含铬废水处理方案

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《含铬废水处理方案》

课程报告

课程名称： 《实验室废水处理》 设计题目： 含铬废水处理方案 学 院： 石油化工学院 学生姓名： 苏龙 学 号： 1410130370 专业班级： 工业分析与检验 指导教师： 王 颖

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2016年 4月

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目 录

1 设计依据 ................................................................................................ 3 2 设计原则 ................................................................................................ 3 3 设计指标及排放标准 ............................................................................... 3

3.1 3.2

设计水量 ...................................................................................................... 3 设计标准 ...................................................................................................... 3

4 工艺介绍 ............................................................................................ 5

4.1 4.2

废水水质特征及方案选择 ......................................................................... 5 工艺说明 ...................................................................................................... 5 4.2.1 4.2.2 4.3

工艺流程图： ............................................................................... 5 工艺说明： ................................................................................... 5

自动控制 ...................................................................................................... 8 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4

概述................................................................................................ 8 自动控制及检测功能 .................................................................. 9 电气.............................................................................................. 10 仪表.............................................................................................. 10

5 单体设计 .............................................................................................. 12

5.1

含铬废水单体设计 ................................................................................... 12 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4

调节槽1 ...................................................................................... 12 絮凝反应槽1.............................................................................. 12 斜管沉淀槽1.............................................................................. 14 中间水槽（公用）..................................................................... 14

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5.1.5 5.1.6 5.2

活性炭过滤器（公用） ............................................................ 15 监控水槽（公用）..................................................................... 15

混合废水单体设计 ................................................................................... 16 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.2.7 5.2.8

调节槽2 ...................................................................................... 16 絮凝反应槽2.............................................................................. 17 斜管沉淀槽2.............................................................................. 18 中间水槽（公用）..................................................................... 18 活性炭过滤器（公用） ............................................................ 19 监控水槽（公用）..................................................................... 19 污泥储槽（公用）..................................................................... 19 污泥脱水（公用）..................................................................... 19

6 构筑物、设备清单及工程预算 ............................................................... 19 7 工艺流程图 .......................................................................................... 20

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1

设计依据

➢ 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。 ➢ 《环境工程手册》（水污染防治卷）。 ➢ 《室外排水设计规》（GBJ14-87）。 ➢ 《建筑结构荷载规》（GBJ50009-2002）。 ➢ 《供配电系统设计规》（GB50052-95）。 ➢ 业主提供的相关资料。

2

设计原则

➢ 借鉴类似废水处理工程实践经验，广泛参阅相关资料。

➢ 处理工艺稳定、合理、可靠、实用；技术上先进，经济上可行。

➢ 保证水质达处理要求，长期稳定运行。设备适用要求性能先进可靠，维护方

便；运行费用低、管理方便。 ➢ 根据场地情况，合理布局。

3

设计指标及排放标准 设计水量

3.1

废水包括：含铬废水、清洗过程中的混合废水。 含铬废水水量：0.3m3/h； 混合废水水量：1.5m3/h。

3.2

设计标准

设计进水水质：见表3.2-1。

1、 表3.2-1

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（单位：mg/l）

项目 进水浓度 pH 4～5 TCr 15～20 COD 120～ SS 50～ 2、设计出水指标：

铬为第一类污染物，根据《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中规定，第一类污染物不分行业和污水排放标准，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口取样，其最高允许排放浓度必须达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表1中的要求。

混合废水经处理后出水满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4中的一级排放标准。

设计出水指标：见表3.2-2。 表3.2-2 （单位：mg/l）

项目 出水浓度 pH 6～9 TCr ≤1.5 COD ≤150 SS ≤70 专业资料

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4

工艺介绍

废水水质特征及方案选择

4.1

1、废水水质特征

废水包括含Cr3+废水及清洗过程中的混合废水，主要污染物有Cr3+、石油类、酸、碱及少量Zn2+。

2、方案选择

因为铬为第一类污染物，根据《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中规定，第一类污染物不分行业和污水排放标准，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口取样，其最高允许排放浓度必须达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表1中的要求。

本方案将含铬废水单独处理，当pH在8.0～9.0之间时Cr3+会生成氢氧化物沉淀，进而除去水中的铬离子，根据其特点，含铬废水采用絮凝沉淀处理工艺，再经活性炭过滤器吸附降解，进一步去除废水中的污染物，确保处理水符合排放标准的要求。

混合废水处理采用与含铬废水相同的处理工艺，出水达一级排放标准。

4.2

工艺说明

4.2.1 工艺流程图：

见图4.2-1。 4.2.2 工艺说明： Ⅰ、含铬废水处理系统

（1）调节槽1：收集含铬废水，均化水质、水量。采用水流循环搅拌。

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（2）絮凝反应槽1：配pH监测仪一套及絮凝剂、助凝剂投加系统，利用pH监测仪来控制碱的投加量，将pH值调整至适当围，使铬离子达到最佳沉淀效果。通过加入絮凝剂和助凝剂，使生成的沉淀物凝聚成较大颗粒。采用机械搅拌，反应时间为30min。

（3）斜管沉淀槽1：将絮凝反应池中凝聚形成的絮凝体沉淀于池底，将废水中的铬离子有效地沉淀去除。置斜管填料。

（4）中间水槽（公用）：收集斜管沉淀槽1及斜管沉淀槽2出水，为后续处理做准备。配pH监测仪一套及酸投加系统，通过pH监测仪控制酸的投加量，将pH调至6.0－9.0。 污泥储槽 至污泥储槽 上清液至调节槽2 斜管沉淀槽1 碱、絮凝剂、 助凝剂投加系统 斜管沉淀槽2 调节槽1 调节槽2 混合废水 含铬废水 絮凝反应槽1 絮凝反应槽2 Na2S投加系统 中间水槽 专业资料 滤液至 调节槽2 污泥脱水 .

取样口

酸投加系统

反冲洗废水至调节槽2 活性炭过滤器 监控水槽 不合格废水储槽 规范化排污口 达标排放

图例：

废水管道

污泥管道 加药管道

图4.2-1 废水处理工艺流程图

（5）活性炭过滤器（公用）：在过滤器中铺设滤料层，废水在滤料层中经过，通过滤料层的过滤作用，废水中的污染物也将随着浊度的降低而被进一步的去除。

（6）监控水槽（公用）：通过pH监测仪控制监控水槽出水的pH值，确保

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处理出水pH值为6.0－9.0，达到出水要求。当pH值达不到要求时，废水为不合格废水，此时不合格废水提升泵被启动，将不合格废水提升至不合格废水储槽中。同时提供活性炭过滤器反冲洗用水，反冲洗废水回流至调节槽2中。 Ⅱ、混合废水处理系统

（1）调节槽2：收集混合废水，均化水质、水量。采用水流循环搅拌。 （2）絮凝反应槽2：配pH监测仪一套、碱投加系统、Na2S投加系统及絮凝剂、助凝剂投加系统，利用pH监测仪来控制碱的投加量，将pH值调整至适当围，使Zn2+等离子达到最佳沉淀效果。通过加入絮凝剂和助凝剂，使生成的沉淀物凝聚成较大颗粒。采用机械搅拌，反应时间为30min。

（3）斜管沉淀槽2：将絮凝反应槽2中凝聚形成的絮凝体沉淀于槽底，将废水中的金属离子有效地沉淀去除。置斜管填料。

（4）中间水槽2：与含铬废水处理系统公用。 （5）活性炭过滤器：与含铬废水处理系统公用。 （6）监控水槽：与含铬废水处理系统公用。

（7）污泥储槽（公用）：用于储存沉淀污泥。上清液回流至调节槽2中。 （8）污泥脱水（公用）：污泥储槽中污泥经浓缩脱水后送入板框压滤机压滤，压滤后的泥饼外运，滤液则回流至调节池2中继续处理。

4.3

自动控制

系统控制选择电气设备配电柜手动操作；部分功能采用PLC系统和模拟仪

表检测的控制方案。 4.3.1 概述

废水处理系统包括有含铬废水处理工艺流程及混合废水处理工艺流程两套

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废水处理工艺。自控控制也设置了两套控制系统，两套控制系统配置了电气配电柜，电气柜设置在工艺设备机组上，实现对设备的操作和对各参数的监视，及PLC系统自动控制的功能。 4.3.2 自动控制及检测功能

1）调节槽1液位检测及连锁

当调节槽1液位高时，连锁开启提升水泵1 当调节槽1液位低时，连锁关闭提升水泵1 2）絮凝反应槽1的pH检测、报警及连锁

当pH值偏离设定的围时报警，并由PLC连锁控制碱计量泵的加入量 3）中间水槽液位检测及连锁

当中间水槽液位高时，连锁开启提升水泵2 当中间水槽液位低时，连锁关闭提升水泵2 4）中间水槽的pH检测、报警及连锁

当pH值偏离设定的围时报警，并由PLC连锁控制酸计量泵的加入量 5）调节槽2液位检测及连锁

当调节槽2液位高时，连锁开启提升水泵3 当调节槽2液位低时，连锁关闭提升水泵3 6）絮凝反应槽2的pH检测、报警及连锁

当pH值偏离设定的围时报警，并由PLC连锁控制碱计量泵的加入量 7）监控水槽pH检测、报警及连锁 当pH值偏离设定的围时报警

8）监控水槽反冲洗系统液位检测及连锁

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当监控水槽液位低时，连锁关闭反冲洗水泵 9）规化排污口流量检测及累积 4.3.3 电气 1、供电系统

供电系统中设置对废水处理工艺的低压配电和电气保护系统，业主提供三相五线，动力电缆进现场电气配电柜。 2、电气设备选型

电气设备选用国质量好的品牌产品或进口设备，低压电气采用进口或国品牌产品。

3、电气操作系统

在现场工艺机组上设置低压配电柜，工艺设备的启停在低压配电柜上手动操作。 4、接地系统

电气安全接地为独立接地系统，接地电阻符合国规。 4.3.4 仪表 1、 仪表选型

仪表选型符合系统配置的要求，仪表设备选用国品牌合资产品或进口产品，以选用技术先进、性能可靠的产品为原则。 2、 仪表用电缆及敷设

凡模拟信号（4－20mADC或1－5VDC）均采用计算机屏蔽电缆，保证信号的抗干扰性。

控制电缆与动力电缆分开敷设（强电、弱电电缆分开）。

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3、 仪表设备

①液位测量采用浮球液位计。 ②废水pH测量采用pH在线监测仪。 ③流量测量采用明渠流量计。 ④现场压力测量采用压力表。

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5

单体设计

含铬废水单体设计

5.1

5.1.1 调节槽1

数量： 材质： 规格： 配用设备：

5.1.2 絮凝反应槽1

数量： 材质：

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1座 PE 1m3

（1）提升水泵1 数量： 2台（一用一备） 材质： 氟塑料

规格：

Q=1m3/h，H=10m

（2）转子流量计 数量： 1套 规格：

Q=0.5m3/h

（3）液位控制系统 数量：

1套

2座 Q235+防腐

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规格： 配用设备 0.2m3

（1）pH监测仪 数量：

1套

（2）加碱计量泵

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数量： 1台

规格：

Q=0～1L/h，H=10m

（3）加絮凝剂计量泵 数量： 1台

规格：

Q=0～1L/h，H=10m

（4）加助凝剂计量泵 数量： 1套

规格： Q=0～1L/h，H=10m

（5）搅拌器 数量： 2台 （6）溶药系统 数量： 3套 规格：

50L .

5.1.3 斜管沉淀槽1

数量： 材质： 尺寸： 配用设备：

1座 Q235+防腐 1.3m×1m×3m(H) （1）排泥管 数量： （2）斜管填料 数量： 规格： （3）污泥泵1 数量： 规格：

1台

Q=1m3/h，H=20m 1m3

θ=60o ，Ф=80mm，L=1000mm 1套

5.1.4 中间水槽（公用）

数量： 材质： 规格： 配用设备：

1座 PE 1m3

（1）提升水泵2 数量：

1台

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规格： Q=3m3/h，H=20m

（2）液位控制系统 数量：

1套

5.1.5 活性炭过滤器（公用）

数量： 材质： 处理水量：

1套 Q235 2m3/h

5.1.6 监控水槽（公用）

数量： 材质： 规格： 配用设备：

1座 PE 1m3

（1）反冲洗泵 数量： 规格：

1台

Q=3m3/h，H=30m

（2）液位控制系统 数量：

1套

（3）PH监测仪 数量：

1套

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（4）不合格废水提升泵 数量： 规格：

1台

Q=3m3/h，H=20m

5.2

混合废水单体设计

5.2.1 调节槽2

数量： 材质： 规格： 配用设备：

1座 PE 5m3

（1）提升水泵3 数量： 材质： 规格：

2台（一用一备） 氟塑料

Q=5m3/h，H=10m

（2）转子流量计 数量： 规格：

1套 Q=2m3/h

（3）液位控制系统 数量：

1套

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5.2.2 絮凝反应槽2

数量： 材质： 规格： 配用设备

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2座 Q235+防腐 0.8m3

（1）pH监测仪

数量：

1套

（2）加碱计量泵 数量： 1台

规格：

Q=0～1L/h，H=10m

（3）加絮凝剂计量泵 数量： 1台

规格：

Q=0～1L/h，H=10m

（4）加助凝剂计量泵 数量： 1台

规格：

Q=0～1L/h，H=10m

（5）加Na2S计量泵 数量：

1台

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规格： （6）溶药系统 数量： 材质： （7）搅拌器 数量：

Q=0～1L/h，H=10m

4套 PE

2台

5.2.3 斜管沉淀槽2

数量： 材质： 尺寸： 配用设备：

1座 Q235+防腐 2m×1m×3m(H) （1）排泥管 数量： （2）斜管填料 数量： 规格：

1.7m3

θ=60o ，Ф=80mm，L=1000mm 1套

（3）污泥泵2（与斜管沉淀池1公用）

5.2.4 中间水槽（公用）

与含铬废水处理系统公用。

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5.2.5 活性炭过滤器（公用）

与含铬废水处理系统公用。 5.2.6 监控水槽（公用）

与含铬废水处理系统公用 5.2.7 污泥储槽（公用）

数量： 材质： 规格：

1座 PE 1m3

5.2.8 污泥脱水（公用）

配用设备：

（1）板框压滤机 数量： 规格： （2）螺杆泵 数量： 规格：

1台

Q=2m3/h，H=50m 1套

过滤面积为2m2

6

构筑物、设备清单及工程预算

构筑物、设备清单及工程预算见附表。本工程预算未包括化验室、操作间等

费用，如果需要，费用另计。

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7

工艺流程图

工艺流程及控制图见附图一、平面布置图及高程图见附图二。。

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