物沖擊,也將引起處理水質(zhì)的惡化。為減少水量和水質(zhì)變動對廢水處理工藝過程的影響,在廢水處理系統(tǒng)之前宜設置調(diào)節(jié)池,存盈補缺,使后續(xù)處理構筑物在運行期間內(nèi)能夠得到均衡的進水量和穩(wěn)定的水質(zhì),并達到理想的處理效果。設置均衡調(diào)節(jié)池的目的就是解決進水水量水質(zhì)的變化和廢水處理裝置穩(wěn)定的處理能力,處理水質(zhì)要求達到穩(wěn)定的水質(zhì)這一矛盾的。均衡調(diào)節(jié)池包括單純的水量均衡和水質(zhì)均衡。水量均衡主要從水量的大小出發(fā),保證進入處理裝置的水量達到一定的穩(wěn)定程度水質(zhì)的變化可以不加考慮,在水量均衡的過程中,對廢水的水質(zhì)也有一定的均衡作用;水質(zhì)均衡是使?jié)舛雀邥r的廢水與濃度低時廢水相混合,使流入處理裝置的廢水濃度不超過某一個合適的范圍,從而保證處理裝置正常工作,在水質(zhì)均衡的過程中,同時也起著一定的水量均衡的作用。水質(zhì)均衡要求預先掌握廢水排出的一般規(guī)律,水質(zhì)均衡要求掌握廢水水質(zhì)的變化規(guī)律,在允許條件下要盡可能增大均衡裝置的容積,容積越大,越有利于調(diào)節(jié)5,6。2.1.2調(diào)節(jié)池設計(1)池體尺寸對于本設計的實際狀況,生產(chǎn)廢水排出基本上是均勻排出,因此水量調(diào)節(jié)可不予考慮,主要是水質(zhì)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的廢水主要來自三個方面:酸性廢水、堿性廢水、返回壓濾液。設計調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)時間為8個小時,生產(chǎn)排出廢液體積為:返回壓濾液約占生產(chǎn)廢水的30,總的調(diào)節(jié)池有效體積應該為:設計池體為矩形,底面尺寸為:則池高為:取池體超高0.3m則總的調(diào)節(jié)池尺寸為:整個池體設于地下,池頂加蓋板,與地面相平。蓋板不能密封,留一定的縫隙供所曝空氣溢出。以上尺寸為調(diào)節(jié)池內(nèi)壁尺寸,施工時池壁厚為20,池底厚為40 。兩股生產(chǎn)廢水采用暗溝形式進入調(diào)節(jié)池,從生產(chǎn)廢水排出口向調(diào)節(jié)池流動過程中即開始混合。(2)預氧化設計在后續(xù)的廢水處理中,作為氧化劑的二氧化氯發(fā)生裝置會產(chǎn)生一定量的廢液,廢液量大約二氧化氯,廢液的成分主要是二氧化氯、臭氧、氯氣、過氧化氫等,因此廢液具有較高的酸性及較強的氧化性。如若直接排放勢必造成二次污染,若處理后再排放,則又需要資金投入??紤]到廢液較強的氧化性,因此將其回流到整個處理工藝之前的調(diào)節(jié)池,對調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水進行預氧化,農(nóng)藥中容易斷裂的化合鍵即被氧化斷裂,對COD的降低有一定的貢獻,大約能夠減少10,減輕了后續(xù)處理的負荷,同時降解COD產(chǎn)生的沉淀直接沉在了斜管沉淀池,否則就要增加催化氧化塔的沉積物,對催化氧化塔的正常運行也大有裨益。(3)曝氣系統(tǒng)設計直接在調(diào)節(jié)池進行預氧化,會有一定的沉淀物生成,但對于設蓋板的調(diào)節(jié)池來說,清除沉淀并不容易,因此考慮將可沉淀物全部作為懸浮物泵入后面的中和沉淀池進行處理。同時二氧化氯廢液需要與生產(chǎn)廢水進行充分混合,從多方面考慮,采用曝氣混合攪拌的方式,為使懸浮物布置沉淀,因此選用較高的氣水比10:1曝氣量為采用II型曝氣頭:按照每個曝氣頭的曝氣能力則需曝氣頭個數(shù)為個,即4個若按照每個曝氣頭的服務面積0.75計算,則需曝氣頭個數(shù)為個。綜合考慮,需要安裝8個曝氣頭。曝氣頭安裝位置距池底距離為0.2米。為使懸浮物不留沉積地全部排出,設計池底向汲水管方向有2的坡度,汲水管口設喇叭口,為防止懸浮物在汲水口沉積,在曝氣頭安裝時,最靠近汲水管口的兩個曝氣頭朝下安裝,以激起沉積物。調(diào)節(jié)池出口設測流裝置,以監(jiān)測調(diào)節(jié)的流量。圖2 調(diào)節(jié)池剖面圖圖3 調(diào)節(jié)池曝氣頭排布設計選用曝氣頭相關參數(shù)如表3所示。表3 II型曝氣頭參數(shù) 7型號尺寸服務面積阻力損失通氣量II0.751001500.31624調(diào)節(jié)污水提升泵選用型號為氣動隔膜泵,其相關參數(shù)如表4所示:表4 氣動隔膜泵參數(shù)型號流量揚程吸程最大允許通過粒徑功率QBY1515052.50.55(4)返回壓濾水返回的壓濾水直接從壓濾液集水池泵入調(diào)節(jié)池,入水口距地面0.3米,考慮水量較小,不易連續(xù)操作,因此采用間歇操作的方式,每小時工作一次,泵水0.5。擬選用水泵型號為型。2.2混凝沉淀池2.2.1中和池從調(diào)節(jié)池泵出的廢水經(jīng)水質(zhì)水量調(diào)節(jié)與預氧化之后,COD去除約10。由于酸性廢水與堿性廢水pH相差甚遠而水量相當。因此混合之后廢水依然呈強酸性,為使混凝取得較好的效果,必須對廢水的酸堿性進行調(diào)節(jié)。選用混凝劑為聚合硫酸鋁,這種混凝劑在中性偏堿(pH8)時混凝效果最好,因此選用堿性藥劑對廢水pH進行調(diào)節(jié),本設計選用氫氧化鈉作為中和藥劑,因為氫氧化鈉具有組成均勻、雜質(zhì)少、易于投加、易于貯藏和運輸、在水中溶解度高、反應速度快等特點,雖然價格比較昂貴,相對氫氧化鈣中和來說省卻了許多后續(xù)污泥處理的麻煩,從整個過程來看,選用氫氧化鈉作中和藥劑還是比較合適的。(1)氫氧化鈉用量計算與控制三股廢水混合后的pH值(忽略添加的少量二氧化氯廢液引起的pH變化):A:酸性廢水 pH1 水量10t/dB:堿性廢水 pH10 水量 8t/dC:壓濾液 pH6.5 水量 6t/d多股農(nóng)藥廢水混合后pH值為:pH現(xiàn)預將pH調(diào)至8,則需加藥劑量為:(設計混合水量為24t/d)NaOH物質(zhì)的量為40.1需要純的NaOH藥劑量為:NaOH在水中的溶解度為300g/l,因此添加藥劑時即采用乳劑添加的方式。由于添加乳劑中NaOH含量為30,因此溶藥箱體積為:(算式中分母1.3為乳劑密度/約數(shù))實際購買藥品純度為98左右,因此溶藥時要比計算數(shù)值酌情添加。添加量由實際所購買的氫氧化鈉的純度及廢水的變化量而定。設計溶藥箱尺寸藥劑添加量的控制采用高位槽的形式添加,加藥量由流量計控制。(2)中和池計算機械混合是在混合池內(nèi)安裝機械攪拌裝置,用電動機驅(qū)動攪拌器,使水和藥劑混合,構造簡單,機械混合池可以在要求的混合時間內(nèi)達到需要的混合強度,滿足混合要求。機械混合水頭損失小,可以適應水量、水質(zhì)、水溫等的變化,混合效果好,缺點是維護管理較復雜,消耗動能。機械混合池內(nèi)攪拌器有漿板式、螺旋槳式、和透平式。漿板式結構簡單,加工制造容易,只是效能較低,比較適合于較小的混合池。池體計算以NaOH調(diào)節(jié)酸堿性,采用機械攪拌混合的方式中和時間設為一個小時中和池有效容積:為提高漿板攪拌效率,中和池采用圓形。直徑則池深為:若取超高則中和池總高為:攪拌器計算中和池壁設四塊擋板,使用帶兩葉的平漿板攪拌器7。每塊擋板寬度其上下緣均取0.2米則擋板長度為由于H:D1.27:11.2,故攪拌器設兩層,即,攪拌器層間距取0.4攪拌器直徑攪拌器距池底高度取攪拌器葉面數(shù)2攪拌器寬度攪拌器外緣線速度采用則攪拌器軸速:攪拌器旋轉角速度:計算軸功率:上式中: 水的相對密度,; 攪拌器半徑; 重力加速度,; 阻力系數(shù),0.20.5;需要軸功率: 上式中:水的動力黏度,;設計速度梯度 ,一般采用5001000;,滿足要求,可以使用該種攪拌器傳動效率取,則電動機功率2.2.2、混合池(1)池體計算混合池同樣采用機械攪拌的混合方式混合時間采用60秒。 以聚合硫酸鋁作混凝劑,采用機械攪拌混合的方式,混合池有效容積為提高漿板攪拌效率,混合池采用圓形。直徑則池深為: 取超高0.26米則混合池總高為:(2)攪拌器計算混合池壁設四塊擋板,使用帶兩葉的平漿板攪拌器。每塊擋板寬度其上下緣均取0.05米則擋板長度為:由于H:D0.34:0.251.361.2,故攪拌器設兩層,即,攪拌器層間距取0.12攪拌器直徑攪拌器距池底高度取攪拌器葉面數(shù)2攪拌器寬度攪拌器外緣線速度采用則攪拌器軸速:攪拌器旋轉角速度:計算軸功率:上式中: 水的相對密度,; 攪拌器半徑; 重力加速度,; 阻力系數(shù),0.20.5;需要軸功率:上式中:水的動力黏度,;設計速度梯度 ,一般采用5001000;,滿足要求,可以使用該種攪拌器傳動效率取則電動機功率:2.2.3凝聚池廢水與混凝劑在混合池內(nèi)混合一分鐘后直接溢流到凝聚池內(nèi)進行凝聚,停留時間設為20分鐘,根據(jù)處理速率,20分鐘的水量為:設計凝聚池尺寸為:池子體積為2.2.4加藥槽 混凝劑選用聚合硫酸鋁,根據(jù)實際試驗確定用量,用量極少,一般按照干污泥重量的0.5計算。假設廢水處理時有20作為污泥沉降。沉降污泥的含水率為98則每天的用藥量為:即每天處理廢水的用藥量為0.48千克,為使加藥均勻,將其配置為低濃度的溶液形式加藥,以流量計控制加藥量。采用不銹鋼材質(zhì)做溶藥槽,制作尺寸為0.40.40.4 m32.2.5斜管沉淀池 斜管沉淀池是跟據(jù)淺層沉淀理論,在沉淀池沉淀區(qū)與水平面形成一定傾角(通常為60)的斜管組件,以提高沉淀效率的一種高效沉淀池。斜管沉淀池一般有進水穿孔花墻、斜管裝置、出水渠、沉淀區(qū)和污泥區(qū)組成。按污泥與水流的相對運動方向不同可將斜管沉淀池分為異向流、同向流和側向流三種。本次設計水量較小,采用異向流的形式,即水流自下而上,水中懸浮顆粒自上而下。由于沉淀區(qū)設有斜管組件,斜管沉淀池的排泥只能依靠靜水壓力排出。 在中小型水廠使用較多的沉淀裝置就是斜管沉淀池,相比較而言,斜管沉淀池的處理效果比平流沉淀池好,但有些因素也會影響沉淀池的沉淀效率,如斜管傾角、斜管長度、管徑、進水方式、斜管中水流上升速度等。在生產(chǎn)中采用穿孔花墻及縫隙進水墻,應注意通過所開孔口的大小來控制流速,不致使礬花破碎。配水孔與斜管底部及排泥區(qū)的高度要根據(jù)實際情況來確定,如果采用下向流斜管就必須要注意斜管的傾角,傾角過大極易使已沉淀的污泥隨水流的慣性帶出水面;傾角過小則極易阻塞斜管,使斜管內(nèi)積泥嚴重,引起變壓變形,無法正常運行,因此,傾角的確定也要根據(jù)水質(zhì)情況來分析??傊?,不論采用何種配水方式,都要以不致使礬花破碎為原則,故要控制流速,一般設計采用流速為0.158。各設計部分設計7:(1)清水區(qū) 主要參數(shù):水力停留時間出水量斜管材料選用塑料化熱壓六邊形蜂窩管壁厚邊距。安裝傾角60選用管長為固定值1.0則沉淀池的清水區(qū)面積:其中斜管結構占用面積按3%計算則實際清水區(qū)需要面積:清水區(qū)采用方形結構,則其邊長為:實際選用尺寸大小為。(2)斜管長校核 設上升流速斜管內(nèi)水流速度為顆粒物沉降速度則管長L為: 考慮到管端紊流,污泥等因素,過渡區(qū)采用250,因此斜管長為1000足以滿足要求。(3)沉淀池高度清水區(qū)高度0.5布水區(qū)高0.15斜管高排泥區(qū)高度0.87過渡區(qū)高斜管沉淀池總高:為排泥方便,錐形污泥斗與地面距離采用,即斜管沉淀池整體抬高0.11,沉淀池最上端與地面相對高度為2.8。選用DN100的鑄鐵管道直接排入儲泥池或由人工用推車送入儲泥池。(4)布水區(qū)以穿孔花墻進水,控制流速0.05則進水總面積:,為防止生成礬花破碎,必須保證進水口徑不能太小,采用圓孔,則圓孔個數(shù)為:,即需要三個的圓孔進水。沉淀池進水采用大口經(jīng)斜管進水的方式。從混合池直接以直管排出后分為三支管徑依然為的直管直接進水斜管沉淀池,設分水裝置使三只分管內(nèi)水量均勻,安裝閥門,使分管內(nèi)進入沉淀池的流速控制在0.05。進水斜管與沉淀池布水區(qū)保證一定的傾角,至少,防止由于流速過小而致使礬花沉淀管內(nèi)而阻塞管口。(5)集水區(qū)沉淀池上部邊緣設穿孔集水槽,沿邊緣圍成一周,槽寬擬用,共設一根出水管,設出水流速為,則需要管徑為:實際選用管道為DN40的PVC管。(6)排泥區(qū)采用靜壓力泥斗排泥,設絮凝污泥體積占總水量的20,設計每個小時排泥一次,則需要泥斗容積為:泥斗上邊緣即采用錐形泥斗傾角泥斗下邊長取泥斗高:錐形泥斗容積:0.2整個排泥區(qū)高度即為。污泥直接排入污泥儲存池,與反沖廢水和生化處理池剩余污泥混合后直接由板框壓濾機壓濾后外運處理。圖4 斜管沉淀池2.3中間池沉淀池出水儲存于中間池,因為后續(xù)的催化氧化處理需要用泵泵入,設集水池就是為水泵的正常工作創(chuàng)造條件。設計尺寸為,(以上尺寸為集水池內(nèi)壁尺寸,施工時池壁厚為20,池底厚為40)。同時集水池還有一作用:后續(xù)的催化氧化處理對廢水酸堿度有一定要求,要求偏酸性,而前面的混凝沉淀是在偏堿性條件下進行的,雖然后面加入的氧化劑有一定的酸性,但又是可能不能滿足要求,這時就可以在集水池設監(jiān)測點,當沉淀池出水堿性較高時,就可以在集水池對其進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)。集水池跟調(diào)節(jié)池一樣設于地下,池底朝汲水口方向設2的坡度,汲水管口設喇叭口,池頂設蓋板,蓋板與地面相平。2.4保安器2.4.1保安器結構及作用保安器主要作用就是減少進入催化氧化塔的懸浮物。本設計選用壓力濾池。工業(yè)廢水處理中除采用普通快濾池外,其他利用較多的濾池類型就是壓力過濾器和無閥濾池。壓力過濾器是一個承壓的密封過濾裝置。內(nèi)部構造與普通快濾池相似,其主要特點是承受壓力,可利用過濾后的余壓將出水送到用水地點或遠距離輸送。壓力過濾器過濾能力強,容積小,設備定型,使用機動性大,單個過濾器的過濾面積較小。通常采用的壓力過濾器是立式的,直徑不大,濾層以下為厚度的卵石墊層(),排出系統(tǒng)為過濾頭,在一些廢水處理系統(tǒng)中排水系統(tǒng)還安裝有空氣壓縮空氣管用以輔助反沖洗。反沖洗污水通過頂部的漏斗或設有擋板的進水管收集并排出。壓力過濾器外部裝有壓力表,取樣管,可以及時監(jiān)督過濾器內(nèi)的壓力損失和水質(zhì)變化。過濾器頂部設排氣管,用以排出過濾器內(nèi)和水中析出的空氣6。2.4.2保安器設計(1)設計參數(shù)確定及填料選擇本次設計水量太小,沒有合適的成型設備供直接選用,需要自行設計。設計處理量為濾速取則圓形立式壓力過濾器的直徑為:濾料選用粒徑為的石英沙,厚度設計為,其工作時的水頭損失約為,配水系統(tǒng)采用小阻力系統(tǒng)中的縫隙式濾頭。(2)反沖系統(tǒng)由于廢水中懸浮物的濾出,工作一段時間后過濾器壓力會不斷增大,耗能增加,這時就需要對石英沙進行反沖洗,洗掉黏附于沙粒縫隙之間的沉積物。設計每天反沖一次。沖洗時間為反沖洗強度設計為9反沖時濾料的膨脹度為45由以上設計參數(shù)可以計算每一次反沖水量為:(3)反沖水處理反沖水含水率99.5,直接排入污泥儲存池,與沉淀污泥和生化處理池剩余污泥混合后直接由板框壓濾機壓濾后外運處理。(4)池體尺寸確定根據(jù)反沖洗時的膨脹度,可知反沖洗時濾料膨脹高度為:;取超高;布水高度;反沖水管布置高度;卵石墊層;壓力過濾器的總高為:驗證:,比例大于50,滿足合格要求。該壓力過濾器整體為鋼結構,進水管直徑設為,進水口設擋板使布水較為均勻;出水管直徑設計與進水管直徑相同。(5)進水泵與反沖水泵選擇水泵型號根據(jù)實際需要泵水速率而進行選擇。進水水泵進水能力不小于,揚程不小于。選擇水泵型號為:型,其相關參數(shù)如下:表5 型水泵相關參數(shù)型號壓力流量功率轉速吸程總揚程進出口徑0.422.296044425反沖水泵泵水能力不小于,揚程不小于。選擇水泵型號為:型,其相關參數(shù)如下:表6 型水泵相關參數(shù)型號流量功率轉速揚程效率102.229002055進水出水反沖進水反沖出水圖5 壓力過濾器2.5二氧化氯特性及其制備2.5.1二氧化氯在廢水處理當中的應用二氧化氯分子由一個氯原子和兩個氧原子組成,氯原子以兩個配位鍵與兩個氧原子結合,其最外電子層上還存在一個不成對的自由電子,為活潑性自由基,具有很強的氧化作用,能使微生物蛋白質(zhì)中的氨基酸氧化分解,至今尚未發(fā)現(xiàn)微生物能抵抗氧化作用而不被殺滅的。二氧化氯的殺菌消毒作用機理是氧化作用,因此它不同于甲醛、酚類化合物使蛋白質(zhì)變性而使微生物失去活性,也不同于氯氣使微生物氯化而失去活性。它與微生物接觸時釋放出初生態(tài)的氧及次氯酸分子,對微生物的細胞壁有較好的吸附和透過性,能有效的氧化細胞內(nèi)含基的酶,快速地控制蛋白質(zhì)的合成,破壞微生物的酶系統(tǒng),使蛋白質(zhì)中氨基酸氧化分解,達到抑制生長和殺滅。二氧化氯對有機鐵、錳、硫的氧化作用可用來脫色除臭,改善原水預處理時的凝集性10。所有的高級氧化技術都主要基于羥基自由基,它是有機電極氧化中的主要反應媒介游離基HO2 及與其結合的O2在降解過程中也發(fā)生反應,但這些激進分子的反應活性要遠低于羥基,羥基能與大部分有機物發(fā)生強烈反應,使之失去氫或發(fā)生親電子的加成反應,游離態(tài)的激進分子能與分子態(tài)的氧氣進一步反應生成過氧化物,進而引起一系列降解反應使污染物徹底礦化。另外,羥基還能依附在芳香環(huán)上俘獲鹵素的位置上,生成石炭酸同系物。雖然羥基是公認的強活性基團,但它與氯化烷基化合物的反應確極為緩慢11。高濃度有機化工廢水一般色度高,有機成分難以降解,其值很低,所以實際工程中直接采用生化方法處理廢水的效果很不理想,利用催化氧化裝置,強氧化劑配以高效的表面催化劑,對廢水進行強烈的化學氧化作用,則出水的色度已基本達標,同時使值及值都達到了適宜生化處理的范圍,從而在常規(guī)的物化處理和生化處理之間架起了一座橋梁。利用二氧化氯()的強氧化性處理難降解廢水是在水處理中的主要用處之一。但因為二氧化氯與有機物的反應具有選擇性,這使得二氧化氯化學氧化處理難降解廢水時不能達到預期處理效果,因此采用二氧化氯與高效催化劑組成二相催化氧化體系,對廢水進行催化氧化處理,改善反應條件,提高反應效率,是二氧化氯在廢水處理當中的發(fā)展方向12。二氧化氯在空氣中濃度大于10或水中濃度大于30時都將發(fā)生爆炸,使它的應用受到很大的限制10?,F(xiàn)在利用二氧化氯基本上都是即用即制,不存放,不運輸,只要合理操作二氧化氯發(fā)生裝置,它將是很安全的。2.5.2二氧化氯的制備二氧化氯的制備方法有兩種:一是化學法,二是電解法,目前我國大都采用電解法。電解法的成型設備叫二氧化氯協(xié)同發(fā)生器,其作用機理是:電解槽的陽極室加入飽和食鹽水,陰極室加入自來水,當電壓電流達到額定值時在陽極室產(chǎn)生、和協(xié)同消毒氣體13。二氧化氯協(xié)同發(fā)生器產(chǎn)生的是、等綜合性氣體,具有極強的氧化性和廣譜殺菌能力。設備結構緊湊,體積小,占地少,操作管理方便。制備原料是食鹽,能源為直流電,現(xiàn)制現(xiàn)用,安全方便。二氧化氯在常壓下制備,水射器負壓投加,消毒氣體不易泄漏,安全可靠。產(chǎn)品規(guī)格齊全,其產(chǎn)量為53000,適應性強,選擇余地大。耗電耗鹽少,節(jié)省能源14。2.5.3二氧化氯協(xié)同發(fā)生器的選擇本設計就是根據(jù)二氧化氯的用量,直接進行二氧化氯協(xié)同發(fā)生器的選型。根據(jù)實際操作實驗,對本設計的廢水,需要添加的二氧化氯水溶液與處理廢水的比例是1:1,根據(jù)本設計的水量可知,需要二氧化氯用量為,直接進行成型設備選型,產(chǎn)生氣體由水射器負壓投加至清水池泵回的水管中進行混合吸收再與廢水按1:1的比例進行混合后進入催化氧化塔,在催化劑作用下進行反應。根據(jù)二氧化氯得實際用量選擇二氧化氯協(xié)同發(fā)生器的型號為:型。其相關參數(shù)如下15:表7 型二氧化氯發(fā)生器參數(shù)型號有效氯產(chǎn)量裝機容量動力水設備質(zhì)量設備尺寸管徑壓力10001.03290圖6 SX98 型二氧化氯發(fā)生器2.6催化氧化塔2.6.1催化氧化劑根據(jù)實際操作數(shù)據(jù),廢水氧化達到理想效果所需氧化劑量是二氧化氯水溶液與保安器出水進行1:1的混合,混合液在催化氧化塔的停留時間為1小時,所以催化氧化塔的進出水量為,催化劑選用承載有效催化成分的專用活性炭()。2.6.2、塔身設計以專用活性炭()作為催化氧化塔的填料其空隙率為0.5所以催化氧化塔的有效體積為:設計氧化塔直徑為,則其有效高度為:由于催化氧化塔中有曝氣頭曝氣,會引起濾料的上浮,取其上浮高度0.5,下部曝氣系統(tǒng)與布水系統(tǒng)管路安裝取總高0.9;反沖時活性炭濾料的膨脹率為0.4則膨脹高度為:催化氧化塔的內(nèi)部總高為:設備運行時由下部進水,上部出水,反沖時,也一樣下進上出,因為曝氣系統(tǒng)的存在,沉積懸浮物總在填料的上方,只是正常工作時水流太小,不能完全沖出,而反沖時瞬時水量很大,出水速率相當于正常工作時的30倍,沉積懸浮物都會隨反沖水的慣性而被沖出。2.6.3曝氣系統(tǒng)曝氣系統(tǒng)采用微孔曝氣頭,氣水比選用10:1則曝氣量為:選用II型曝氣頭,曝氣能力為則需要曝氣頭個數(shù)為:只為安裝設計方便及實際狀況考慮,選用曝氣頭個數(shù)為8只。根據(jù)曝氣量選擇鼓風機型號為:,其相關參數(shù)如表8所示表8 型鼓風機參數(shù)型號頻率功率電壓壓力流量正常工作壓力噪聲重量500.09220240725505.3608.430522.6.4進水系統(tǒng) 以水帽進水,選用水帽進水速率為0.25需要水帽個數(shù)為:只2.6.5反沖水設計設計每天反沖一次,每次反沖時間為5分鐘反沖強度則反沖水量為:反沖水泵泵水能力不小于根據(jù)需要選擇水泵型號為:,其相關參數(shù)如下:表9 型水泵參數(shù)型號流量功率轉速揚程效率807.514502065圖7、催化氧化塔結構圖圖8、催化氧化塔曝氣頭(右)與水帽安裝布置圖2.7儲水池2.7.1尺寸確定 前面一段工藝過程均為連續(xù)性操作,而后面的生化處理為間歇性操作,所以需要設一儲水池對水量進行調(diào)節(jié)。的每個工作周期為8個小時,進水時間為四個小時,所以儲水池只需儲水催化氧化塔四個小時的出水量即可維持工藝處理的正常運轉,催化氧化塔的出水速率為,所以儲水池的有效體積不小于設計儲水池為方形,尺寸為,取超高0.5,則儲水池整體尺寸為,以上尺寸為池體內(nèi)壁尺寸,施工時池壁厚為20,池底厚為40 。整池設于地下,上口設蓋板,與地面相平。2.7.2注意事項及汲水泵選擇池底汲水管喇叭口處要保證一定水深,一般不小于0.5米,否則會發(fā)生氣蝕而損壞水泵葉輪。所設汲水泵,汲水能力不小于,揚程不小于12。選擇水泵為電動隔膜泵,其相關參數(shù)如下:表10 DBY40型隔膜泵參數(shù)型號流量揚程吸程最大允許通過粒徑功率DBY404.530412.22.8生化反應器2.8.1特點循環(huán)間歇式活性污泥法()是一種厭氧與好氧相結合的生物處理技術,其主要特點是:A、集進水、厭氧、好氧、沉淀于一池,可靈活的變換運行方式,以適應處理不同類型的有機廢水的要求;B、設備簡單,一般不需設調(diào)節(jié)池,可省去初沉池,無二沉池和污泥回流系統(tǒng),占地面積小,投資??;C、耐沖擊負荷,并能較好的防止污泥膨脹,處理能力強。這也是法備受中小型水處理工程青睞的主要原因。2.8.2、設計進水的水質(zhì)水量(1)處理水量確定本設計的設計水量為24,運行至生化處理階段,由于氧化劑溶液的添加,生化池需要處理的水量為48。(2)進水水質(zhì)原始酸堿廢水水質(zhì):A:酸性廢水 12000 水量10t/dB:堿性廢水 20000 水量 8t/dC:壓濾液 1500 水量 6t/d三股廢水混合后的值為:預氧化去除廢水的10后值為:混凝沉淀池去除的30后值為:二氧化氯的吸收液為處理達標的出水,其值約為100與斜管沉淀池出水混合后的值為:催化氧化塔對的氧化效率為75,其出水的值為: 催化氧化后,廢水色度已經(jīng)基本達標,所以的進水水質(zhì)為:水溫為1030要求出水水質(zhì)的指標為:,(3)設計參數(shù)擬定 污泥負荷9 反應池個數(shù) 排出比 活性污泥層面以上最小水深為: 濃度反應池深2.8.3反應池運行周期各工序時間計算(1)曝氣時間實際控制曝氣時間。(2)沉降時間初期沉降速度:水溫10時: 水溫30時: 必要的沉降時間為:水溫10時: 水溫30時: (3)排出時間 沉淀時間在0.551.65之間變化,排出時間取左右,加上排出后的靜置時間,則總的沉淀時間取。(4)一個周期所需時間每天處理周期數(shù) 實際操作取 ,每個處理周期 (5)進水時間根據(jù)實際水質(zhì),采取半限制性曝氣,即進水一個小時后開始曝氣,進水結束一個小時后曝氣停止,所以每個周期進水時間與曝氣時間相同,為。從污水注入到注滿這一階段反應器起到調(diào)節(jié)池的作用,對水質(zhì)水量變化有一定的適應性。保留前面一個小時不曝氣主要是為起到脫氮釋放磷的作用。2.8.4反應池容積計算(1)反應池容量:(2)進水流量變動的計算根據(jù)進水時間和進水流量變化模式,一個周期的最大進水量變化比為。超過一周期污水進水量與的比值為:/考慮流量之變動,反應池的修正容量為:反應池水深,則反應池的表面積為:若設反應器為圓形,則反應器直徑為:實際取此外,在沉淀排出工藝中可能接受污水進水量的10,則反應池的必要安全容量為: 反應池水深,則反應池表面積為:若設反應器為圓形,則反應器直徑為:實際取反應池設計運行水位排水結束時水位:基準水位:高峰水位:溢流水位:污泥界面: 2.8.5曝氣量計算設計需氧量為總需氧量為16.2以鼓風機進行曝氣,空氣中氧氣的含量為:(假設空氣中只有氧氣和氮氣)以型微孔曝氣頭進行曝氣,曝氣效率為20總的空氣需要量為: 每天曝氣總時間為:需要曝氣速率為:需要安裝II型微孔曝氣頭的個數(shù)為:只即在反應池底安裝8只曝氣頭2.8.6剩余污泥排放 反應器的污泥產(chǎn)率約為0.8計算可得,每天的污泥產(chǎn)量為:剩余污泥的含水率為96,則污泥體積為:剩余污泥直接排入儲泥池,與反沖水混合后直接由板框壓濾機壓縮。2.8.7潷水器反應器最根本的特點是單個反應器采用靜止沉淀、集中排水的方式運行,為了保證排水時不會擾動池中各水層,使排出的上清液始終位于最上層,要求使用一種能隨水位變化調(diào)節(jié)的出水堰,即潷水器。潷水器由收水裝置、連接裝置和傳動裝置組成。收水裝置設有擋板、進水口和浮子等,主要作用是把處理好的上清液收集到潷水器中。潷水時瞬時流量較大,既要保證處理水順利通過,又要使反應器中污泥不受擾動,更不能使污泥隨水流出。連接裝置也是潷水器的關鍵部位,在排水過程中要不斷的運動,既要保證運轉自如,又要保證設備的密閉性能。傳動裝置是保證潷水器正常工作的關鍵,無論采用何種傳動方式,均需要與自動控制系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)有機的結合,通過程序自動控制潷水器動作7。2.8.8自動控制系統(tǒng)工藝采用自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)工藝的運行和控制要求。由各種儀器儀表和、計算機等組成工藝的自動控制系統(tǒng)。進水、反應、沉淀、排水和待機5個階段完全由控制系統(tǒng)自動操作和控制,根據(jù)水質(zhì)水量的變化和反應器中各種參數(shù)的變化情況由事先編制的軟件來控制SBR系統(tǒng)的運行。SBR生化反應池在工程設計方面還缺乏科學、可靠的設計模式,運行模式與設計方法之間會有所脫節(jié),因此宜于直接選擇設備,然后再根據(jù)水質(zhì)進行調(diào)試16。2.8.9設備選型由于處理污水量較小,也可以直接用設備處理,根據(jù)計算所得池體數(shù)據(jù),直接進行設備選型,經(jīng)查找資料,可知浙江紹興環(huán)保設備廠的型號為的生化反應器符合要求,其相關參數(shù)如下:表11 型生化反應器相關參數(shù)型號容積尺寸污水泵羅茨鼓風機消聲器配套總功率占地面積設備質(zhì)量運行質(zhì)量605.5與風機配套15.5477.6692.9儲泥池由前面計算可知,每天產(chǎn)生的污泥來自幾個方面:1、斜管沉淀池沉淀污泥泥量:0.2 含水率:982、保安器反沖水泥量: 0.7 含水率:99.53、催化氧化塔反沖水 泥量:5.3 含水率:99.84、SBR剩余污泥 泥量:0.45 含水率:96由以上數(shù)據(jù)可以確定儲泥池的體積: 每天處理污泥總體積為:板框壓濾機平均工作負荷為:從上面的污泥排出速率可知,除保安器反沖水和催化氧化塔反沖水為瞬時排出的,沉淀污泥和剩余生物污泥都是陸續(xù)排出的,設計儲泥池體積主要是考慮存儲瞬時排出的反沖水體積6立方米,設計儲泥池體積為8立方米足以滿足要求。設計尺寸為。根據(jù)污泥性質(zhì),必要時可以再加入一些混凝劑對污泥進行條理,使之容易壓濾,降低泥餅含水率。2.10板框壓濾機由于此次設計廢水量較小,產(chǎn)生污泥量也太小,沒有必要專門設計污泥濃縮池,因為一般污泥濃縮池的污泥停留時間都比較長,因此占地面積都比較大,另外由于化學混凝沉淀的污泥相對生活污泥來說黏性較小,比較容易沉淀濃縮,因此此次設計省缺卻了污泥濃縮池,而增設了儲泥池,反沖水的污泥量比較大,但含水率較高,沉淀污泥與SBR生化反應池剩余污泥的污泥量較少而含水率較低,因此將幾項污泥混合之后,板框壓濾機處理污泥質(zhì)量就比較均勻了。根據(jù)污泥量的產(chǎn)生量選擇適當型號的板框壓濾機。經(jīng)查找相關現(xiàn)有成型設備資料,確定選用板框壓濾機型號為:,其相關參數(shù)如下:表12 型板框壓濾機設備參數(shù)型號過濾面積板框尺寸板框數(shù)濾餅厚濾室容積外形尺寸質(zhì)量板框1026252512726852900板框壓濾機的濾餅含水率按照65%計算,則每天的泥餅產(chǎn)量為:泥餅直接外運處理,農(nóng)藥污泥為危險性有毒物質(zhì),需要特定部門來特別處理。每天的濾液產(chǎn)量為(不考慮蒸發(fā)滲透等消耗):板框壓濾機壓濾污泥來自儲泥池,污泥泵選用氣動隔膜泵,其相關參數(shù)如下:表13 QBY40型氣動隔膜泵相關參數(shù)型號流量揚程吸程最大允許通過粒徑功率QBY400.850510.55壓濾液隨板框壓濾機的工作進行而逐漸泵回調(diào)節(jié)池,可以連續(xù)泵回,也可間歇操作,不過間歇時間不能超過一個小時,那樣對水質(zhì)的均衡就會產(chǎn)生影響。2.11濾液池濾液隨板框壓濾機的工作進行而逐漸泵回調(diào)節(jié)池,如果采用間歇泵回的方式,就將濾液暫時存集于濾液池,設計存水量為兩個小時壓濾液,則濾液池的體積為,設計尺寸為:。以上尺寸為池體內(nèi)壁尺寸,施工時池壁厚為20,池底厚為40 。2.12清水池 壓力過濾器和催化氧化塔反沖時瞬時用水量很大,根據(jù)工藝流程的設計,這兩個步驟一般是同時運行的。壓力過濾器每次反沖用水量為,催化氧化塔每次反沖用水量為,二氧化氯發(fā)生器需要的水量為1,清水排出速率為所以清水池的容水量最小體積為:設計清水池尺寸為:清水池設于處理水排放口的下游,整個處理工藝的達標水排
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