1、11 概述电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。电镀废水的成分非常复杂，除含氰(CN -)废水和酸碱废水外，重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类 1 2，一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd) 废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn) 废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日
2、益提高，目前，电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向 3。全套图纸加 1538937061.1 电镀废水概况及处理方法1.1.1 电镀废水来源与分类 4：电镀废水的主要来源有:(1)电镀件清洗水。这部分废水除含有重金属离子外，还含有少量有机物，浓度较低，数量较大，属通常排放性污水；(2)废镀液排放。主要包括工艺上所需的倒槽、过滤镀液后的废弃液、失效的电镀液等。这部分废水数量不多，但浓度高、污染大，要求集中回收处理；(3)工艺操作、设备、以及工艺流程的安排等原因造成的“跑、冒、滴、漏” 等废液；(4)刷洗极板，冲洗车间地面、设备等所
3、产生的部分废水。如果按照电镀种类和电镀工艺，可以把电镀废水分成5 类：2(1)前处理废水，来源于电镀前处理，包括除蜡、脱脂和酸蚀除锈工艺；(2)含氰废水，来源于氰化镀铜、氰化镀金和仿金电镀等工艺；(3)含铬废水，来源于六价铬电镀、铬酐钝化和塑料电镀前粗化等工艺；(4)综合废水，来源于光亮镀铜、冲击镍电镀、半光镍电镀和光亮镍电镀等工艺；(5)混排废水，来源于镀槽渗漏，操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏” 以及刷洗极板、冲洗车间地面和冲洗设备等过程。1.1.2 电镀废水特征电镀废水中主要的污染物质均为各种金属离子，常见的有铬、铜、镍、铅、铝、金、银、镉、铁等；其次是酸类和碱类物质，如硫酸、盐酸、
4、硝酸、磷酸和氢氧化钠、碳酸钠等；有些电镀液还使用了颜料等其他物质，这些物质大部分是有机物另外，在镀件基材的预处理过程中漂下来的油脂、油污、氧化铁皮、尘土等杂质也都被带入了电镀废水中，使电镀废水的成分复杂。其所造成的污染大致为：化学毒物的污染，有机毒物的污染，无机固体悬浮物的污染以及酸、碱、热等的污染和有色、泡沫、油类等污染。但主要的污染是重金属离子、酸、碱和部分有机物的污染。1.1.3 电镀废水典型处理方法：针对我国家目前电镀行业废水的处理现状的统计和调查，广泛采用的主要有7不同分类的方法：(1)化学沉淀法化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉法和
5、硫化物沉淀法等。中和沉淀法：在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。硫化物沉淀法：加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，而且反应的 pH 值在 79 之间，处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是2：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫3化氢气体，产生二次污染。(2)氧化还原处理化学还原法：电镀废水中的 Cr 主要以 Cr6+离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将
6、 Cr6+还原成微毒的 Cr3+后，投加石灰或 NaOH 产生 Cr(OH)3 沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在我国有着广泛的应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同，可分为 FeSO4法、NaHSO 3 法、铁屑法、SO 2 法等。铁氧体法铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含 Cr 废水中加入过量的FeSO4，使 Cr6+还原成 Cr3+,Fe2+氧化成 Fe3+，调节 pH 值至 8 左右，使 Fe 离子和 Cr 离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应，形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇
7、式和连续式。电解法电解法处理含 Cr 废水在我国已经有二十多年的历史，具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有 30 多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术，能减少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd 等金属，已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。(3)溶剂萃取分离法溶剂萃取法 4是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触，可连续操作，分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在，例如在酸性条件下，与萃取剂发生络合反应，从水相被萃取到有机相，然后在碱
8、性条件下被反萃取到水相，使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制。(4)吸附法吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处4理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单，在废水治理中应用广泛，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般用于电镀废水的预处理。(5)膜分离技术膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀工业废水，处
9、理后废水组成不变，有利于回槽使用。含 Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理，已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀 Zn、Ni、Cr 漂洗水和混合重金属废水处理。(6)离子交换处理法离子交换处理法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法，应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等等，离子交换树脂有凝胶型和大孔型。前者有选择性，后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大，因而在应用上受到很大限制。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力，多数情况下离子是先被吸附，
10、再被交换，离子交换剂具有吸附、交换双重作用。(7)生物处理技术由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点，经过多年的探索和研究，生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展，采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头，根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。1.2 工程概述据省环保局介绍，广东省电镀行业主要分布在珠江三角洲地区，占全省电镀企业的 85.6%，中山、东莞、深圳、广州排放量最大，占全省排放总量的 67.8。电镀企业主要污染因子是铬、镍、锌、铜等重金属离子、PH 值、氰化物和 CO
11、D。而在废水电镀行业排放的污染物中，含剧毒的氰化物及重金属离子，对环境的污染比较严重。由于历史原因，广东电镀企业分布较分散，集中处理程度较低，虽然电镀企业大都建有废水处理设施，但仅约 12.5的电镀厂实施了电镀企业集中建设。5广东市将临近电镀厂经过处理的废水集中收集并进行深度处理，其废水污染物主要含油废酸，COD 较高且含有一定量的重金属如铜、镍。上述污染物若不采取措施进行净化后排放，会对周围环境影响较大，根据国务院令1998第 253 号建设项目环境保护管理条例 、 广东省建设项目环境保护管理条例以及广州市环境保护条例的相关规定，必须对现有全部废水加以治理，使污染物达标排放。为适应生产和环境
12、需要，现拟建一座污水处理能力 1000m3/d 的处理设施，确保出水达到广东省地方水污染物排放限制DB44/26-2001 中的排放标准。1.3 设计原则(1)严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保出水达到国家及地方有关污染物排放标准。(2)采用目前国内成熟、实用的处理工艺，稳定可靠地达到治理目标要求。(3)工艺技术条件控制实现自动化，保证工艺的稳定性，减轻工人劳动强度。技术路线简单明了，操作管理方便，工艺流程抗冲击能力强。(4)在上述前提下，做到投资少，运行费用低。1.4 设计依据及主要标准、规范(1) 中华人民共和国环境保护法(2) 广东省建设项目环境保护管理条例(3) 中华人民共和国污
13、水综合排放标准GB8978-1996 中一级标准(4) 广东省水污染排放标准DB44/26-2001 中一级标准(5) 室外排水设计规范 GBJ14-87(6)电镀废水治理设计规范GBJ136-90(7)电镀工艺手册 62.设计规模及设计水质2.1 设计规模该厂属于电镀废水的集中处理，主要是酸性的混合废水，来自各厂除分质处理的废水外，其余各种废水包括冲洗地坪等废水。其污染物主要来自镀件预处理时的酸洗含油废水（COD 较高） 、重金属废水，集中进行深度处理较为方便且经济。对该废水治理设计采用中和+沉淀+气浮+离子交换工艺进行净化。据相关资料，该厂生产废水日平均排放量约为 1000m3。根据该厂生
14、产废水排放规律，按日运行 10 小时设计，则流量为 100m3/h。2.2 设计水质 表 2.1 设计进出水水质一览表 mg/L（ 除 PH、 色 度外 ）pH CODcr Cu2+ Ni2+ 总镍原水水质 2.53.5 800 50 10 出水水质 69 100 1.0 0.5 1.0注：根据甲方要求，排放处理后的电镀废水水质须符合广东省水污染排放标准DB44/26-2001 中第二时段一级标准及环评规定的污染物浓度总量控制的要求。2.3 设计要求（1）技术要求。废水处理后满足水污染物排放标准、工业企业设计卫生标准、国家相关技术政策、净化效率和操作适应负荷范围等。7（2）可靠性要求。包括预定
15、使用寿命，设计可靠性分析以及设计结果的敏感性分析等。（3）经济性要求。包括工程概算、成本分析和技术经济分析。（4）其它要求：包括制造工艺要求、节能要求、安全要求、质量检测要求以及应遵循的国家法令、政策、规范和标准等。2.4 设计完成任务（1）纸质设计说明书及其电子版本；（2）译文及原文影印件。（3）设计图纸（平面布置图、工艺流程图、主要构筑物图、管道布置图等）3 工艺流程比选3.1 工艺流程的确定3.1.1 工艺流程选择的原则及依据在废水处理工程的设计中，如何合理地选择处理工艺是一个首要问题。合理的废水处理工艺是电镀厂保证排出水水质达到国家与地方排放标准的关键，而且与电镀厂的经济运行有着密切的
16、关联。根据总排水的水质特点分析，常用的电镀废水处理工艺主要有化学混凝沉淀、电解处理法或离子树脂交换，以及针对不同电镀废水性质而采用的气浮、氧化及吸附等 9。因此，本电镀废水处理中心工程与传统电镀废水处理厂有较大的区别，它属于电镀废水的深度处理，要求经过三级处理后能进行中水回用，使电镀重金属废水治理从末端治理向清洁生产工艺、物质循环利用等综合防治阶段发展达到经济 12。根据出水水质的要求来看，按照混凝沉淀或澄清、过滤和消毒工艺来设计，也就是通常所说的常规废水深度处理工艺是非常适合的。采用该工艺成熟可靠，投资较少，出水能够满足要求。常规工业废水处理每种工艺都有多种型式的构筑物，在设计时，应根据原水
17、水质和用户对处理后水（生活用水或工业用水）的水质要求这两项基本资料，并结合当地水厂的运行经验、管理和技术水平以及地质地形条件等，经过技术经济比较后，选择合适的处理工艺流程。3.1.2 工艺流程的选择8该电镀废水处理中心的原水水质变化，尤其是 CODcr 变化较大且浓度高，但其它指标均能够满足回用水的要求。因此，针对实际的水质情况，本工程的工艺选择推荐采用常规电镀综合废水处理工艺，即综合废水及其他经预处理后进入综合调节池的废水，在综合调节池均匀水质水量后，经泵前加碱和聚凝剂 快速均匀混合后进入4FeSO混凝反应池，设 pH 值仪自动调控，一般 PH 值控制在 810，然后进入斜管沉淀池，使废水中
18、的重金属离子形成氢氧化物沉淀，再进入气浮池，并利用高度分散的微小气泡作为载体进一步粘附废水中的氢氧化物及其他有机微粒，并将其带至水面，进一步去除颗粒较细的氢氧化铜及有机物质（去除率可达 85）。气浮池出水在中和池加酸回调 PH 值再送进离子交换系统，出水经过中和池调节至 69 后排放或回用。3.2 主要处理构筑物的确定根据推荐采用的废水工艺流程，现提出电镀废水处理工程主要构筑物选择的方案:3.2.1 混合反应方式的选择本工程采用管内投试剂混合反应，由于采用溶气气浮等处理设备，宜采用在进水管上投加试剂，推荐采用静态混合器以确保加药混合充分，方便各种药剂的投加。反应池型式选择和设计参数的选用，应根
19、据废水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定。 反应池设计应使颗粒有充分接触碰撞的机会，又不致使已形成的较大絮体破碎，因此在反应过程中速度梯度 G 或絮凝流速应逐渐由大到小。根据本工程特点，采用反应时间较短、构造简单、反应效果好的机械反应池，设置于沉淀池前。3.2.2 斜管沉淀池与平流沉淀池比较下面就目前国内污水厂用的较多的斜管沉淀池与平流式沉淀池进行比较选择，两种形式沉淀池的优缺点下表所示：表 3.1 沉淀池优缺点对比名称 斜管沉淀池 平流沉淀池优点 处理效率高，占地面积小，经济效益显著； 工程投资省； 处理水质优，水质效益好； 原水水质变化的适应能力较强； 混凝剂的投加量也较节省；
20、运行管理也较方便；9 适用水质较广，有一定抗冲击能力。 具有一定的挖潜、革新、增产的潜力。缺点 对源水水质变化的适应能力稍弱；出水易带出矾花。 占地面积较大，是斜管沉淀池的34 倍； 工程投资较大。根据该废水处理工程的实际，斜管沉淀池为高效沉淀构筑物，占地面积小，在广东地区应用较为广泛，大多为中、小型水厂。本工程的原水为电镀废水，沉淀之前经过调节池调节，水量水质变化小。并且本工程建设用地面积有限，因此，推荐采用占地面积小、高效并适合厂区地形的斜管沉淀池。如下图所示: 进 水 出 水图 3.1 斜管沉淀池示意图3.2.3 气浮池的选择气浮法用于分离相对密度小于 1，但粒径很小的油粒和乳化油以及相
21、对密度略大于 1 的原生疏水性悬浮颗粒。气浮铁氧法主要是气浮金属的氢氧化物。根据气泡产生方法不同,水处理气浮法可分为布气气浮法、电气浮法、生物及化学气浮法、溶气气浮法,目前后者的应用最广。为避免水中絮体被破坏降低处理效果,本工程采用部分回流式溶气气浮,节省全部原水加压时所消耗的能量,仅以气浮池出水中的 20%的水进行回流加压溶气。其流程如下图所示:10图平 流 式 气 浮 池溶气水 出 水排 渣压 力 溶 气 罐 罐图 3.2 回流加压溶气气浮池3.2.4 离子交换系统工艺选择电镀废水回用采用离子交换工艺，主要用于回收贵金属离子，由于废水中主要存在Cu 跟 Ni 离子，因此拟采用氢型阳离子交换
22、器。反应如下： 222RHMRHA式中 代表 阳离子。CuNi、其流程如图所示：11中 中中图 3.3 离子交换系统3.2.5 污泥浓缩池的选择污泥中含有大量的水分，所含水分大致分为四类：颗粒间的空隙水，约占总水分的 70%；毛细水，即颗粒间毛细管内的水，约占 20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水，约占 10%。降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的空隙水，通过降低污泥的含水率，减少污泥的体积，能够减少池容积和处理所需要的投药量，缩小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。主要浓缩方法有重力浓缩、溶气气浮浓缩和离心浓缩。本设计采用竖流间接式重力浓缩池。3.2.6 处理流程的确定废水深度
23、处理的方法较多的有常规的混凝、沉淀（澄清、气浮） 、过滤、消毒、以及活性碳吸附、离子交换、膜分离技术（电渗析、反渗透、超滤） 、臭氧氧化和脱氮除磷等工艺。目前新工艺、新技术不断涌现，也得到了长足的发展，其中很多在中水回用深度处理工程中也有很多的应用。12根据以上对该工程水质的分析和国家相关废水排放标准，并结合类似工程的运行效果，同时考虑节约电镀废水处理厂占地面积，该废水处理工艺应采用运行可靠、投资节省、技术先进、管理方便、占地面积较少的工艺流程，本工程拟采用常规深度处理工艺（即混凝、沉淀、过滤、消毒工艺） 。其工艺流程如下：酸、碱废水和其他金属镀种废水与经过预处理后的含氰、含铬废水、含焦磷酸铜
24、、含混排废水等在综合废水调节池混合后用泵泵入反应池。(1) 在反应池中投加碱调节废水的 pH 在沉淀适合的范围，使重金属离子生成氢氧化物沉淀，反应的关键是控制 pH 值，为此采用多级 pH 控制系统控制加药计量泵加药，保证沉淀反应充分进行。在反应池中投加混凝剂和絮凝剂，采用连续操作，机械搅拌，协助捕捉重金属沉淀，并去除水中的有机物质。(2) 反应后废水进入斜管沉淀池，利用沉淀进行固液分离，设置斜管提高沉淀效率。经沉淀后的出水达到排放标准。(3) 对于沉淀池出水可能含有的悬浮颗粒，为确保出水达标，沉淀池后设气浮池，在提供的方案中，气浮池采用部分回流加压溶气气浮法，既能将含油废水中的乳化液去除，也
25、去除金属的氢氧化物，气浮出水再汇入中和池，浮渣送外处理。(4) 为了保证出水 pH 能绝对达标，在气浮池后设置中和池，采用三级 pH 控制系统调节出水 pH 在 6-9。(5) 中和池出水送到离子交换处理系统，进一步去除重金属离子，使出水达到回用水质标准。(6) 污泥浓缩池和斜板沉淀池反冲回流水因含有较多的悬浮物，这部分水将回流水池。再由泵送至综合废水调节池。(7) 污水处理车间应设多台流动废液收集手推车。收集各车间废镀液等特殊废液。(8) 污泥脱水系统采用带式污泥脱水机。污泥脱水机设在二层机房，设贮泥斗。(9) 系统的管路设计将考虑到氰、铬相混的异常情况，并有相应的应急运行方式。本工程拟采用
26、工艺流程如下图所示：13pH车 间 废 水干 泥 外 运调 节 池pH反 应 池 沉 淀 池 气 浮 池 中 和 池 污 泥 池 浓 缩 池板 框 压 滤 机-3.2-2.90 -3.50.81.20.3M-1.0100.5-2.1达 标 排 放 -4.8水 泥 砂 浆 抹 平 -3.121.2石 灰加 药 至 中 和 反 应 池 M加 药 至 中 和 反 应 池 M 风 机 房加 药 房MMM pH-3.5M1.0中 和 调 节 池 离 子 交 换 系 统 图 3.3 工艺流程图4 推荐方案工程设计与计算4.1 推荐方案总图设计144.1.1 总体布置的设计思想及设计内容总体布置是废水处理中
27、心各构筑物之间，相互关系的总体设计。它是从工艺流程、操作联系、生产管理以及物料运输等各个方面考虑而进行的组合布置。总体布置的设计思想主要是流程合理，管理方便，其次是布置紧凑，因地制宜地利用地形，并应考虑今后发展的可能。总体布置的设计内容，主要包括厂区的平面布置和竖向布置以及有关的建筑设计。通常由以下四个基本部分组成：(1)生产构筑物:直接与生产有关的构筑物。如本工程的调节池、絮凝池、斜板沉淀池、气浮池、回用水池、回用水泵房、变配电室、污泥脱水间及加氯间等。(2)辅助建筑物:为生产服务所需要的建筑物。如本工程的综合办公楼等。(3)各类管渠: 废水构筑物间的生产管渠、加药管道、水厂自用水管道、排泥
28、管道、雨水管道、排洪沟、电缆沟槽及其相应有关的阀门和附属物等。(4)厂区平面设施:交通运输道路、照明设施、围墙和进厂大门等。4.1.2 总体布置设计原则流程布置是废水处理厂总体设计的基本内容，是废水处理厂平面布置的主体和骨架。由于厂址的地形和进出水管的方向要求，流程布置可以有各种不同的方案。在设计时，一般应考虑以下几个原则：(1)流程力求简洁:各主要生产构筑物间的联络管渠应尽可能地短，避免迂回重复，使废水过程中的水头损失最小，为此要求主要废水构筑物尽量紧凑布置。(2)尽量适应地形:应根据厂区的地形、地质情况，综合考虑各方面的因素，诸如各构筑物的埋深、厂区内的土石方的挖填平衡、厂区的软弱地质变化
29、、厂区内的交通运输等。总之，力求流程顺畅的前提下，总体布置适应厂址地形条件。(3)注意建筑布置的朝向:对厂区内的建筑物在布置时，必须充分注意符合当地的最佳朝向和夏季主导风向。实践表明，一般的废水处理厂建筑物，以接近南北向较为理想，只在特殊情况下，才考虑作东西向布置。4.1.3 厂区平面设计(1)办公区布置:办公区设在厂址的东南角，布置有厂区主出入口、综合楼等，位于夏季主导风的上风向。综合楼楼上可观察整个废水处理中心。办公区与生产区实现相对独立。15(2)生产区布置:满足生产功能的实现，是生产区平面布置的首要考虑因素；并确定各构筑物之间相对位置,保证工艺流程简洁、顺畅、避免工艺管道迂回；各构筑物
30、之间的间距满足厂区管道敷设的要求；提升泵房布置在厂区的南部，废水提升后循工艺流程依次进入厂区中部的处理构筑物。变配电间位于置在厂区北部，紧挨着回用水泵房。(3)各功能区之间的衔接:该电镀废水处理中心厂区面积狭小，构筑物众多，必然导致各处理构筑物之间距离较近，但同时又为各构筑之间的相互连接提供了便利。设计中拟将反应池、斜板沉淀池及气浮池合建，使厂区的日常维护、巡视工作变得极为方面，大大降低工人的劳动强度，体现人性化设计，同时又能实现人、车交通的有效分离。(4)厂区管线工艺管道: 由于厂区构筑布置合理，因此工艺管道相当顺畅，减少了水头损失，降低了整个厂区的能耗，体现了节能环保的主题。厂区排水: 厂
31、区排水为雨污分流制，厂区雨水由道路雨水口收集后汇入厂区雨水管道，就近排入梅花河；厂内生活污水、生产污水、构筑物放空水、上清液等经厂内污水管道收集后汇入厂内提升泵房，与进厂废水一并再处理。4.1.4 厂区竖向设计在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面高差即为流程中水头损失，包括构筑物本身，连接管道、计量设备等水头损失在内。水头损失经过计算后确定，并留有一定的余地。4.2 主要构（建）筑物设计与计算4.2.1 工程运行加药量计算(1)石灰（CaO）投加量：废水中酸含量（以 计算）：已知 24HSO310/HCmolL可算得 243398104SOmkg中和所用 CaO 为
32、.5712.3Ca 同理可计算为使 沉淀所用 CaO 分别为 44kg 和 9.6kg.2,uNi16349.687.mkg总每天运行 10h, 则 Q = 100 3/mh总投药量 5 (Kg/h) = 100 (4.1)bGa= 4.90571.50.810.961066= 16.13 16 Kg/h 相当于 160 mg/L其中: 废水中酸含量 Kg/h aG 中和剂比耗量 反应不均匀系数，一般取 1.11.2；本设计取 1.1k 石灰纯度，；一般生石灰含 CaO60%80；本设计取 60(2)絮凝剂 用量：4FeSO7= (4.2)a310niQcx= 1000(508.9+109.5
33、) = 540 Kg 相当于 540 mg/L310其中： 硫酸亚铁总投药量，Kg ； 处理废水量， ；3m 废水中各种重金属离子的浓度， ；ic 3/mgd 的理论比，分别为 26.7、 9.5、ix4FeSO27:HM()rCVIx2iNx8.9、 8.5。2uC2nZ采用湿投时反应时间一般为 1015min(药剂按饱和浓度配制)，沉淀时间 3050min,处理周期 11.5h。4.2.2 药剂溶解池和溶液池计算 （采用管内投试剂混合反应）(1)石灰(CaO): 溶液池:容积 6： (4.3) 1347601.92aQWcnm 17其中 药剂的最大投加量，mg/L；根据以上计算取 160a
34、 处理水量， hQ3mc 药溶液的浓度，；本工程取 10n 药剂的每日配制次数；本工程取 2采用矩形：长宽 高21.21.0（其中包括超高 0.2） 溶解池：容积 (4.4)3210.3.90.57Wm溶解池放水时间 t10min 放水量为32.10.95/6oWqLSt查水力计算表得放水管管径 ( ) v=1.62m/s 1000i 比摩阻0odDN82.69 2/mHO溶解池底部设管径 d100mm 的排渣管 1 根投药管流量 10.53/6WqLS取 0.55L/S 查表得 DN(mm)20； v1.45m/s； 1000i124(2) 混凝剂 （ 配制浓度 0.7mol/L,相当于其质
35、量分数为 10）4FeSO4溶液池 315016.572aQWmcn采用矩形：长宽 高231.2（其中包括超高 0.2）溶解池 3210.3.1.9溶解池放水时间 t10min 放水量为321.950.2/6oWqLSt查水力计算表得放水管管径 ( ) v=2.04m/s 1000i 比摩50odDNm阻69.52 2/mHO投药管流量 10.8/6WqLS查表得 DN(mm) 32；v1.77m/s；1000i96.49采用管式混合（管式静态混合器）184.2.3 调节池按平均小时水量的 4h 进行计算，则理论调节容积 V=400 3m进水管标高为地坪下1.8m，取调节池内有效水深 3.5m
36、调节池出水为水泵提升，采用方形池，池长与池宽相等池表面积 长宽分别取:240153.VAmh 21.50()LB在池底设集水坑，水池底以 i0.01 坡度坡向集水坑4.2.4 垂直轴式机械反应池计算：(1)反应池尺寸：反应时间取 10min反应有效容积为 3106.76QTWm取 ,则池高2.4BL17.892.()0.33.2.H HmA 超 高 取 总(2)搅拌设备计算：搅拌器尺寸及位置：搅拌器直径 012.4()Dm.1508ZeBBD搅 拌 器 叶 数 ； 层 数 宽 度 （ 取 ）搅拌器距池底高度采用 0.45m，层间间距 0.9m垂直转速 7 (4.5)06347./min.12v
37、nrv 搅拌器外缘浅速度（取 1.53m/s）,本工程采用 3m/s浆板旋转角速度 8(4.6)0235(/)1.vwradsD轴功率19(4.7)3434021520.86. 3.98491wZeBRNCg 阻力系数，0.20.5，本工程取 0.5C 水的密度，1000 3/km 重力加速度，9.81g2s需要轴功率(4.8)2421.0916.7504.()WGNkw12 （ N） 水的重力黏度，取 t20， 490()/kgsm 设计速度梯度，5001000 ，本工程取 5001s电动机功率 9(4.9) 23.894.6()05nNkw 传动机械功率，一般取 0.85n4.2.5 异向
38、流斜管浮沉池 (1)清水区流面积： 20.89.3()QAmv 设计水量，Q3/s 液面上升流速，m/sv(2)其中斜管结构占用部分面积按 3计，则实际清水区需要面积：取29.310.6()Am ()42.BLm(3)进水方式：沉淀池进水油边长 L为 4m 的一侧流入(4)管内流速： 3.46(/)sini0oovs考虑到水量波动，采用 .5(5)管长有效管长：20(4.10)sin60co.83746.35l0(1.v-)d （ m） 设计采用的颗粒沉淀速度，mm/s0 设计采用的管内上升流速，m/svd 斜管的内径或边距 考虑到管端湍度，积泥等因素，过渡段长度采用200mm 斜管总长 L：
39、L 8002001000(mm)(6)池体高度 斜板区高度 1sin0.86.9()Hm超高采用 0.3，清水区高度采用 0.9；配水区高度采用 1.3，排泥槽高度采用 0.8；有效水深 0.91.3()池子总高 80.834.2()Hm(7)池宽调整： coscos5BL斜管支承系统采用钢筋混凝土柱，小梁及角钢架设。(8)复核雷诺数 Re10：(4.11) 33047.51.0Re26.v(9)管内沉淀时间/285.7min3.otLvs（ T在 5i之 间 ）(10)进口配水：进口采用穿孔墙配水，穿孔流速0.1m/s(11)集水系统：采用淹没孔集水槽，共 4 个，集水槽中距为 1.1；(1
40、2)排泥系统：采用穿孔管排泥，型槽边与水平成 45角，共设个槽，槽高 80mm，排泥管上装快开闸门。(13)其他214.2.6 部分回流压力容器气浮池计算基本参数：水流在压力溶气罐中停留min；溶气罐压力 ； 25/3.410pkgfcmPa溶气罐过流密度 25()Ih接触池上升流速为 20mm/s，停留 1min分离室颗粒分离速度 ，停留时间 15min/sv(1)气浮池所需空气量(4.12)105%61.208/gcQRaLh 气浮池设计水量， 3/m 试验条件下回流比，；本工程取 15 试验条件下的释气量，本工程取 60ca 3/Lm 水温校正系数，1.11.3，本工程取 1.2(2)所
41、需空压机额定气量(4.13) 3108.4.25/in6016ggQ 空压机安全系数，1.21.5，本工程取 1.4根据气量 以及低压要求选 Z 0.0256 型号空压机两台（一用一备）3.25/min(3)加压溶气所需水量 10(4.14) 310821.7(/)736%3.54gpTQmhPK 溶气效率，取 80 溶解度系数，20时为 0.024T实际回流比21.710021.7根据加压溶气水量选择 F 型不锈钢泵，型号为 F65-64B,三台（2 用 1 备）(4)压力溶气罐计算22(4.15)421.70.435pdQDI选用标准溶气罐规格 0.4dD实际过流密度 3221.7/()(
42、04)pImhF(5)气浮池接触室尺寸(4.16)21.71.68()0.23pccQAV宽度取 0.4.7()4AbmLmb 长 度接触室断面高 2.7()H接触室气水接触水深 60.21()ctv接触室总水深 2 9总(6)分离室表面积210.716.().23pssQAmv分离室长度 .94sALB总高度 3210561.8()sHvt气浮池容积 3()94()csWHm(7)释放器根据 ，回流水量 21.725/3.410pkgfmPa3/h选择 TJ10 型号释放器，其流量 ，作用半径 60cm1.q个数 .7()1cQNq个4.2.7 pH 调节池设计计算每天电镀厂废水量为 100
43、0m3/d ，按 10 小时计算调节池，则平均流量为：3/10/WTmh停留时间按 2 小时计算，则调节池有效容积为：23有效TQV3102m取有效水深 h2=4.2m，超高 h3=0.3m，则有效面积 F 为：1F/4.8取池长 8m，池宽 6m，池高 4.5m。清水池采用半地埋式，池子地面部分标高 2.0m，池底地下标高 -2.5m，进水水面标高为 1.7m，出水水面标高为 1.7m。清水池出水可以进行回用或排放。321702.46.7()VQm4.2.8 氢型强酸阳离子交换器的设计计算根据离子交换树脂工作容量的动态交换柱试验，获得相关设计参数如下：表 4.1 相关设计参数项目 阳树脂工作
44、交换容量 2473 3/()molR再生剂 24HSO再生剂用量 176 3/()kg再生剂含量 5%再生流速 40.69 2/(in)LmA冲洗水量 17364 3R（1）计算去除的金属离子的物质的量:设金属离子经过沉淀气浮去除约 40%，经过离子交换器时的浓度如下表所示：表 4.2 废水中金属离子的物质的量离子含量2M (1/2 )物质的量2Mc(1/2 )/(mmol/L)2M：30 mg/LCu63.5/2=31.7 30/31.7=0.95：10 mg/L2Ni 58.7/2=29.4 10/29.4=0.34 1.29(2) 确定每天要去除的阳离子总物质的量为： 1.290/mol
45、d(3) 假定阳床一个周期运行时间为 5d，根据表 4.1 给出的阳树脂工作交换容量，计算24出阳树脂的总需要量，即 312905.6()47mR阳 树 脂 总 需 要 量(4) 选择一个直径为 0.9m 的交换柱，并计算出树脂床所需深度 h，即21()1(09)4h考虑到反冲洗与清洗期间交换床的膨胀，附加 50%的自由空间，则所需的柱高为.56.1()hm于是，用两个柱串联，每个柱高为 3.0m，每个树脂深度为 4.1/2.0()m验算：每个柱的自由空间为 ，柱高/ 树脂层深度 ，3.02.()3/1.5符合要求。(5) 计算再生剂 的需求量：由表 4.1，阳床再生剂用量为 176 ，则所2
46、4HSO3/()kgR需 100%的 量为：24176.58(/)kg周 期(6) 计算清洗水量：根据表 4.1 的试验数据，清洗每立方米树脂需水量 17364L，则总清洗水量为： 173642.516.4（ L/周 期 ）4.2.9 污泥浓缩池的设计计算(1)污泥部分所需容积：电镀废水污泥量一般按沉淀的氢氧化物的重量，取经验值。 Cu(OH)2 的重量计算：Cu2+浓度为 50mg/L ，废水量为 1000 m3/d则 Cu2+ 每天重量 t2 为 ： 1500tg由于调节池处于碱性条件下，故有： Cu2+2OH-Cu(OH)2则 Cu(OH)2 重量 T2 为 76771.65g/d 同理
47、可算得 Ni(OH)2 重量 21579.6/gd 悬浮物浓度按 CODcr 浓度的 80计算，且去除率为 95 则剩余污泥质量 计算380%08T25每天污泥干重 T 为：12376.579.160808/gd 按污泥含水率 99% 计算，污泥湿重 T为：T/(1-9%)7563.1/(-9%) 7056381 g实际污泥体积 V 为：70 m 3(2) 浓缩池总面积 A (m2)(4.18)701.5(3QCG式中：Q - 污泥量 C - 进入浓缩池的污泥固体浓度 (kg/m3)C 与含水率 P(%)关系为： 3(10(109)10/CPkgmG - 固体通量 kg /(m2.d)，对剩余污泥，G =3060；对初沉污泥，G = 80120。 本设计取值 G =30 kg /(m2.d)采用一个浓缩池，n=1，取值 A =24m2(3)浓缩池直径 0.5.()4/)2312DmAm 取整后，浓缩池直径 D =5.5 m则其表面积为： 222/43.15/43.75m(4) 浓缩池工作部分高度：11/670243.5.96hTQA 式中 T - 设计浓缩时间 T ，本设计取用 T = 16 h h(5) 浓缩
