環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì)--重金屬工業(yè)廢水處理及再生回用設(shè)計(jì)（含外文翻譯）

1、<p>　　xx工業(yè)廢水處理及再生回用工程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　以紫金礦業(yè)集團(tuán)處理規(guī)模為10000m3/d重金屬?gòu)U水處理工程為例，介紹了升流式厭氧污泥反應(yīng)床(UASB)和膜生化反應(yīng)器(MBR)聯(lián)合處理工藝在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用情況。</p><p>　　工藝首先采用厭氧工藝降低處理水

2、體的有機(jī)物負(fù)荷，在水體中有機(jī)污染物濃度得到一定降低的條件下，采用MBR工藝進(jìn)一步降低水體中的有機(jī)污染物濃度。經(jīng)過(guò)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，回用水達(dá)到《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求。</p><p>　　通過(guò)計(jì)算確定了工藝流程中主要設(shè)施的尺寸以及設(shè)備的型號(hào)。計(jì)算分析表明，設(shè)計(jì)處理出水水質(zhì)達(dá)到且優(yōu)于國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)設(shè)施運(yùn)行成本的估算證明，該流程在處理成本上有實(shí)施的可能。</p>

3、<p>　　關(guān)鍵詞：礦業(yè)廢水；升流式厭氧污泥床；中水回用；膜生物反應(yīng)器</p><p>　　Zijin Mining Group of Heavy Metal Industrial Wastewater Treatment and Reuse Project Design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p

4、>　　By using the practical engineering in Zijin Mining Group with the scale of 10000 m3/d waste Heavy metal waste water treatment .</p><p>　　This paper introduces the application of Up-flow Anaerobic Sludg

5、e Bed (UASB) and Membrane Bio-Reactor (MBR) combined process in Heavy metal waste water treatment. Anaerobic technology is firstly used to reduce the orgaeic load- ing and MBR process is used to further reduce ammonia an

6、d organic pollutants under the conditions of a certain reduction of the organic pollutants in waste- water. After treatment, water quality standards of the drained water, water reuse back to water standards. </p>

7、<p>　　The article designs and calculates the parameters of the structures and the equipments in the treatment. The results of the calculations and analysis on Reclaimed Water treatment technology indicates that the

8、treated water can achieve the relevant standards. By analyzing the handling costs, it is proved that the treatment is logical and also possible to be put in practiced.</p><p>　　Key Words : Mining Waste Water

9、 ；Up-flow Anaerobic Sludge Bed；Reclaimed water；Membrane Bioreactor</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第1章 緒論

10、- 1 -</p><p>　　1.1概述- 1 -</p><p>　　1.2目的與任務(wù)- 2 -</p><p>　　1.2.1目的- 2 -</p><p>　　1.2.2任務(wù)- 2 -</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求- 2 -</p><p>　　1.3.1設(shè)計(jì)說(shuō)明

11、書(shū)- 2 -</p><p>　　1.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)- 3 -</p><p>　　1.3.3設(shè)計(jì)圖紙- 3 -</p><p>　　1.4污水處理工藝研究進(jìn)展- 3 -</p><p>　　1.4.1傳統(tǒng)的污水處理方法- 3 -</p><p>　　1.4.2污水處理方法的發(fā)展- 4 -</p&g

12、t;<p>　　1.5重金屬?gòu)U水研究進(jìn)展- 6 -</p><p>　　1.5.1常規(guī)處理法- 6 -</p><p>　　1.5.2重金屬污染的微生物處理技術(shù)- 7 -</p><p>　　1.5.3美國(guó)ETIG公司電絮凝技術(shù)- 8 -</p><p>　　1.6關(guān)于紫金礦業(yè)重金屬?gòu)U水處理及回用工藝- 9 -<

13、/p><p>　　第2章 工藝技術(shù)方案的確定- 10 -</p><p>　　2.1工業(yè)廢水概況- 10 -</p><p>　　2.2該設(shè)計(jì)中水量與進(jìn)出水指標(biāo)- 10 -</p><p>　　2.3重金屬?gòu)U水處理工藝比較- 11 -</p><p>　　2.3.1沉淀法- 11 -</p><

14、;p>　　2.3.2物理化學(xué)法- 12 -</p><p>　　2.3.3電化學(xué)處理技術(shù)- 12 -</p><p>　　2.3.4生物化學(xué)法- 13 -</p><p>　　2.4確定工藝路線(xiàn)- 13 -</p><p>　　2.5工藝流程圖- 14 -</p><p>　　2.6本章小結(jié)- 14

15、-</p><p>　　第3章 污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算- 16 -</p><p>　　3.1混合池- 16 -</p><p>　　3.2一級(jí)沉淀池- 17 -</p><p>　　3.3二級(jí)沉淀池- 21 -</p><p>　　3.4水解酸化池- 23 -</p><p>　　

16、3.5升流式厭氧污泥床(UASB)- 24 -</p><p>　　3.6膜生物（MBR）反應(yīng)器- 36 -</p><p>　　3.6.1膜的選擇- 36 -</p><p>　　3.6.2膜生物反應(yīng)池尺寸設(shè)計(jì)- 42 -</p><p>　　3.7加藥消毒間- 42 -</p><p>　　3.8本章小結(jié)

17、- 43 -</p><p>　　第4章 污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算- 44 -</p><p>　　4.1貯泥池- 44 -</p><p>　　4.2污泥濃縮池- 44 -</p><p>　　4.3污泥脫水間- 46 -</p><p>　　4.4附屬構(gòu)筑物- 47 -</p><p

18、>　　4.5空氣凈化裝置- 47 -</p><p>　　4.6本章小結(jié)- 47 -</p><p><b>　　結(jié)論- 48 -</b></p><p><b>　　致謝- 49 -</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)- 50 -</p><p>　　附錄

19、A- 52 -</p><p>　　附錄B- 64 -</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1概述</b></p><p>　　水資源是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基本保證，污水的任意排放或處理不徹底的排放，都會(huì)給水資源環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染問(wèn)題。我國(guó)水體污染主要來(lái)

20、自?xún)煞矫?，一是工業(yè)發(fā)展超標(biāo)排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入水體造成環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來(lái)經(jīng)過(guò)治理雖有所減少，但城市生活污水有增無(wú)減，占水質(zhì)污染的51%以上。</p><p>　　福建紫金礦業(yè)7月3日發(fā)生嚴(yán)重的含銅廢水泄漏事故，據(jù)稱(chēng)有9100立方米廢水排進(jìn)汀江流域。沿岸及水庫(kù)的養(yǎng)殖業(yè)遭受滅頂之災(zāi)，約400萬(wàn)斤魚(yú)被毒死。當(dāng)?shù)鼐用癫桓绎嬘米詠?lái)水，靠買(mǎi)瓶裝水

21、生活。根據(jù)測(cè)算，賠償費(fèi)用和紫金山銅礦濕法廠的停產(chǎn)將給紫金礦業(yè)帶來(lái)4億元的損失。通過(guò)對(duì)福建紫金礦業(yè)集團(tuán)所屬的紫金山銅礦濕法廠污水池滲漏致汀江污染事故進(jìn)行的調(diào)查，認(rèn)定此次事件是一起由于企業(yè)污水池防滲膜破裂導(dǎo)致污水大量滲漏后通過(guò)人為設(shè)置的非法通道溢流至汀江而引發(fā)的重大突發(fā)環(huán)境事件。</p><p>　　據(jù)聯(lián)合調(diào)查組介紹，通過(guò)聽(tīng)取情況匯報(bào)、查閱資料、現(xiàn)場(chǎng)勘查、調(diào)查取證等方式，初步查明此次事件的原因有三點(diǎn)：</p&g

22、t;<p>　　一是企業(yè)防滲膜破損直接造成污水滲漏。經(jīng)查，企業(yè)各堆浸場(chǎng)、富液池、貧液池、萃取池、防洪池、污水池均采用HDPE襯墊防滲膜作為防滲漏措施，但由于各堆場(chǎng)及各池底未進(jìn)行硬化處理，防滲膜承受壓力不均，導(dǎo)致各堆場(chǎng)及各溶液池底墊防滲膜均出現(xiàn)不同程度的撕裂，污水滲漏問(wèn)題嚴(yán)重，加之近期紫金山礦區(qū)受持續(xù)強(qiáng)降雨影響，水大量聚集，污水池底部壓力發(fā)生變化，致使7月3日污水池防滲膜發(fā)生突然破裂，污水大量滲入地下并外溢至汀江。</

23、p><p>　　二是人為非法打通6號(hào)集滲觀察井與排洪洞，致使?jié)B漏污水直接進(jìn)入汀江。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，6號(hào)集滲觀察井與排洪洞被人為非法打通，井內(nèi)滲濾液涌水量超過(guò)回抽量時(shí)可直接通過(guò)排洪洞排入汀江。2009年9月福建省有關(guān)環(huán)保部門(mén)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)排洪洞有超標(biāo)污水排入汀江，要求企業(yè)立即進(jìn)行整改，但直至本次事件發(fā)生企業(yè)仍未整改到位。</p><p>　　三是監(jiān)測(cè)設(shè)備損壞致使事件未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。經(jīng)調(diào)查，因設(shè)在企業(yè)下游的汀

24、江水質(zhì)自動(dòng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備損壞且未及時(shí)修復(fù)，致使事件發(fā)生后污染情況未能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是在紫金礦業(yè)的水文地質(zhì)、受納水體水質(zhì)資料和氣象條件分析后，進(jìn)行的一整套污水處理設(shè)計(jì)。其中，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)進(jìn)行分析，污水處理一級(jí)、以及以UASB反應(yīng)器與MBR反應(yīng)器為主體的二級(jí)處理工藝流程的選擇給予說(shuō)明，對(duì)具體污水及污泥構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，從而設(shè)計(jì)出適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、水質(zhì)條件及污水處理后達(dá)標(biāo)排放的現(xiàn)

25、代化污水處理工藝。</p><p><b>　　1.2目的與任務(wù)</b></p><p><b>　　1.2.1目的</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完成專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案規(guī)定的課程及獲得學(xué)院規(guī)定的學(xué)分后所必須進(jìn)行的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)工程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用和深化所學(xué)理論知識(shí)；學(xué)會(huì)調(diào)查研究、收集設(shè)計(jì)資料，根據(jù)具體工程要

26、求和設(shè)計(jì)規(guī)范選擇、規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，并利用標(biāo)準(zhǔn)圖集和手冊(cè)等完成設(shè)計(jì)任務(wù)；進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、編制工程概算、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和計(jì)算書(shū)及使用計(jì)算機(jī)技能；通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生畢業(yè)后能夠迅速的承擔(dān)給水排水工程的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)管理等工作任務(wù)，受到工程師的基本訓(xùn)練。</p><p>　　工業(yè)廢水處理工程畢業(yè)設(shè)計(jì)，是給水排水工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)主要設(shè)計(jì)方向，通過(guò)工業(yè)廢水處理工程畢業(yè)

27、設(shè)計(jì)，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決工業(yè)廢水處理工程設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工、工程調(diào)試、運(yùn)行管理等實(shí)際工作的能力。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是總結(jié)在校期間學(xué)習(xí)成果，完成工程技術(shù)人才基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)高等工科院校培養(yǎng)目標(biāo)所不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，使教育計(jì)劃中一個(gè)有機(jī)組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論，基本知識(shí)和基本技能，分析解決問(wèn)題的重要一環(huán)。它與其他教學(xué)環(huán)節(jié)緊密配合，使前面各個(gè)環(huán)節(jié)的繼續(xù)，深入和發(fā)展。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生得到

28、工程師所必須的綜合訓(xùn)練，在不同程度上提高調(diào)查研究，查閱文件，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)計(jì)算書(shū)記工程設(shè)計(jì)繪圖的能力，使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)其獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。</p><p>　　工業(yè)廢水處理畢業(yè)設(shè)計(jì)，是給水排水工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)主要設(shè)計(jì)方向，通過(guò)工業(yè)廢水處理畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決工業(yè)廢水處理工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)施工工程調(diào)試運(yùn)行管理實(shí)際工作的能力。</p><p>

29、;<b>　　1.2.2任務(wù)</b></p><p>　　根據(jù)已知資料，進(jìn)行污水處理工藝的初步設(shè)計(jì)。要求確定污水處理流程，計(jì)算各處理構(gòu)筑物的尺寸，進(jìn)行污水處理流程設(shè)計(jì)和主體構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求</p><p>　　1.3.1設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　說(shuō)明地理位置概況、設(shè)計(jì)任務(wù)、工

30、程規(guī)模、水質(zhì)水量、工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)、主要構(gòu)筑物的尺寸和個(gè)數(shù)、主要設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量等；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容包括下列各項(xiàng)：</p><p><b>　　1、目錄</b></p><p>　　2、概述設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)依據(jù)，簡(jiǎn)要分析設(shè)計(jì)資料的特點(diǎn)；</p><p>　　3、污水、污泥處理流程的比較確定（各種因素分析和依據(jù)說(shuō)明）；</p><

31、;p>　　4、各處理構(gòu)筑物及其輔助設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，及其工作特點(diǎn)的說(shuō)明；</p><p>　　5、處理構(gòu)筑物工藝流程的特點(diǎn)及依據(jù)說(shuō)明；</p><p>　　6、畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會(huì)。</p><p>　　說(shuō)明書(shū)應(yīng)簡(jiǎn)明扼要，力求多用草圖、表格說(shuō)明，要求文句通順段落分明、字跡工整。</p><p>　　1.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)</p>

32、<p>　　各構(gòu)筑物的計(jì)算過(guò)程、主要設(shè)備（如水泵、鼓風(fēng)機(jī)等）的選取等；</p><p><b>　　1.3.3設(shè)計(jì)圖紙</b></p><p>　　根據(jù)重金屬工業(yè)污水廠性質(zhì)，選擇合適的處理工藝流程，編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)并繪制六張圖紙，包括工藝高程圖，平面布置圖和MBR池等處理單元詳圖，其中手繪3張，計(jì)算機(jī)繪制3張</p><p>　

33、　1.4污水處理工藝研究進(jìn)展</p><p>　　1.4.1傳統(tǒng)的污水處理方法</p><p>　　傳統(tǒng)的污水處理方法由物理、化學(xué)和生物方法去除固體、有機(jī)物質(zhì)及有時(shí)去除污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。一般為了提高處理水平，通常把污水處理描述為初步、二級(jí)、三級(jí)或高級(jí)處理等不同的污水處理程度。</p><p>　　1.4.1.1預(yù)處理</p><p>　　預(yù)處

34、理的目的是去除在未經(jīng)處理過(guò)的污水中能找到的粗砂及其他大顆粒物質(zhì)。預(yù)處理幫助去除大顆粒固體以減小固體顆粒的尺寸。固體由木塊、布、紙垃圾及一些排泄物組成。去除重的無(wú)機(jī)固體，如砂礫及金屬或玻璃。這些物質(zhì)被叫作粗砂和過(guò)量的油脂。</p><p>　　1.4.1.2一級(jí)處理</p><p>　　一級(jí)處理通過(guò)物理沉降和浮選來(lái)去除有機(jī)和無(wú)機(jī)固體。在初級(jí)處理中，大約25％~50％BOD5，50％~70％的

35、總懸浮固體，和65％油脂被去除掉。一些有機(jī)氮、有機(jī)磷、重金屬和固體也一并被去除掉，但膠狀的和可溶解的成分能被去除。從初沉池出來(lái)的污水作為初級(jí)出水。</p><p>　　1.4.1.3二級(jí)處理</p><p>　　二級(jí)處理的目的是去除初級(jí)處理后的出水中殘余的有機(jī)懸浮固體。根據(jù)固體尺寸，其分布狀態(tài)是30％的懸浮固體，6％的膠狀體，大約5％的可溶解性固體。初級(jí)處理的作用是去除盡可能多的懸浮固體。

36、初級(jí)處理是利用過(guò)濾器或沉淀池去除污水中的可沉淀的有機(jī)或無(wú)機(jī)固體。最新的排水標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求更深層地去除有機(jī)物，而初級(jí)處理是不能達(dá)到這效果的。要二級(jí)處理才能達(dá)到這要求。二級(jí)處理過(guò)程是利用環(huán)境中不同種類(lèi)的微生物的生物處理方法。一些好氧生物處理方法被用作二級(jí)處理，而在方法上它是不同于初級(jí)處理的，它是根據(jù)有機(jī)體代謝有機(jī)物的速度來(lái)供給微生物氧的。</p><p>　　1.4.2污水處理方法的發(fā)展</p>&

37、lt;p>　　初級(jí)處理及二級(jí)處理能去除大部分的BOD和懸浮顆粒。然而，越來(lái)越多的事實(shí)證明，一級(jí)和二級(jí)處理水平不足以保護(hù)水資源或供應(yīng)可再度使用的工業(yè)或生活用水。因而，增加處理級(jí)數(shù)已被增加在污水處理設(shè)備中深度去除有機(jī)固體和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及有毒物質(zhì)。因此高級(jí)處理方法被定義為：任何處理后的出水水質(zhì)比一般的二級(jí)處理達(dá)到的出水水質(zhì)要好，或包含在一般的二級(jí)處理中沒(méi)有的處理過(guò)程的工藝。上述的定義是很廣泛的，幾乎包括所有的不同于現(xiàn)在傳統(tǒng)的一切污水處理方法

38、。</p><p>　　高級(jí)污水處理方法根據(jù)流程的不同把高級(jí)處理方法分為三種主要類(lèi)型：</p><p>　　1.4.2.1三級(jí)處理</p><p>　　三級(jí)處理可定義為任何添加在傳統(tǒng)的二級(jí)處理流程后的操作，生化法處理被定義為用生物和物理—化學(xué)方法相結(jié)合以達(dá)到理想的出水水質(zhì)的污水處理方法。生物—物理—化學(xué)方法相結(jié)合的污水處理方法不同于在三級(jí)污水處理方法后添加任何傳統(tǒng)的

39、生物處理方法，而是生物處理、物理處理、化學(xué)處理的混合。另一種高級(jí)處理方法的分類(lèi)是根據(jù)渴望得到的處理目標(biāo)而區(qū)分的。高級(jí)處理方法被用于：增加有機(jī)物和懸浮固體的去除率；去除氮氧化物（NOD）；去除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；去除有毒物質(zhì)。大多數(shù)情況下，傳統(tǒng)的二級(jí)處理能達(dá)到適當(dāng)?shù)腂OD及懸浮物的去除。但高級(jí)污水處理還是必須的，因?yàn)楦呒?jí)污水處理廠的出水可以直接或間接地循環(huán)再用以增加生活水源的供應(yīng)。</p><p>　　評(píng)價(jià)二級(jí)處理廠的性能好

40、壞的標(biāo)準(zhǔn)往往是BOD和SS的去除率。一個(gè)設(shè)計(jì)和運(yùn)行得很好的二級(jí)污水處理廠可以去除85％~95％的BOD和SS。然而，BOD5不是量度污水中所有有機(jī)物多少的標(biāo)準(zhǔn)。二級(jí)處理出水平均含BOD20mg/L和COD60~100mg/L。二級(jí)污水處理廠去除入水中60％的COD。因而，隨著高質(zhì)量的出水水質(zhì)要求，增加有機(jī)物的去除率就很有必要了。能增加二級(jí)處理后殘余的有機(jī)物的去除率這是由于污水中含有氮增加耗氧量的結(jié)果。</p><p&

41、gt;　　1.4.2.2隔膜處理工藝的出現(xiàn)</p><p>　　生物和化學(xué)處理方法易于操作，然而其發(fā)展常常受到處理成本高及添加有毒的化學(xué)物質(zhì)影響的限制，并且會(huì)造成二次污染。因此，物理隔膜分離固液兩相在20世紀(jì)越來(lái)越受歡迎，它是21世紀(jì)很有發(fā)展前景的工藝。它能提煉和濃縮制藥和化工生產(chǎn)產(chǎn)生的污水中的多種液體，根據(jù)隔膜孔隙大小利用壓力的作用以達(dá)到分離的效果的。隔膜常應(yīng)用于空氣過(guò)濾，污水水過(guò)濾甚至太空旅行中的飲用水的回收

42、系統(tǒng)。</p><p>　　1.4.2.3脫鹽工藝</p><p>　　脫鹽作用是從海水，咸水，或經(jīng)處理過(guò)的污水中去除溶解性礦物（包括但不僅僅是食鹽）的過(guò)程。有五個(gè)基本技術(shù)用于去除水中的食鹽及其他溶解性固體：蒸餾，反滲透，電滲析，離子交換，結(jié)晶。蒸餾和結(jié)晶包含去除純凈水，以水蒸氣或結(jié)冰的形式從鹽溶液中析出。反滲透和電滲析是利用隔膜分離溶解性鹽跟礦物質(zhì)的。離子交換是利用水流過(guò)化學(xué)樹(shù)脂的方法用

43、其他需要的溶解性離子交換水中的溶解性礦物質(zhì)的過(guò)程。</p><p>　　在最近的幾十年里，脫鹽技術(shù)越來(lái)越多地被廣泛應(yīng)用在從地下咸水和海水中生產(chǎn)飲用水，改善用于飲用或工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)有的淡水供應(yīng)質(zhì)量，提高處理工業(yè)或市政污水的處理或再利用。早在20世紀(jì)50年代全世界大概有225家的脫鹽處理廠，總?cè)仗幚砹窟_(dá)大概27mg。超過(guò)7500家的脫鹽處理廠中，60％位于中東地區(qū)。世界上最大的脫鹽水處理廠位于阿拉伯半島，日處理量達(dá)128

44、mg。相比較而言，美國(guó)占世界上12％的處理量，大多數(shù)廠位于加勒比海和佛羅里達(dá)州。</p><p><b>　　(1)反滲透</b></p><p>　　反滲透是入流水在高壓下通過(guò)滲透性膜從水中分離鹽分的。入流水要先做預(yù)處理去除固體微粒以防止阻塞濾膜。處理后出水的水質(zhì)取決于壓力，入水中鹽的濃度以及鹽透過(guò)膜的數(shù)量。滲透僅僅取決于溶質(zhì)的濃度與類(lèi)型無(wú)關(guān)。</p>

45、<p><b>　　(2)電滲析</b></p><p>　　在這技術(shù)中，咸水要在低壓下通過(guò)幾百層的相互平行的組合在一起的離子滲透膜。用改變陰離子滲透膜的方法允許所需要的陽(yáng)離子通過(guò)。直流電的流向通過(guò)在兩端的電極位置確定。這電流把離子“拉”過(guò)隔膜，改變濃度。大多數(shù)電滲析系統(tǒng)通過(guò)15~30分鐘轉(zhuǎn)換電流的方向每以防止收縮或污垢。這轉(zhuǎn)換離子通過(guò)膜的方向會(huì)導(dǎo)致首先收集較少的鹽處理水。水收集

46、系統(tǒng)中的相互交叉的真空管自動(dòng)地引導(dǎo)水流向適當(dāng)?shù)姆较颉７礉B析的典型淡水回流比是入流水體積的80％~90％。</p><p><b>　　(3)離子交換</b></p><p>　　在這過(guò)程中當(dāng)水流經(jīng)由小化學(xué)顆粒物組成的離子交換樹(shù)脂時(shí)，入水中不需要的離子會(huì)被期望的離子所取代。例如，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂經(jīng)常被用在生活或市政污水處理廠中去除硬水中的鈣、鎂離子，以及在工業(yè)上生產(chǎn)純凈水

47、。原水中的溶解性固體濃度越高越需要經(jīng)常更換樹(shù)脂。隨著樹(shù)脂及處理溶液的費(fèi)用的增加，現(xiàn)在，離子交換僅在處理含幾百ppm溶解性固體的低濃度溶液上與反滲透和電滲析競(jìng)爭(zhēng)。</p><p>　　1.5重金屬?gòu)U水研究進(jìn)展</p><p>　　重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。如日本的水俁病是由汞污染污染所引起。其危害程度取決于重金屬在環(huán)境、食品和生物體中存在的濃度和化學(xué)形態(tài)。重金屬污染主要表

48、現(xiàn)在水污染中，還有一部分是在大氣和固體廢物中。主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。因人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。2011年4月初，我國(guó)首個(gè)“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃——《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》獲得國(guó)務(wù)院正式批復(fù)，防治規(guī)劃力求控制5種重金屬。常見(jiàn)重金屬污染：鉛污染、鎘污染、汞污染、砷污染、鉻污染、銅污染、鋅污染。</p><p>　　1.5.1

49、常規(guī)處理法</p><p>　　重金屬?gòu)U水處理的方法有很多，可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是使溶解性的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗芑蛘唠y溶的金屬化合物，從而將其從水中除去。另一類(lèi)是在不改變重金屬化學(xué)形態(tài)的情況下進(jìn)行濃縮分離，例如反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法等。</p><p><b>　　1.氫氧化物沉淀法</b></p><p>　　該方法是通過(guò)向重金

50、屬?gòu)U水投加堿性沉淀劑(如石灰乳、碳酸鈉液堿等)，使金屬離子與輕基反應(yīng)，生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，從而予以分離的方法。　</p><p><b>　　2.硫化物沉淀法</b></p><p>　　該方法是通過(guò)向廢水中投加硫化劑，使金屬離子與硫化物反應(yīng)，生成難溶的金屬硫化物沉淀從而得以分離的方法。硫化劑可采用硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵等。此法的優(yōu)點(diǎn)是生成的金屬硫化物的溶解

51、度比金屬氫氧化物的溶解度小，處理效果比氫氧化物沉淀更好，而且殘?jiān)可伲实?，便于回收有用金屬。缺點(diǎn)是硫化物價(jià)格高。</p><p><b>　　3.還原法</b></p><p>　　該方法是通過(guò)向廢水中投加還原劑，使金屬離子還原為金屬或低價(jià)金屬離子，再投加石灰使其成為金屬氫氧化物沉淀從而得以分離的方法。還原法可用于銅、汞等金屬離子的回收，常用于含鉛廢水的處理。

52、4.離子交換法</p><p>　　離子交換法是利用離于交換劑的交換基團(tuán)，與廢水中的金屬離子進(jìn)行交換反應(yīng)，將金屬離子置換到交換劑上予以除去的方法。用離子交換法處理重金屬?gòu)U水，如Cu2+、Zn2+、Cd2+等，可以采用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；而以陰離子形式存在的金屬離子絡(luò)合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等)，則需用陰離子交換樹(shù)脂予以除去。5.鐵氧體法</p><p>　　鐵氧體是由鐵離子、

53、氧離子以及其它金屬離子所組成的氧化物，是一種具有鐵磁性的半導(dǎo)體。采用鐵氧體法處理重金屬?gòu)U水是根據(jù)鐵氧體的制造原理，利用鐵氧體反應(yīng)，把廢水中的二價(jià)或三價(jià)金屬離子，充填到鐵氧體尖晶石的晶格中去，從而得到沉淀分離的方法。</p><p><b>　　6.電解法</b></p><p>　　電解法是利用電極與重金屬離子發(fā)生電化學(xué)作用而消除其毒性的方法。按照陽(yáng)極類(lèi)型不同，將電解

54、法分為電解沉淀法和回收重金屬電解法兩類(lèi)。電解法設(shè)備簡(jiǎn)單、占地小、操作管理方便、而且可以回收有價(jià)金屬。但電耗大、出水水質(zhì)差、廢水處理量小7.膜分離方法</p><p>　　該方法是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，在不改變?nèi)芤褐谢瘜W(xué)形態(tài)的基礎(chǔ)上，將溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法。膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴(kuò)散滲折法、液膜法和超濾法等?！　?lt;/p><p><b>　

55、　8.吸附法</b></p><p>　　該方法是利用吸附劑將廢水中的重金屬離子除去的方法。吸附法由于占地面積小、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)二次污染，特別適用于處理含低濃度金屬離子的廢水。</p><p>　　1.5.2重金屬污染的微生物處理技術(shù)</p><p><b>　　1.基本原理</b></p><p>

56、　　重金屬污染的微生物處理技術(shù)，是利用微生物的作用削減，凈化土壤或水中的重金屬或降低重金屬的毒性。一些重金屬離子長(zhǎng)期在環(huán)境中積累，使得環(huán)境中的一些微生物形成了較強(qiáng)的耐重金屬污染的能力，這些微生物作為一類(lèi)特殊的群體在環(huán)境中長(zhǎng)期存在，它們對(duì)有毒金屬形成了一定的抗性。對(duì)微生物而言，是一種解毒作用，而對(duì)環(huán)境而言是一種很好的修復(fù)作用。從而使得汞、鉛、錫、砷等金屬或類(lèi)金屬離子都能在微生物的作用下降低或失去毒性。2.工藝路線(xiàn)</p>

57、<p>　　微生物對(duì)重金屬離子的修復(fù)，大致包括這些過(guò)程：轉(zhuǎn)化（細(xì)胞代謝、沉淀和氧化還原反應(yīng)）、吸附（化學(xué)吸附、物理吸附）、絮凝（生物或其代謝物絮凝沉淀）等。</p><p><b>　　3.技術(shù)關(guān)鍵</b></p><p>　　(1)轉(zhuǎn)化機(jī)制：轉(zhuǎn)化是通過(guò)微生物的作用改變重金屬在水體或土壤中的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固定是或解毒，以降低其在環(huán)境中的移動(dòng)性和生物可利用

58、性。實(shí)現(xiàn)有毒有害的金屬元素轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒形態(tài)的重金屬離子或沉淀物，達(dá)到以水體或生態(tài)環(huán)境中去除重金屬污染，修復(fù)污染環(huán)境的目的。</p><p>　　(2)吸附機(jī)制：微生物利用自身胞外某些物質(zhì)的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來(lái)吸附溶于水中的重金屬離子，再通過(guò)固液兩相分離達(dá)到對(duì)重金屬的削減、凈化與固定作用。一般不水解的金屬離子主要通過(guò)離子交換的方式被細(xì)胞吸附，而對(duì)于那些易形成聚核水解產(chǎn)物的金屬離子則通過(guò)物理性吸附可沉積在細(xì)胞

59、壁表面。在主動(dòng)吸收中也包括含有很大程度的被動(dòng)吸收，并且這種被動(dòng)吸收由于細(xì)胞的排出代謝而受到抑制。</p><p>　　(3)絮凝機(jī)制：利用微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外，具有絮凝活性的代謝物去除重金屬離子。代謝物一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官能團(tuán)，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。一定濃度的金屬離子可以加強(qiáng)絮凝劑分子與懸浮顆粒以離子鍵結(jié)合而促進(jìn)絮凝，特別是Ca2+能

60、顯著提高微生物絮凝劑的絮凝活性.</p><p><b>　　4.主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)</b></p><p>　　微生物可以通過(guò)多種渠道改變重金屬的活動(dòng)性，使重金屬在其活動(dòng)相與非活動(dòng)相之間轉(zhuǎn)化，從而影響重金屬的生物有效性。</p><p>　　(1)微生物的主動(dòng)轉(zhuǎn)移作用通過(guò)微生物的主動(dòng)轉(zhuǎn)移作用，例如金屬堆積作用，氧化還原作用或烷基取代（甲基化等）作用等

61、，可使重金屬轉(zhuǎn)化為不活動(dòng)相。通過(guò)微生物的金屬轉(zhuǎn)移作用，還可以使重金屬?gòu)囊环N狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種狀態(tài)。微生物可以把一些重金屬還原成可溶性的或揮發(fā)性狀態(tài)。</p><p>　　(2)利用微生物吸附治理重金屬水體污染大量研究表明，一些微生物如細(xì)菌、真菌和藻類(lèi)等對(duì)金屬離子都有很強(qiáng)的吸附能力。重金屬對(duì)活細(xì)胞具有毒害作用，都會(huì)抑制細(xì)胞對(duì)金屬離子積累過(guò)程。非活性生物體吸附過(guò)程，只存在生物吸著作用，即只發(fā)生在生物體吸附的第一階段。因

62、此，活細(xì)胞的吸附量并不是因?yàn)橛心芰看x系統(tǒng)的參與而比死細(xì)胞高。</p><p>　　(3)生物吸附劑的選擇通常人們將用作生物吸附與合適的載體結(jié)合體稱(chēng)作生物吸附劑。新型、高效的生物吸附劑的研究與開(kāi)發(fā)是生物吸附領(lǐng)域的一個(gè)重要方面。生物吸附劑實(shí)質(zhì)上是指以微生物為主要原料，通過(guò)明膠、纖維素、二氧化硅，海藻酸、鹽、聚丙烯酰胺、二異氰酸苯脂、膠原、金屬氫氧化物沉淀等材料形成的固定化顆粒，具有對(duì)重金屬的吸附作用。采用固——液接

63、觸式反應(yīng)器，如固定床反應(yīng)器，流化床反應(yīng)器等都能得到良好的處理效果。實(shí)際應(yīng)用中，必須根據(jù)重金屬污染的種類(lèi)及程度，選擇適當(dāng)?shù)囊环N方法和多種方法結(jié)合起來(lái)使用。</p><p>　　1.5.3美國(guó)ETIG公司電絮凝技術(shù)</p><p>　　美國(guó)ETIG公司成立于2002年，于2005年進(jìn)入中國(guó)，至今為止在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)做了很多工程業(yè)績(jī)，在此列舉部分工程業(yè)績(jī)。</p><p>　

64、　在美國(guó)有Kaspar電鍍集團(tuán)公司，Kaspar電鍍集團(tuán)公司其母公司主要生產(chǎn)鍍鎳、鉻及鋅金屬，以及對(duì)不銹鋼進(jìn)行電解拋光?，F(xiàn)用100加侖/分鐘的系統(tǒng)代替化學(xué)沉淀系統(tǒng)，節(jié)省94%處理廢水化學(xué)藥劑成本，其處理過(guò)程中使用絮凝劑也比化學(xué)沉淀法少很多且污泥產(chǎn)生量比化學(xué)沉淀法少40%。此系統(tǒng)每天連續(xù)不斷運(yùn)行，已被作為我公司研發(fā)和示范的主要工程。又如迪斯尼樂(lè)園游艇體污泥和含油廢水處理工程，在美國(guó)依據(jù)相關(guān)法律，游艇排放污水必須排放在港口指定的地點(diǎn)，節(jié)約成

65、本的辦法就是在游艇上進(jìn)行廢水處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后將干凈的水排放到海洋里，這樣只需要儲(chǔ)存處理后的污水就大大降低了運(yùn)行成本。美國(guó)迪斯尼游艇采用KASELCO電絮凝系統(tǒng)，處理量為1300噸/天。</p><p>　　電絮凝的反應(yīng)原理是以鋁、鐵等金屬為陽(yáng)極，在直流電的作用下，陽(yáng)極被溶蝕，產(chǎn)生Al、Fe等離子，在經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過(guò)程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以至氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮

66、雜質(zhì)凝聚沉淀而分離.同時(shí)，帶電的污染物顆粒在電場(chǎng)中泳動(dòng)，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩(wěn)聚沉。</p><p>　　廢水進(jìn)行電解絮凝處理時(shí)，不僅對(duì)膠態(tài)雜質(zhì)及懸浮雜質(zhì)有凝聚沉淀作用，而且由于陽(yáng)極的氧化作用和陰極的還原作用，能去除水中多種污染。電絮凝系統(tǒng)采用電能代替昂貴的化學(xué)試劑，能夠同時(shí)去除水中的重金屬、懸浮固體、乳化有機(jī)物和其它多種污染物。而化學(xué)藥劑絮凝并不能除去重金屬。其次，電絮凝系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單易掌握，化學(xué)藥劑工

67、藝在化學(xué)反應(yīng)劑量上難掌握，藥劑量少達(dá)不到絮凝效果，藥劑量過(guò)了又發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。ETIG的電絮凝技術(shù)定能達(dá)到國(guó)家有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)藥劑法卻很難達(dá)到。而且污泥產(chǎn)生量是化學(xué)法的40%，從而大大減少了污泥處置費(fèi)。</p><p>　　1.6關(guān)于紫金礦業(yè)重金屬?gòu)U水處理及回用工藝</p><p>　　重金屬造成的水體污染問(wèn)題已經(jīng)成為最嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。污水處理的主要目的一般是使人類(lèi)和工業(yè)排放的污

68、水對(duì)人類(lèi)健康和對(duì)環(huán)境沒(méi)危害，對(duì)于紫金礦業(yè)重金屬?gòu)U水，則需要高級(jí)污水處理工藝進(jìn)行處理及回用。</p><p>　　高級(jí)污水處理可用于處理任何要求處理水平的污水處理。高級(jí)污水處理在一些去除廢水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的污水處理系統(tǒng)中是很必須的。高級(jí)污水處理廠利用先進(jìn)的方法和設(shè)備處理的，相應(yīng)地花費(fèi)很高的費(fèi)用去運(yùn)行操作及高質(zhì)量的處理水平。</p><p>　　對(duì)于紫金礦業(yè)廢水，其中含有較多的鐵、銅等重金屬，氰

69、化物，硫酸根，較低的pH，在其處理方面增大了很多難度，因此需要選用合理的高級(jí)污水處理工藝才能使其進(jìn)行很好的處理。根據(jù)污水水質(zhì)，本人選用化學(xué)沉淀法聯(lián)合厭氧法對(duì)其污水進(jìn)行處理，處理后需要回用的污水采用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行處理。</p><p>　　第2章 工藝技術(shù)方案的確定</p><p><b>　　2.1工業(yè)廢水概況</b></p><p>　　工

70、業(yè)污水之間的特征可能是互不相同的，影響工業(yè)污水特征因素不僅與他們的BOD和懸浮固體數(shù)量等綜合特征有關(guān)，還與有機(jī)物及無(wú)機(jī)物的成分有關(guān)。三個(gè)因素都有可能成為控制因素。經(jīng)污水處理廠處理的污水可以做為市政污水預(yù)處理的污水，或可以完全處理后用于灌溉植物或直接排出。</p><p>　　工業(yè)污水是由工廠制造過(guò)程排出的。實(shí)現(xiàn)工業(yè)污水的再利用，是污水處理的重要組成部分。一些地區(qū)的工業(yè)排出的污水收集了其他的市政污水和混合廢棄物一起

71、處理的。在另外的一些情況下，工廠在把他們的工業(yè)污水排入市政管道之前可能要對(duì)其做預(yù)處理或部分處理。依然有些情況是按工業(yè)污水的體積和性質(zhì)必須分開(kāi)收集和處理。工業(yè)污水的成分、濃度、流程和體積是相差很大的，取決于工業(yè)或制造業(yè)的種類(lèi)。工業(yè)廢水的成分和體積肯定取決于它的用途。</p><p>　　工業(yè)排出的污水由高濃度的有機(jī)含耗氧的廢水或含能損害下水道和其他建筑物的化合物的廢水組成。他們可能含有不能被生物降解或有毒的化合物，

72、會(huì)干擾污水處理廠的處理效果。較少被認(rèn)為是工業(yè)污水的是含低溶解氧及熱排放的廢水。很多工業(yè)生產(chǎn)都用大量的冷卻水和電。然而，金屬及化工行業(yè)也使用大量的冷卻水。</p><p>　　2.2該設(shè)計(jì)中水量與進(jìn)出水指標(biāo)</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中，設(shè)計(jì)水量為10000m3 /d，其中含銅廢水9000m3/d，含氰廢水1000 m3/d；回用水量5000 m3/d。污水排入水體前要求達(dá)到《銅、鎳、鈷

73、工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》出水水質(zhì)，再生水達(dá)到國(guó)家新頒布的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求。進(jìn)出水各指標(biāo)值如下表：</p><p>　　表2-1 進(jìn)出水各污染物指標(biāo)</p><p>　　2.3重金屬?gòu)U水處理工藝比較</p><p>　　在環(huán)境與人類(lèi)健康領(lǐng)域，重金屬主要指汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、砷(As)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鎳(Ni)等

74、重金屬。他們以不同的形態(tài)存在于環(huán)境之中，并在環(huán)境中遷移、積累。采礦、冶金、化工等行業(yè)是水體中主要的人為污染源。重金屬在食物鏈中的過(guò)量富集會(huì)對(duì)自然環(huán)境和人體健康造成很大的危害。</p><p><b>　　2.3.1沉淀法</b></p><p>　　1.氫氧化物沉淀法 </p><p>　　往重金屬?gòu)U水中加入堿性溶液，利用OH-與重金屬離子反應(yīng)

75、生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，通過(guò)過(guò)濾予以分離。氫氧化物沉淀法包括分步沉淀法和一次沉淀法兩種。分步沉淀法是分段加入石灰乳，利用不同的金屬氫氧化物在不同的pH值下沉淀析出的特性，依次回收各金屬氫氧化物。一次沉淀法則是一次性投加石灰乳，使溶液達(dá)到額定的pH值，從而使廢</p><p>　　水中的各種重金屬離子同時(shí)以氫氧化物沉淀的形式析出。</p><p><b>　　2.硫化物沉淀法&

76、lt;/b></p><p>　　將重金屬?gòu)U水pH值凋節(jié)為一定堿性后，再通過(guò)向重金屬?gòu)U水中投加硫化鈉或硫化鉀等硫化物，或者直接通人硫化氫氣體，使重金屬離子同硫離子反應(yīng)生成難溶的金屬硫化物沉淀，然后被過(guò)濾分。由于金屬硫化物的溶度積比相應(yīng)的金屬氫氧化物的溶度積小得多，因此。硫化物沉淀法比氫氧化物沉淀法具有更多的優(yōu)點(diǎn)，比如沉渣量少，容易脫水，沉渣金屬品位高，有利于金屬的回收?？墒橇蚧锍恋矸ㄒ灿胁蛔阒?， 比方說(shuō)

77、硫化物結(jié)晶比較細(xì)小，難以沉降，因而應(yīng)用也不是很廣。</p><p><b>　　3.還原一沉淀法 </b></p><p>　　這種方法的原理是，用還原劑將重金屬?gòu)U水中的重金屬離子還原為金屬單質(zhì)或者價(jià)態(tài)較低的金屬離子，先將金屬過(guò)濾收集，然后再往處理液中加入石灰乳，使得還原態(tài)的重金屬離子以氫氧化物的形式沉淀收集。銅和汞等的回收可以利用這種方法。該法也常用于含鉻廢水的處理

78、。較常使用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。</p><p><b>　　4.絮凝浮選沉淀法</b></p><p>　　通過(guò)添加絮凝劑使得重金屬?gòu)U水中的小膠體顆粒穩(wěn)定性變差，聚集形成大顆粒膠體物質(zhì)，最終通過(guò)重力作用沉淀下來(lái)。為增大膠體顆粒的尺寸，采用浮選的辦法，用于將不穩(wěn)定的膠體粒子變?yōu)楣滔嘈跄?。這一浮選過(guò)程一般包括兩個(gè)重要的步驟，一是調(diào)節(jié)pH值，二是加入含

79、鐵或鋁鹽的絮凝劑，以克服離子間靜電排斥導(dǎo)致的穩(wěn)定作用。</p><p>　　2.3.2物理化學(xué)法</p><p><b>　　1.吸附法</b></p><p><b>　　(1)物理吸附法</b></p><p>　　活性炭是最早使用的吸附劑，也是目前使用最廣泛的吸附劑。之所以能夠進(jìn)行物理吸附，是

80、因?yàn)榛钚蕴烤哂懈叩谋缺砻娣e以及高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)。后來(lái)在此基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了活性炭纖維等衍生物，去除效率高，但價(jià)格比較昂貴。能夠用于物理吸附的材料還有各種礦物質(zhì)以及分子篩等。</p><p><b>　　(2)樹(shù)脂吸附</b></p><p>　　環(huán)保是樹(shù)脂吸附法的一個(gè)重要的特點(diǎn)，這種方法能夠分離、純化、回收重金屬，效果顯著。主要是由于樹(shù)脂中含有各種活性基團(tuán)，比較典型的有

81、羥基、羧基、氨基等，能夠與重金屬離子進(jìn)行螯合，因而這些功能性樹(shù)脂材料能有效的吸附重金屬離子。根據(jù)活性基團(tuán)的種類(lèi)不同，分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂。</p><p><b>　　(3)生物吸附</b></p><p>　　近些年來(lái)，很多研究者將各種生物(如植物、細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)以及酵母)經(jīng)處理加工成生物吸附劑，用于處理含重金屬?gòu)U水。生物體具有特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及成分

82、特征，而生物吸附法的主要原理，就是利用生物體的這些特性來(lái)吸附溶于水中的重金屬離子。生物吸附法具有幾個(gè)特點(diǎn)：①生物吸附劑可以降解，一般不會(huì)發(fā)生二次污染；② 來(lái)源廣泛，容易獲取并且價(jià)格便宜；③生物吸附劑容易解析，能夠有效地回收重金屬。</p><p><b>　　2.浮選法</b></p><p>　　往重金屬?gòu)U水中通人氣體產(chǎn)生氣泡，廢水中的膠體顆粒會(huì)附著在氣泡表面，這些

83、膠體粒子可隨氣泡的上浮從而實(shí)現(xiàn)將依附在粒子上的重金屬離子加以分離。該方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)粒子的去除效果好，操作省時(shí)，費(fèi)用低廉，在一定條件下，既可消除重金屬污染，又可回收金屬，并且還能避開(kāi)某些重金屬氫氧化物或碳酸鹽過(guò)濾困難的問(wèn)題。</p><p><b>　　3.離子交換法</b></p><p>　　用離子交換樹(shù)脂把廢水中的重金屬離子交換出來(lái)，從而除去重金屬離子。不過(guò)

84、，離子交換樹(shù)脂價(jià)格昂貴，其再生費(fèi)用也比較高，所以，在廢水處理中使用很少。但對(duì)于少量有回收價(jià)值的有毒金屬來(lái)說(shuō)是個(gè)不錯(cuò)的方法。</p><p>　　2.3.3電化學(xué)處理技術(shù)</p><p><b>　　1.電解法</b></p><p>　　電解法的主要原理是對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行電解時(shí)，重金屬離子在陰極得到電子被還原，這些重金屬要么沉淀在電極表面，要么

85、沉淀到反應(yīng)槽底部，從而起到降低廢水中重金屬含量的效果。</p><p><b>　　2.電沉積</b></p><p>　　這種方法的原理是在傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀方法中，加入電壓，通過(guò)改變?nèi)芤旱碾妱?shì)，促進(jìn)重金屬離子更好地沉淀。電沉積在酸性和堿性廢液中都適用。</p><p><b>　　3.膜分離技術(shù)</b></p>

86、<p>　　膜分離技術(shù)是利用特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，不改變?nèi)芤褐谢瘜W(xué)形態(tài)的基礎(chǔ)上，將溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法，包括電滲析和隔膜電解。電滲析是在直流電場(chǎng)作用下，利用陰陽(yáng)離子交換膜，對(duì)溶液陰陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性，使水溶液中重金屬離子與水分離的物理化學(xué)過(guò)程。隔膜電解是以膜隔開(kāi)電解裝置的陽(yáng)極和陰極而進(jìn)行電解的方法，實(shí)際上是把電滲析與電解組合起來(lái)的一種方法。上述方法在運(yùn)行中都遇到了電極極化、結(jié)垢和腐蝕等問(wèn)題。</

87、p><p>　　2.3.4生物化學(xué)法</p><p><b>　　1.生物塘凈化法</b></p><p>　　該方法的原理是利用復(fù)合的水生生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同作用，完成對(duì)重金屬污染物的吸收、積累、分解以及凈化作用。</p><p><b>　　2.動(dòng)物處理</b></p><p>　

88、　動(dòng)物法處理重金屬?gòu)U水現(xiàn)今尚處于起步階段。尤其是無(wú)脊椎動(dòng)物對(duì)Zn和Cd具有很大的富集能力?？梢?jiàn)，利用水生動(dòng)物處理重金屬?gòu)U水存在一定的可行性。研究發(fā)現(xiàn)，利用雙殼(河蚌)處理重金屬?gòu)U水，在重金屬濃度為3.125 mg/L時(shí)，雙殼生物對(duì)重金屬的脫除系數(shù)達(dá)到72.0％~89.9％，對(duì)雙殼法處理重金屬?gòu)U水的可行性作了肯定</p><p>　　3.微生物及藻類(lèi)處理</p><p>　　通過(guò)生物絮凝，生

89、物吸附，生物沉淀等作用實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬的轉(zhuǎn)化，沉積和固定。研究表明，廢水中金屬污染濃度為10~l000 時(shí)，傳統(tǒng)的處理工藝成本很高，而廉價(jià)、易得的微生物可從稀溶液中富集、分離，通常能將濃縮幾千倍或更多。目前，微生物處理工藝得到工業(yè)應(yīng)用較多的是生物硫化法，其他的，如，生物吸附，生物絮凝等尚未得到大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。</p><p><b>　　2.4確定工藝路線(xiàn)</b></p>&

90、lt;p>　　根據(jù)任務(wù)書(shū)中各組數(shù)據(jù)綜合考慮，由于污水中含有硫酸鹽及氰類(lèi)等有毒污染物，使用常規(guī)的好氧處理工藝無(wú)法處理，故需要采用厭氧工藝進(jìn)行處理，與其他厭氧技術(shù)相比，UASB具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1、UASB內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為20－40gVSS/1；</p><p>　　2、有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，采用中溫發(fā)酵時(shí)，容積負(fù)荷一般為10kgCOD/m3d左右；&

91、lt;/p><p>　　3、無(wú)混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣的上升運(yùn)動(dòng)，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對(duì)下部的污泥層也有一定程度的攪動(dòng)；</p><p>　　4、污泥床不填載體，節(jié)省造價(jià)及避免因填料發(fā)生堵賽問(wèn)題；</p><p>　　5、UASB內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來(lái)的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，通?？梢圆辉O(shè)污泥回流設(shè)備。故采用UASB

92、來(lái)對(duì)污水進(jìn)行處理。</p><p>　　經(jīng)過(guò)UASB處理后的廢水可達(dá)到《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》出水水質(zhì)，其中5000 m3/d的污水要進(jìn)行回用，回用水需達(dá)到國(guó)家新頒布的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，就需要對(duì)回用水進(jìn)行三級(jí)處理，本設(shè)計(jì)中采用MBR反應(yīng)器對(duì)其進(jìn)行處理，再通過(guò)加藥消毒使出水達(dá)標(biāo)。</p><p><b>　　2.5工藝流程圖</b></p>

93、<p>　　石灰乳 雙氧水、石灰乳 </p><p>　　廢水 </p><p>　　鐵渣 銅渣</p><p>　　回用水

94、 排入收納水體</p><p><b>　　泥餅外運(yùn)</b></p><p>　　圖2-1 工藝流程圖</p><p><b>　　2.6本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了現(xiàn)在常用的工業(yè)污水處理工藝，并就紫金礦業(yè)污水的各污染物指標(biāo)及應(yīng)用效果提

95、出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行改進(jìn)。根據(jù)這些工藝以及污水水量、水質(zhì)，選擇了主工藝為UASB反應(yīng)器對(duì)其污水進(jìn)行處理，回用水處理工藝選用MBR反應(yīng)器。</p><p>　　第3章 污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　3.1混合池</b></p><p>　　由于進(jìn)水SS值很小，故不必采用格柵，原水直接進(jìn)入混合池進(jìn)行加藥混合，藥劑選用石灰乳，

96、控制pH在3.5左右，使鐵和部分硫酸鹽沉淀。</p><p><b>　　1.有效容積</b></p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中W——有效容積，m3；</p><p>　　Q——處理水量，m3/h；</p><p>　　T——混合時(shí)間，

97、min；</p><p><b>　　n——池?cái)?shù)。</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中取Q=10000/24=416.7m3/h，T=5min，n=2個(gè)</p><p>　　機(jī)械混合池尺寸及有關(guān)參數(shù)選定：</p><p><b>　　直徑：D=2.5m</b></p><p>

98、;<b>　　水深：H1=3m</b></p><p>　　池總高：H=H1+0.5m(超高)=3.5m</p><p>　　攪拌器外緣速度：v=3.0m/s</p><p>　　攪拌器直徑：D0=0.67D=1.8m</p><p>　　攪拌器寬度：B=0.1D=2.5m</p><p>　　攪

99、拌器層數(shù)：因H:D=1.2，設(shè)計(jì)中取1層</p><p><b>　　攪拌器葉數(shù)：Z=4</b></p><p>　　攪拌器距池底高度：0.5D0=0.9m</p><p><b>　　2.攪拌器轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　(3-2)</b></p>

100、<p>　　式中 n0——攪拌器轉(zhuǎn)速，r/min；</p><p>　　v——攪拌器外緣速度，m/s；</p><p>　　D0——攪拌器直徑，m。</p><p>　　設(shè)計(jì)中取v=3.0m/s，D0=1.8m</p><p>　　設(shè)計(jì)水量Q=10000m3/d=416.7 m3/h =116 L/s選擇集水池泵房合建式，考慮選用

101、三臺(tái)水泵（兩用一備），則每臺(tái)水泵的容量為116/2=58L/s。</p><p>　　池容積：采用相當(dāng)于一臺(tái)水泵運(yùn)行30min的容量：</p><p>　　有效水深采用H=3m，出水管線(xiàn)的水頭損失:出水總管：Q=116L/s,選用管徑為400mm的鋼管里面用水泥砂漿做襯里以便管道的防腐，查表得：v=1.47m/s，1000i=7.44,當(dāng)一臺(tái)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)Q=95.5L/s，選用鑄鋼管其管徑為

102、300mm，查表的：v=0.95m/s，設(shè)總出水管管中心埋深2.0m，局部損失為沿線(xiàn)損失的30%，則泵外部水頭損失為：</p><p>　　按照一臺(tái)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)Q=95.5L/s=343.8 m3/h，所選擇水泵為：300QWDL-37/8。其性能如下：</p><p>　　表3-1 300QWDL-37/8泵性能表</p><p><b>　　3．藥劑量

103、估算： </b></p><p>　　Q=10000m3/d=416.7m3/h，設(shè)進(jìn)水pH值為4，則廢水中[OH-]=10-10mol/L</p><p>　　則，[HCO3-]=10-1061 g/L =0.6110-8 g/L，則廢水中[HCO3-]的含量為0.6110-816500=0.0001kg/d。</p><p>　　UASB進(jìn)水堿度要求

104、為2000-4000mg/L，取4000 mg/L，所以，水中HCO3-含量為：10000m3/d4000mg/L =0.04 kg/d。則需要加入的堿量為0.04-0.0001=0.039 kg/d。</p><p>　　投加的堿性藥劑選用石灰Ca(OH)2,即石灰的投加量為0.039 kg/d，石灰乳濃度取5%。則石灰乳量為石灰乳容重為0.9-1.1t/ m3,取0.9 t/ m3，石灰乳量為：。</p

105、><p>　　在進(jìn)入U(xiǎn)ASB前應(yīng)由水泵泵入反應(yīng)器中，為了減少施工工程量，節(jié)省用地，在均質(zhì)緩沖池內(nèi)設(shè)置水泵，滿(mǎn)足UASB的進(jìn)水。</p><p>　　水量Q=10000m3/d=416.7m3/h，考慮選用三臺(tái)泵，兩用一備,考慮選用3000QWDL-37/8型號(hào)的泵。</p><p><b>　　3.2一級(jí)沉淀池</b></p><

106、;p>　　設(shè)計(jì)中選擇一組輻流沉淀池，N=1組，每組設(shè)計(jì)流量為416.7 m3/h，從沉砂池流來(lái)的污水進(jìn)入集配水井，經(jīng)過(guò)集配水井分配流量后流入輻流沉淀池。</p><p>　　1.沉淀部分有效面積</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　式中 F——沉淀部分有效面積（m2）；</p><p&g

107、t;　　Q——設(shè)計(jì)流量（即日平均流量）（m3/h）；</p><p>　　——表面負(fù)荷[m3/（m2·h）]，一般采用1.5~3.0 m3/（m2·h）。</p><p>　　設(shè)計(jì)中取沉淀池的表面負(fù)荷=2 m3/（m2·h）</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　

108、　采用圓形池子，其直徑為：取17m。</p><p>　　2.沉淀部分有效水深h2：</p><p>　　設(shè)停留時(shí)間t=1.5h，則h2=</p><p>　　3.沉淀部分有效容積V′： </p><p>　　V′=Ah2=208.353=625.05m3</p><p>　　4.污泥部分所需的容積V：</p&g

109、t;<p><b>　　(3-5)</b></p><p><b>　　式中 Q——流量;</b></p><p>　　C1——進(jìn)水懸浮物濃度；</p><p>　　C2——出水懸浮物濃度；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　γ——污

110、泥容重，取1.0t/ m3；</p><p>　　T——兩次清除污泥間隔時(shí)間；</p><p><b>　　N——池?cái)?shù)；</b></p><p>　　ρo——污泥含水率，取97%。</p><p><b>　　5.污泥斗容積</b></p><p><b>　　(1

111、)污泥斗的容積</b></p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　式中 V1——污泥斗的容積（m3）</p><p>　　h5——污泥斗高度（m）；</p><p>　　a——污泥斗上口邊長(zhǎng)（m）；</p><p>　　a1——污泥斗底部邊長(zhǎng)（m），一般采用0

112、.5m。</p><p>　　(2)沉淀池底部圓錐體體積</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　式中 V2——污泥斗底部圓錐體體積（m3）；</p><p>　　h4——污泥斗底部圓錐體高度（m）；</p><p>　　R——沉淀池半徑（m）；</p>

113、<p>　　r——沉淀池底部中心圓半徑（m）。</p><p>　　設(shè)計(jì)中取h4=0.32m，r=1m。</p><p><b>　　6.沉淀池總高度H</b></p><p>　　H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.0+0.3+0.43+1.73=5.76m</p><p>　　式中 h1——超高，