水污染控制工程課程論文鎳鎘蓄電池廢水處理工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述2</b></p><p><b>　　1概述2</b></p><p>　　2鎳鎘電池廢水處理工藝2</p><p>　　2.1化學(xué)法處理法[3]2</p><p>

2、;<b>　　2.2電解法3</b></p><p>　　2.3離子交換法[4]3</p><p>　　2.4膜分離技術(shù)[5]3</p><p><b>　　3工藝的確定4</b></p><p><b>　　正文4</b></p><p>&

3、lt;b>　　1處理工藝技術(shù)4</b></p><p>　　1.1水質(zhì)及其標(biāo)準(zhǔn)4</p><p>　　1.2 工藝技術(shù)流程[8,9]5</p><p>　　2構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p><b>　　2.1 格柵6</b></p><p><b>　　2.

4、2調(diào)節(jié)池7</b></p><p><b>　　2.3反應(yīng)池7</b></p><p>　　2.4 斜板沉淀池9</p><p>　　2.5中間水池12</p><p>　　2.6 過濾器12</p><p>　　2.7 清水池14</p><p>

5、　　2.8 污泥處理系統(tǒng)14</p><p>　　3平面布置及高程布置的設(shè)計(jì)15</p><p>　　4投資估算與效益分析15</p><p>　　4.1構(gòu)筑物與設(shè)備[11]15</p><p>　　4.2處理藥劑16</p><p>　　4.3處理費(fèi)用分析17</p><p>　　

6、4.4 操作管理注意事項(xiàng)17</p><p><b>　　5總結(jié)18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　附圖20</b></p><p>　　鎳鎘蓄電池廢水處理工藝設(shè)計(jì)</p><p><

7、b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　1概述</b></p><p>　　鎳鎘電池自發(fā)明以來已有近百年的歷史 ,由于它具有電容量高、易于維護(hù)、制造工藝簡(jiǎn)單及成本低的特點(diǎn) ,可廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)通訊、 家用電器及電動(dòng)工具等許多方面。據(jù)估計(jì)，目前全球每年鎳鎘電池的生產(chǎn)量為60000t，因此而消耗掉7000 t以上的鎘。僅1999年國(guó)內(nèi)就生產(chǎn)

8、鎘鎳電池4.5億只。雖然全球的鎳鎘電池的產(chǎn)量在逐年減少，但我國(guó)鎳鎘電池的產(chǎn)量在近幾年可能會(huì)以5%～10%的速度增長(zhǎng)[1]。在電池生產(chǎn)浸漬、化成等過程中都有金屬鎘、鎳離子從廢水中排除。高濃度的鎘會(huì)造成植物的生長(zhǎng)發(fā)育滯緩，還會(huì)造成在生物體內(nèi)殘留和富集，最終通過食物鏈進(jìn)去人體，危及人類健康。鎘中毒會(huì)引起骨痛病、腎損傷、腸胃不適合心血功能障礙等，甚至?xí)?dǎo)致癌癥。鎳的毒性僅次于鎘，但是大于鉛，因此鎳對(duì)人體健康及其環(huán)境的危害也不容忽視[2]。而鎳鎘

9、作為比較貴重的重金屬，合理的回收利用可以大大降低污水的處理成本，因此有必要制定一套高效、經(jīng)濟(jì)的廢水處理方案處理鎳鎘蓄電池廢水。</p><p>　　2鎳鎘電池廢水處理工藝</p><p>　　廢水處理的任務(wù)是采用各種技術(shù)措施將廢水中所含有各種形態(tài)的污染物分離出來或?qū)⑵浞纸?、轉(zhuǎn)化為無害和穩(wěn)定的物質(zhì)，使廢水得到凈化。一般說來，廢水中所含的污染物質(zhì)是多種多樣的，因此不能期望只用一種處理方法就能把

10、所有的污染物質(zhì)去除殆盡，往往需要有幾種方法組成一個(gè)處理系統(tǒng)，才能完成所要求的處理功能。</p><p>　　在決定一種廢水的處理方案時(shí)，需要考慮多方面的因素，其中主要包括:廢水的水質(zhì)，廢水的水量，所含污染物的種類和含量，投資金額以及設(shè)備場(chǎng)地等。同時(shí)，各種處理方法又各有其優(yōu)缺點(diǎn)。有的處理方法污染物去除率低，但處理費(fèi)用較低;而有的處理效果較好，但其處理費(fèi)用較高。因此，在廢水處理過程中既要節(jié)省費(fèi)用又要達(dá)到好的處理效果，

11、往往需要幾種處理方法綜合應(yīng)用。</p><p>　　一般工業(yè)廢水根據(jù)廢水水質(zhì)和處理量、排放要求等指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)處理。先用成本低的方法去除大部分污染物，然后進(jìn)一步用較高級(jí)的技術(shù)再進(jìn)行深度處理。對(duì)于重金屬鎳、鎘的處理主要有以下集中方法。</p><p>　　2.1化學(xué)法處理法[3]</p><p>　　化學(xué)方法處理是添加化學(xué)試劑后，通過化學(xué)反應(yīng)改變廢水中污染物的物理和化學(xué)

12、性質(zhì)，使其能從廢水中取出并達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的處理方法。處理鎳鎘廢水主要包括堿化法和硫化法。堿化法是用石灰或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值到10以上，再添加絮凝劑是氫氧化鎘充分沉淀。此方法簡(jiǎn)單，藥劑來源廣，經(jīng)濟(jì)可靠。沉淀后溶液pH值較高需要加酸中和才能排放。硫化法是用硫化鈉（硫化鐵或者硫化氫）等與重金屬反應(yīng)生成難容的硫化物，通過混凝沉淀進(jìn)行固液分離。該方法的處理效果好，即使在酸性條件下，硫化物也較難溶解，但是硫化劑的價(jià)格較貴。</p>

13、<p><b>　　2.2電解法</b></p><p>　　電解法處理廢水主要是使廢水中的有害物質(zhì)通過電解過程在陰，陽兩級(jí)上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)；或利用電極氧化和還原產(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀物，然后分離去除；或通過電解反應(yīng)回收金屬。優(yōu)點(diǎn)：電解法流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)占地少，另外操作也很簡(jiǎn)便與電鍍工藝類似，易于被操作工人掌握，而且回收的金屬純

14、度也高，特別是和用于對(duì)貴金屬的回收。缺點(diǎn)：電解法耗電多，污泥也多，對(duì)于污泥的處理與化學(xué)法一樣難以處置。</p><p>　　2.3離子交換法[4]</p><p>　　離子交換是將廢水中的離子與離子交換樹脂上的離子進(jìn)行交換而被除去，從而使廢水得到凈化。離子交換樹脂交換吸附飽和后進(jìn)行再生。再生是利用再生劑中的離子在濃度占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的情況下，將離子交換樹脂上的離子洗脫下來，使離子交換樹脂恢復(fù)其交

15、換能力。 </p><p>　　離子交換法從本質(zhì)上講是一種濃縮方法。離子交換前廢水的離子濃度(單位為mg / L)一般為幾十至幾百，而吸附飽和后樹脂再生洗脫液的離子濃度被濃縮到幾萬，再生液的體積一般占處理水體積的10%~15%。因此采用離子交換法處理重金屬?gòu)U水時(shí)，必須事先考慮再生液的處理問題。</p><p>　　離子交換法的優(yōu)點(diǎn)是，選擇性高，可以去除用其它方法難于分離的金屬離子，可以從含

16、多種金屬離子的廢水中選擇性的回收貴重金屬;既可去除廢水中的金屬陽離子，也可以去除陰離子，可以使廢水凈化到較高的純度。這種方法的缺點(diǎn)是，離子交換樹脂價(jià)格較高，樹脂再生時(shí)需要酸、堿或食鹽等，運(yùn)行費(fèi)用較高，再生液需要進(jìn)一步處理。因此，離子交換法在較大規(guī)模的廢水處理工程中較少采用。</p><p>　　2.4膜分離技術(shù)[5]</p><p>　　膜分離是指通過特定的膜的滲透作用，借助于外界能量或化

17、學(xué)位差的推動(dòng)，對(duì)兩組分或多組分的氣體或液體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集。膜分離法處理電鍍廢水一般選用反滲透、超濾及二者的結(jié)合技術(shù)，其關(guān)鍵是根據(jù)分離條件選擇合適的膜。對(duì)于酸性較強(qiáng)的廢液應(yīng)選擇在酸性環(huán)境中，具有較好穩(wěn)定性的芳香族聚酰胺中空纖維膜。（B－9、B－10、B－15）和芳香聚酰肼（DP－1）膜，對(duì)鍍鎘廢水及含氰等堿性較強(qiáng)的廢液應(yīng)選用耐堿性較好的分離膜。對(duì)于具有較高氧化性的Cr(VI)的去除則要求膜具有較好的抗氧化能力，一般Cr(VI)

18、的去除，選用聚苯并咪唑酮（PBJL）膜和聚砜酰胺（PSA）膜。</p><p>　　膜分離作為新的分離凈化和濃縮技術(shù)，過程中大多數(shù)無相變化，常溫下操作，有高效、節(jié)能、工藝簡(jiǎn)便、投資少、污染小等優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)于處理熱敏物質(zhì)領(lǐng)域如食品、藥品、和生物工程產(chǎn)品，顯示出極大優(yōu)越性。與傳統(tǒng)分離操作（如蒸發(fā)、萃取或離子交換等）相比較，不僅可以避免組分受熱變性或混入雜質(zhì)，通常還有低能耗和效率高的特點(diǎn)，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，故發(fā)展

19、相當(dāng)迅速，應(yīng)用也越來越廣泛。在國(guó)際膜會(huì)議上曾將“在21世紀(jì)的多數(shù)工業(yè)中膜過程所扮演的戰(zhàn)略角色”列為專題，進(jìn)行深入討論，并認(rèn)為它是20世紀(jì)末到21世紀(jì)中期最有發(fā)展前途的高技術(shù)之一。隨著膜組件國(guó)產(chǎn)化程度的提高，制約膜技術(shù)發(fā)展的投資額及維修費(fèi)用過高的問題將得到緩解，在加上水回用需求的增加，在未來的電鍍廢水處理工程實(shí)踐中，膜分離技術(shù)將越來越受到人們的重視。但是作為一項(xiàng)新技術(shù)，它的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性究竟怎樣尚需深入探索。目前，膜分離技術(shù)面臨的問題主要

20、是國(guó)產(chǎn)膜性能不佳、進(jìn)口膜價(jià)格昂貴、膜易被污染。</p><p><b>　　3工藝的確定</b></p><p>　　在處理鎳鎘廢水的諸多工藝中，化學(xué)法應(yīng)用最為普遍，在國(guó)外約占90％以上，中國(guó)各種廢水處理工藝的應(yīng)用比例依次為化學(xué)法、離子交換法、電解法；化學(xué)法約占40％，而且化學(xué)法呈上升趨勢(shì)并逐漸向發(fā)達(dá)國(guó)家靠近，離子交換和電解法則呈下降，下降或上升的原因主要在于處理工藝

21、的實(shí)用程度[6]。采用化學(xué)法的廢水處理工程投資約占工程總投資的5％左右，而離子交換、電解法、反滲透法等廢水處理工程投資約占總投資的30％～40％。所以根據(jù)各個(gè)處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)及本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況選擇采用化學(xué)法進(jìn)行2天處理一次。</p><p><b>　　正文</b></p><p><b>　　1處理工藝技術(shù)</b></p><

22、;p><b>　　1.1水質(zhì)及其標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　1.1.1蓄電池廢水水質(zhì)</p><p>　　蓄電池廢水水質(zhì)如下：pH=8，Cd=10mg/L，Ni=20mg/L，SS=300mg/L，污水量Q=100m3/d。</p><p>　　1.1.2 處理要求</p><p>　　污水排放應(yīng)達(dá)到《國(guó)家標(biāo)

23、準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（1998.1.1之后）：pH=6~9，Cd≤0.1mg/L，Ni≤1.0mg/L，SS≤150mg/L[7]。</p><p>　　1.2 工藝技術(shù)流程[8,9]</p><p><b>　　1.2.1廢水系統(tǒng)</b></p><p>　　廢水處理系統(tǒng)采用連續(xù)處理工藝。廢水經(jīng)過兩次提升，一

24、次提升從調(diào)節(jié)池到中間水池，二次提升從中間水池到清水池。調(diào)節(jié)池中廢水由耐腐蝕泵泵入反應(yīng)池，在反應(yīng)池中以重力流方式流經(jīng)反應(yīng)池、斜板沉淀池和中間水池，完成鎳鎘離子的絮凝和沉淀分離反應(yīng)。中間水池的水由耐腐蝕泵泵入石英砂過濾器過濾，出水流入清水池，清水池中pH值不達(dá)標(biāo)，可以加酸或加堿進(jìn)行調(diào)節(jié)；如果污染物超標(biāo)，返回調(diào)節(jié)池重新處理。反應(yīng)過程的控制通過在線pH計(jì)和液位計(jì)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　1.2.2 污泥系統(tǒng)</p

25、><p>　　斜板沉淀池中沉積的污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮，再經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后打包待用。濃縮和壓濾出水返回調(diào)節(jié)池重新處理。</p><p>　　1.2.3 藥劑投配系統(tǒng)</p><p>　　在調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)廢水pH值已達(dá)到鎳鎘離子沉淀的要求（pH>10）,而由于高pH值下產(chǎn)生的鎳鎘氫氧化物成膠體不易沉淀，因此在反應(yīng)池中投加PAM和PFS絮凝劑從而提高沉降率。pH的調(diào)節(jié)通過

26、投加氫氧化鈉來實(shí)現(xiàn)，雖然氫氧化鈉成本較氫氧化鈣較高，但是其便于運(yùn)輸儲(chǔ)存和投放，且氫氧化鈣產(chǎn)生的污泥量較大，因此選用氫氧化鈉。</p><p><b>　　2構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　2.1 格柵</b></p><p>　　目前格柵的種類繁多，發(fā)展較快，從格柵的型式來分，可分為鏈?zhǔn)綑C(jī)械格柵除污機(jī)、

27、一體三索式格柵除污機(jī)、回旋式格柵除污機(jī)和階梯式格柵除污機(jī)等等。本污水處理項(xiàng)目采用的型式為：鏈?zhǔn)綑C(jī)械格柵除污機(jī)（見附圖1、2）。</p><p>　　2.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　由進(jìn)水量而得，設(shè)計(jì)參數(shù)如下[9]：</p><p><b>　　設(shè)計(jì)流量：</b></p><p>　　柵條寬度S＝10.0mm

28、 柵條間隙寬度d＝20.0mm 柵前水深h＝0.5m</p><p>　　過柵流速v＝1.0m/s 柵前渠道流速vb＝0.9m/s α＝60°</p><p>　　2.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　格柵的間隙數(shù)：</b></p><p>　　則柵條數(shù)目為5-1=4個(gè)</p&

29、gt;<p><b>　　格柵建筑寬度：</b></p><p>　　寬度很小，可忽略漸寬。水頭損失，柵后槽略高即可。</p><p>　　進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度(l1)：</p><p>　　取進(jìn)水渠道寬B1＝0.1m，漸寬部分展開角α1＝20°，此時(shí)進(jìn)水渠道流速為0.75m/s </p><p>

30、;　　渠道與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度(l2)：</p><p>　　過柵水頭損失（h1）：</p><p>　　因柵條為矩形截面，取k=3，并將已知數(shù)據(jù)帶入式得：</p><p>　　取柵前渠道超高h(yuǎn)2為0.3m，則柵前槽總高為：</p><p><b>　　則柵后槽總高度為：</b></p><

31、p><b>　　柵槽總長(zhǎng)：</b></p><p>　　柵渣采用機(jī)械清渣的方式去除。</p><p><b>　　2.2調(diào)節(jié)池</b></p><p>　　廢水水質(zhì)質(zhì)量有一定的波動(dòng)，設(shè)置調(diào)節(jié)池使水質(zhì)和水量保持相對(duì)的穩(wěn)定，有利于后續(xù)處理單元的有效運(yùn)行，調(diào)節(jié)池材料采用鋼筋混凝土，內(nèi)外作防腐處理，調(diào)節(jié)池設(shè)事故溢流管。<

32、;/p><p>　　2.2.1 參數(shù)選取</p><p>　　池形 方形</p><p>　　停留時(shí)間 HRT=4h</p><p>　　2.2.2 工藝尺寸</p><p>　　有效容積 V＝Q·HRT=200·4/24=33.33 m3</p><p>

33、　　有效水深 H＝4000 mm</p><p>　　橫截面積 S=V/H=33.33/4.0=8.33 m3</p><p>　　池長(zhǎng) L=2500mm</p><p>　　池寬 B=S/L=8.33/2.5=3.33 m</p><p>　　取B=3500 mm</p>

34、<p>　　調(diào)節(jié)池總尺寸 長(zhǎng)度×寬度×高度=2500 mm ×3500 mm ×4000 mm</p><p>　　2.2.3工藝裝備 </p><p>　　Ph計(jì)，1次提升泵1臺(tái)。</p><p><b>　　2.3反應(yīng)池</b></p><p>　　反應(yīng)池中加入

35、各種藥劑，使氫氧化鎘和氫氧化鎳的生成過程。為了促進(jìn)反應(yīng)物的充分接觸反應(yīng)，反應(yīng)池應(yīng)設(shè)置混合設(shè)備，由于生成的鎳鎘的氫氧化物絮體不易沉降，在進(jìn)入沉淀池之前應(yīng)在反應(yīng)池中投加絮凝劑幫助絮體長(zhǎng)大以利于后續(xù)沉淀單元的處理效果。</p><p>　　反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行絮凝反應(yīng)，在反應(yīng)過程進(jìn)行機(jī)械攪拌。</p><p>　　2.3.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p><b>　　絮凝

36、反應(yīng)</b></p><p>　　pH值 本廢水處理車間主要處理鉻和鋅，沉淀時(shí)鎳鎘氫氧化物的最佳沉淀pH≥10，所以選擇絮凝池pH值為10。</p><p>　　停留時(shí)間 HRT＝20 min</p><p><b>　　G值 50/s</b></p><p><b>　　反應(yīng)池示意圖</

37、b></p><p>　　2.3.2 工藝尺寸</p><p><b>　　反應(yīng)池的有效容積 </b></p><p>　　V=Q·t=200·(20+20)/(24·60)=5.64 m3</p><p>　　式中 Q——設(shè)計(jì)流量，m3/h；</p><p>

38、;　　t ——反應(yīng)時(shí)間，h。</p><p>　　水深 H＝1.0 m</p><p><b>　　超高 0.5 m</b></p><p>　　長(zhǎng) L＝3.0 m</p><p>　　寬 B＝2.0 m</p><p>　　凈尺寸 L×B×H＝3000 mm×

39、;2000 mm×1500 mm</p><p>　　2.3.3 工藝設(shè)備</p><p>　　絮凝反應(yīng)攪拌裝置[9]</p><p>　　按每m3池容輸入功率10 W計(jì)算，需要輸入的功率N為</p><p>　　N=10V/2=10·5.64/2=28.2 W=0.028 kW</p><p>　

40、　攪拌機(jī)機(jī)械總效率η1采用0.75，攪拌機(jī)傳動(dòng)效率η2為0.8，則攪拌機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)功率N'為</p><p>　　N'＝N/（η1η2）＝0.028/（0.75·0.8）＝0.047 kW</p><p>　　槳葉構(gòu)造采用平板形，8葉，槳葉上下邊緣分別距水面和池底0.25 m。</p><p><b>　　2.4 斜板沉淀池&l

41、t;/b></p><p>　　廢水處理中固液分離一般采用沉淀池或氣浮池。斜板沉淀池具有沉淀效率高，停留時(shí)間短，占地少等優(yōu)點(diǎn)，在電鍍廢水中得到廣泛的應(yīng)用。一般為了構(gòu)造簡(jiǎn)單，多采用異向流斜板沉淀池，即水流傾斜向上流，污泥則傾斜向下流。沉淀池中污泥至少每天排一次，以免污泥板結(jié)堵塞排泥管。設(shè)計(jì)的斜板沉淀池如圖所示：</p><p><b>　　斜板沉淀池示意圖</b>

42、</p><p>　　2.4.1 參數(shù)選取[7]</p><p>　　個(gè)數(shù) n 1</p><p>　　水力表面負(fù)荷 q 3 m3/(m2·h)</p><p>　　斜板長(zhǎng) L 1.0 m</p><p>　　斜板傾角 θ 60º&

43、lt;/p><p>　　斜板凈距 d  40 mm</p><p>　　斜板厚 b 5 mm</p><p>　　2.4.2 工藝尺寸</p><p><b>　　池表面積 A </b></p><p>　　A＝Q/(0.91·n·q)＝200/

44、（0.91·1·4·24）＝2.28 m2</p><p>　　式中Q——最大設(shè)計(jì)流量，m3/h；</p><p><b>　　n——池?cái)?shù)；</b></p><p>　　q——表面負(fù)荷，一般用3～5 m3/（m2·h）；</p><p>　　0.91——斜板面積利用系數(shù)。</

45、p><p><b>　　池長(zhǎng) a</b></p><p>　　a= ＝ ＝1.5m</p><p><b>　　取a＝1.5 m</b></p><p><b>　　核算 </b></p><p>　　q＝Q/（0.91·n·A）＝200

46、/（0.91·1·2.25·24）＝4.07m3/(m2·h)</p><p>　　滿足條件3～5 m3/(m2·h)</p><p><b>　　斜板個(gè)數(shù) m</b></p><p>　　m =a/(b+d)-1＝1.5/(0.005+0.04)-1＝32個(gè)</p><p&

47、gt;<b>　　斜板區(qū)高度 h3</b></p><p>　　h3=L·sinθ＝1·sin60º＝0.87 m</p><p>　　取斜板上端清水區(qū)高度 h2=0.5 m</p><p>　　取水面超高 h1=0.3 m</p><p>　　取斜板下端與排泥斗之間緩沖層高度 h4=1.0

48、 m</p><p>　　泥斗斗底為正方形，泥斗底邊長(zhǎng)為a1=0.3 m，泥斗傾角為β＝60º，泥斗高h(yuǎn)5為</p><p>　　h5＝tg60º= tg60º＝0.43 m</p><p><b>　　污泥斗總?cè)莘eV</b></p><p>　　V=2··h5(a12+

49、a12+a1·a2)＝2··0.43·（0.82+0.32+0.8·0.3）＝0.19 m3</p><p><b>　　沉淀池總高度H</b></p><p>　　H=h1+h2+h3+h4+h5＝0.3+0.5+0.87+1.0+0.43＝3.10 m</p><p><b>　　

50、2.4.3細(xì)節(jié)部分</b></p><p><b>　　(1)集水槽</b></p><p>　　采用兩側(cè)淹沒孔口集水槽集水，如圖：</p><p><b>　　集水槽</b></p><p><b>　　集水槽個(gè)數(shù) 1個(gè)</b></p><p&

51、gt;<b>　　槽中流量 </b></p><p>　　q＝200/（24·3600）＝0.002315 m3/s</p><p>　　考慮池子超載系數(shù)為20％，則槽中流量</p><p>　　q0＝1.2q＝1.2·2.315＝0.002778 m3/s</p><p><b>　　槽

52、寬 </b></p><p>　　B＝0.9q0.4 ＝0.9·0.0027780.4＝0.085 m</p><p>　　為便于加工取槽寬 B＝90 mm</p><p><b>　　起點(diǎn)槽中水深 </b></p><p>　　H1＝0.75B＝67.5 mm</p><p&g

53、t;<b>　　終點(diǎn)槽中水深 </b></p><p>　　H2＝1.25B＝112.5mm</p><p>　　槽中水深統(tǒng)一按H2＝115 mm計(jì)。</p><p><b>　　如圖所示：</b></p><p><b>　　集水槽斷面</b></p><

54、p>　　集水方式為淹沒式自由跌落，淹沒水深為0.05m,跌落高度為0.05m,槽超高取0.1m ,則集水槽總高度H</p><p>　　H＝H2+0.05+0.05+0.1＝0.315 m</p><p><b>　　孔眼計(jì)算</b></p><p><b>　　由q0＝ωμ，</b></p><

55、p>　　式中q0——集水槽流量，m3/s；</p><p>　　μ——流量系數(shù)，取0.62；</p><p>　　h——孔口淹沒水深，此處為0.05 m；</p><p>　　ω——孔眼總面積，m2。</p><p>　　得ω＝q0/（μ·）＝＝0.0045 m2</p><p>　　孔徑采用d =15

56、mm,則單孔面積ω0為</p><p>　　ω0＝πd2/4＝0.785·0.012＝0.0001766 m2</p><p><b>　　則孔眼個(gè)數(shù) </b></p><p>　　n＝ω/ω0＝0.0045/0.0001766＝25.4</p><p><b>　　取n＝26</b>&l

57、t;/p><p><b>　　集水槽每邊孔眼個(gè)數(shù)</b></p><p>　　n´＝n/2＝26/2＝13個(gè)</p><p><b>　　相鄰孔眼中心距離 </b></p><p>　　s＝L/（n´+1）＝0.8/（13+1）＝0.057 m</p><p>

58、;　　為加工方便，相鄰兩孔眼間距取0.06 m，靠近兩端各留出0.05 m.</p><p><b>　　(2)落水斗</b></p><p>　　落水斗尺寸為L(zhǎng)×B×H＝300 mm×300 mm×400 mm，排水管采用DN25（外徑Φ×壁厚＝32 mm×2.5 mm）硬聚氯乙烯管.</p>

59、<p><b>　　(3)排泥管</b></p><p>　　選用DN150（外徑Φ×壁厚＝160 mm×5.0 mm）硬聚氯乙烯管。</p><p><b>　　2.5中間水池</b></p><p>　　其作用為沉淀池出水儲(chǔ)池，同時(shí)用作過濾器水泵集水池。有效容積取1h廢水流量。</

60、p><p>　　2.5.1 工藝尺寸</p><p>　　有效容積 V＝1·200/24＝8.33 m3</p><p>　　凈尺寸 L×B×H＝2500 mm×2000 mm×2000 mm</p><p><b>　　2.6 過濾器</b></p>&l

61、t;p>　　去除沉淀單元未能有效去除的微小絮體，進(jìn)一步降低處理廢水重金屬離子濃度，保證達(dá)標(biāo)排放或回用要求。一般可采用PE微孔管過濾、重力式過濾或壓力式過濾。PE微孔過濾精度高，經(jīng)過濾出水濁度可低于0.5 mg/L，但微孔管容易堵塞，需經(jīng)常反沖洗和定期酸洗，每3年應(yīng)更換一次。重力式過濾和壓力式過濾操作簡(jiǎn)單方便，但過濾精度不及PE管，出水濁度在1～1.5 mg/L。壓力式過濾在中小規(guī)模工業(yè)廢水處理中使用較多。選用砂濾器，石英砂單層濾料

62、。</p><p>　　2.6.1 設(shè)計(jì)參數(shù)[7]</p><p>　　濾層厚度 h 1.0 m</p><p>　　承托層厚 h´ 450 mm,分4層</p><p>　　正常濾速 v 8 m/h</p><p>　　強(qiáng)制濾速 v´ 16 m/h</p><p&g

63、t;　　工作周期 T 24 h</p><p>　　反洗膨脹率 40％</p><p>　　反沖強(qiáng)度 15 L/(m2·s)</p><p>　　反沖時(shí)間 5 min</p><p>　　反沖洗水 處理后水</p><p>　　2.6.2 工藝尺寸</p><

64、;p><b>　　截面積 S</b></p><p>　　S＝＝＝1.04 m2</p><p><b>　　直徑 D </b></p><p>　　D＝＝＝1.33 m</p><p><b>　　取D＝1.4m</b></p><p>&l

65、t;b>　　校核空塔流速 v</b></p><p>　　v＝＝＝5.42 m/h</p><p>　　符合要求（5-10 m/h）</p><p><b>　　需要石英砂體積為</b></p><p>　　V＝S·h＝π·0.62·1.0/4＝0.28 m3</p&

66、gt;<p>　　石英砂濾料反沖洗膨脹度為40％，則砂濾料的有效高度為</p><p>　　H＝0.45+1.0·（1.0+0.4）＝1.85 m</p><p>　　砂濾料凈尺寸為 Φ600 mm×2000 mm</p><p><b>　　反沖洗最大需水量為</b></p><p>

67、　　Q´＝5·60·0.3·15/1000＝1.35 m3</p><p><b>　　設(shè)計(jì)取1.5 m3</b></p><p><b>　　2.6.3工藝設(shè)備</b></p><p><b>　　二次提升泵1臺(tái)。</b></p><p&g

68、t;<b>　　2.7 清水池</b></p><p>　　儲(chǔ)存過濾后的凈化水，調(diào)解處理與回用之間的平衡。一旦廢水中金屬離子含量達(dá)不到處理要求，用泵打回調(diào)節(jié)池重新處理。選用方形池，有效容積按砂濾器1次反沖洗水量的2倍計(jì)算，處理達(dá)標(biāo)后的水經(jīng)DN70（75 mm×4 mm）硬聚氯乙烯溢流管直接外排，池底設(shè)DN50泄空管。</p><p><b>　　2

69、.7.1工藝尺寸</b></p><p>　　有效容積 V＝2·1.5＝3.0 m3</p><p>　　池體凈尺寸 L×B×H＝2000 mm×1500 mm×1000 mm</p><p><b>　　2.7.2工藝設(shè)備</b></p><p>

70、;　　反沖洗泵2臺(tái)，用途有二：其一為砂濾器反沖洗提供動(dòng)力，其二在清水池水中金屬離子超標(biāo)是泵回調(diào)節(jié)池。</p><p>　　2.8 污泥處理系統(tǒng)</p><p>　　2.8.1 斜板沉淀池排泥</p><p>　　采用重力排泥，排泥管DN150，自動(dòng)控制排泥閥[10]。</p><p>　　2.8.2 污泥濃縮池</p><

71、p>　　沉淀后污泥的含水率一般在99％左右，經(jīng)化學(xué)法處理后廢水中懸浮物含量為</p><p>　　Cjs＝1.7C1+C2＝1.7·30+300＝351 mg/L</p><p>　　C1——廢水中金屬離子的含量，mg/l；</p><p>　　C2——廢水進(jìn)水中懸浮物含量，mg/l。</p><p>　　濃縮時(shí)間為12h，則

72、有效容積為</p><p>　　V＝50·351·12/[24·（1-99％）·1.02·106]＝0.86 m3</p><p><b>　　直徑取值1.2m</b></p><p>　　H1=0.86/(3.14×0.62)=0.76m</p><p>　　

73、污泥超高取H2=0.3m</p><p>　　污泥緩沖取H3=0.3m</p><p>　　總高度H=0.76+0.3+0.3=1.36m</p><p>　　尺寸為Φ1200 mm×1400 mm</p><p>　　2.8.3 污泥脫水</p><p>　　從斜板沉淀池排出含水率為99％的污泥量為<

74、/p><p>　　v´＝0.63/8＝0.08 m3</p><p>　　在濃縮池內(nèi)濃縮8h后含水率降為98％的污泥量為</p><p>　　v＂＝0.08·（100-99）/（100-98）＝0.04 m3</p><p>　　經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾脫水后污泥含水率可降為70～80％，則每天排泥量為</p><

75、p>　　v＝24·0.004·（100-98）/（100-80）＝0.096 m3/d</p><p>　　以壓濾機(jī)濾餅最大厚度20 mm計(jì)算，需要過濾面積為</p><p>　　A＝0.096/0.02＝4.8 m2</p><p>　　本系統(tǒng)采用一臺(tái)過濾面積為6 m2的板框壓濾機(jī)，1d工作1次即可。</p><p&g

76、t;　　3平面布置及高程布置的設(shè)計(jì)</p><p>　　平面布置和高程布置見附圖</p><p>　　4投資估算與效益分析</p><p>　　4.1構(gòu)筑物與設(shè)備[11]</p><p><b>　　構(gòu)筑物與設(shè)備一覽表</b></p><p>　　4.1.1設(shè)備材料要求[12]</p>

77、<p>　　處理系統(tǒng)對(duì)于要求比較高的，在化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量的罐體采用炭鋼焊接而成的，內(nèi)外作防腐處理，為節(jié)約成本，少占地，盡可能采用設(shè)備一體化設(shè)計(jì)。</p><p>　　本系統(tǒng)對(duì)不放熱反應(yīng)的罐體都采用聚乙烯（PE）材質(zhì)的設(shè)備，PE材質(zhì)具有耐腐蝕、抗氧化、不生銹、外觀美等特點(diǎn)，而且安裝輕巧，維修方便。</p><p>　　處理系統(tǒng)采用機(jī)械攪拌，機(jī)械攪拌主要用于各槽罐的液體攪拌，

78、如反應(yīng)槽、配藥槽等。</p><p>　　電控采用性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠的產(chǎn)品。本系統(tǒng)的廢水輸送泵采用耐腐蝕塑料泵，具有良好的防腐功能，污泥壓濾采用隔膜泵，對(duì)于本系統(tǒng)的處理效果影響最大的是各種藥劑的投加量的控制，計(jì)量泵要運(yùn)行穩(wěn)定。</p><p>　　廢水管路設(shè)計(jì)以及加藥管均采用UPVC管道，部分加藥管采用增強(qiáng)塑料軟管，系統(tǒng)管路分別沿地溝、墻面及管架集中排布，然后分散到各點(diǎn)。</p>

79、;<p>　　4.1.2電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　控制方式分為手動(dòng)河自動(dòng)控制兩種方式，兩種方式可以切換，具有較高的操作靈活性。</p><p>　　廢水處理系統(tǒng)的主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可在主控柜模擬盤上顯示，如廢水調(diào)節(jié)池的工作液位與溢流報(bào)警液位，各罐體的下限報(bào)警液位等。</p><p>　　當(dāng)廢水處理系統(tǒng)出于自動(dòng)待機(jī)狀態(tài)時(shí)，廢水輸水泵可自動(dòng)

80、啟動(dòng)（當(dāng)廢水儲(chǔ)池液位達(dá)到上限后），將廢水輸入處理槽，當(dāng)廢水儲(chǔ)池液位降至下限時(shí)，廢水輸水泵可自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)輸水泵啟動(dòng)后，需操作人員手動(dòng)調(diào)節(jié)流量。</p><p>　　當(dāng)廢水輸水泵啟動(dòng)后，處理槽進(jìn)入自動(dòng)加藥調(diào)節(jié)控制程序，攪拌機(jī)于泵聯(lián)動(dòng)，添加氫氧化鈉自動(dòng)調(diào)節(jié)pH值。反應(yīng)槽絮凝反應(yīng)段通過pH計(jì)控制計(jì)量泵自動(dòng)添加PAM等藥液。</p><p>　　清水池中有在線監(jiān)測(cè)儀，當(dāng)pH值不滿足要求時(shí)，池中攪拌器

81、開啟，pH值調(diào)節(jié)加藥泵自動(dòng)運(yùn)行，將處理后的廢水調(diào)至pH＝6～9范圍。</p><p>　　廢水處理系統(tǒng)在手動(dòng)控制狀態(tài)下，操作人員可在操作現(xiàn)場(chǎng)通過現(xiàn)場(chǎng)操作開關(guān)可實(shí)現(xiàn)上述自動(dòng)控制全部操作程序。</p><p><b>　　4.2處理藥劑</b></p><p><b>　　處理藥品如下表</b></p><

82、p><b>　　處理藥劑級(jí)別</b></p><p><b>　　4.3處理費(fèi)用分析</b></p><p>　　污水處理廠消耗的能源主要包括電、燃料及藥劑等潛在能源，其中電耗占總能耗的60%～90%。電能的消耗主要用于提升污水和污泥，生物處理的供氧和推動(dòng)混合、污泥的穩(wěn)定和處理、專用機(jī)械設(shè)備的能耗、附屬建筑、廠區(qū)的照明等方面，污泥處理電耗占

83、20%，廠區(qū)照明及辦公室用電10%。以外還有運(yùn)行費(fèi)用為藥劑費(fèi)、電費(fèi)和人工工資。工程設(shè)施折舊費(fèi)，本文暫不考慮。反應(yīng)池和調(diào)節(jié)池耗電量為每噸水，加上污泥濃縮，進(jìn)水泵以及辦公附屬設(shè)備，實(shí)際耗電0.18 kWh/t，按照工業(yè)用電每度0.66元計(jì)算電費(fèi)為0.12元；pH調(diào)節(jié)用的藥品和以及絮凝劑PAM和PFS，PAM價(jià)錢為每噸6000元，PFS價(jià)錢為每噸2500元，H2SO4價(jià)錢為每噸900元，NaOH每噸3000元，每噸廢水實(shí)際消耗費(fèi)用為0．3元。

84、人工費(fèi)為工人工資，處理每噸廢水的人工費(fèi)為0.15元。</p><p>　　綜上所述，該廠廢水實(shí)際處理費(fèi)用為：</p><p>　　0.12+0.3+0.15=0.56(元／t)</p><p>　　總之，本工程處理工藝的處理效果好、運(yùn)行費(fèi)用低，處理后的水不僅達(dá)到了廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，而且還可深度處理和回用，既可有效防止當(dāng)前的水體污染，還可在將來實(shí)現(xiàn)廢水回用，節(jié)省地下水，實(shí)

85、現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　4.4 操作管理注意事項(xiàng)</p><p>　　4.4.1斜板沉淀池</p><p>　　運(yùn)行前先開動(dòng)反應(yīng)槽內(nèi)的攪拌器，攪拌3 min后再進(jìn)水。</p><p>　　排泥周期應(yīng)根據(jù)廢水中金屬離子的濃度及污泥斗容積確定，在不影響沉淀效果的前提下，適當(dāng)延長(zhǎng)排泥周期，可以降低污泥的含水率，一般情況下每個(gè)2小時(shí)排泥一

86、次。</p><p><b>　　4.4.2 砂濾器</b></p><p>　　當(dāng)過濾壓力明顯增加或出水水質(zhì)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備沖洗過濾器。</p><p>　　沖洗時(shí)應(yīng)減少調(diào)節(jié)池水量，滿足能容納沖洗排水量的要求，清水池中水要充滿，滿足沖洗水量的要求。</p><p>　　過濾器沖洗后，調(diào)節(jié)池內(nèi)金屬離子濃度會(huì)有變化，

87、注意監(jiān)控處理后水質(zhì)。</p><p>　　石英砂濾料沖洗時(shí)間為5～10 min，先沖洗3 min，中間停幾分鐘，再?zèng)_洗幾分鐘，可以提高沖洗效果。</p><p>　　每隔半年，應(yīng)將石英砂濾料徹底清洗一次，并適當(dāng)補(bǔ)充新濾料。</p><p>　　4.4.3 污泥濃縮池</p><p>　　加入污泥之前，應(yīng)將濃縮池上清液排至調(diào)節(jié)池，不許外排。&l

88、t;/p><p>　　4.4.4 檢測(cè)儀表維護(hù)</p><p>　　定期校準(zhǔn)工業(yè)pH計(jì)數(shù)值，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和運(yùn)行狀態(tài)的良好穩(wěn)定。</p><p><b>　　5總結(jié)</b></p><p>　　鎳鎘電池作為一種蓄電量高、使用壽命長(zhǎng)、不易損壞、體積小、攜帶方便的能源。被廣泛的使用在發(fā)電廠，礦井，交通運(yùn)輸，電子技術(shù)和應(yīng)急電

89、源燈方面。而在生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢液主要是鎳鎘化合物。這些廢液未經(jīng)處理任意的排放不僅污染環(huán)境而且危害人類健康。本設(shè)計(jì)采用最簡(jiǎn)單易行的化學(xué)方法將廢水中的鎳鎘沉淀回收重新利用。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]席國(guó)喜，楊理，路邁西.廢鎳鎘電池再資源化研究進(jìn)展[J].再生資源研究，2005(3)：27-31.</p><

90、p>　　[2]史鳳梅,馬玉新,烏大年. 廢舊鎳鎘電池的處理技術(shù)[J]. 青島大學(xué)學(xué)報(bào),2003,18(4):76</p><p><b>　　-79</b></p><p>　　[3]賈金平,謝少艾,陳虹錦.電鍍廢水處理技術(shù)及工程實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社2009.</p><p>　　[4]李亞峰,佟玉衡,陳立杰.實(shí)用廢水處理技術(shù)

91、[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[5]曾一鳴.膜生物反應(yīng)器技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[6]楊家玲,于秀蘭.鎳鎘堿性蓄電池廢渣、廢液的治理及利用［J］.天津師大學(xué)報(bào)（自科學(xué)版）,1990,16（2）：33-36.</p><p>　　[7]魏先勛.環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].長(zhǎng)沙：湖南科技出版社，200

92、2</p><p>　　[8]孫立平,等.污水處理新工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例[M].北京：科學(xué)出版社，2001.</p><p>　　[9]程振華,王振玉.東日電源廠鎘鎳廢水處理工藝總結(jié)[J].工業(yè)用水與廢水,1999,30(2): 28-29 </p><p>　　[10]初仁興，孫翠云.工業(yè)建筑設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社</p><p

93、>　　[11]沈祥華.建筑工程概預(yù)算[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003，9 </p><p>　　[12]王紹文，楊景玲.環(huán)保設(shè)備材料手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000</p><p><b>　　附圖</b></p><p><b>　　圖1 格柵示意圖</b></p><p&g

94、t;<b>　　調(diào)節(jié)池示意圖</b></p><p><b>　　反應(yīng)池示意圖</b></p><p><b>　　斜板沉淀池示意圖</b></p><p><b>　　砂濾器示意圖</b></p><p><b>　　污泥濃縮池</b&g