1000t线路板废水处理工程设计 53页

本科毕业设计（论文）1000t/d线路板废水处理工程设计学院环境科学与工程学院专业环境工程年级班别20XX级（X）班学号310X008XXX学生姓名XXX指导教师XXX、XXX20XX年X月X日n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计设计总说明本毕业设计的课题是1000吨/日线路板废水处理工艺设计,各类进水水质状况如下:有机废水CODCr=1800mg/L,SS=900mg/L，流量为120m3/d；含络合物的废水CODCr=300mg/L，Cu=50mg/L，流量为180m3/d；含铜离子废水Cu2+=80mg/L，CODCr=300mg/L，流量为640m3/d；含氰化物废水CN=100-200mg/L，CODCr=250mg/L，流量为60m3/d。处理后出水达到《广东省地方标准—水污染物排放限值》（DB44/26-2001）二时段一级标准,即pH=6-9；CODCr=90mg/L；SS=20mg/L；Cu2+=0.5mg/L；CN=0.3mg/L。线路板生产废水，以重金属铜离子污染为主，废水种类复杂，PH变化大，应先分别收集，单独预处理后再集中处理。络合物的处理用化学置换法，但条件许可的话也可用稀释混合法，这样可节约药剂，降低成本。有机物废液经酸化中和反应后，流入调节池，再进行混凝沉淀处理。线路板废水的污泥含有铜等贵重金属，可回收变废为宝。针对线路板废水的这些特点，本设计采用分类处理的物化沉淀为主工艺处理线路板废水。该方法具有工艺简单，处理效果好，构造简单，便于操作和维护等优点，是处理线路板废水的理想工艺，经过处理后的出水各项指标均达到广东省《水污染物排放限值》一级标准。关键词：线路板废水,分类处理,预处理,物化沉淀n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计AbstractThelessonofthisgraduatedesignistheprocessdesignfor1000ton/daycircuitpl-ankwastewater.Thequalityoftheinfluentorganicwastewateris:CODCr=1800mg/L,SS=900mg/L,Q=120m3/d;Thequalityoftheinfluentwastewaterthatcontainchel-atedcopperis:CODCr=300mg/L,Cu=50mg/L,Q=180m3/d;Thequalityoftheinfluentwastewaterthatcontaincopperionis:Cu2+=80mg/L,CODCr=300mg/L,Q=640m3/d.Thequalityoftheinfluentwastewaterthatcontaincyanideis:CN=100-200mg/L,CODCr=250mg/L,Q=60m3/d.Asaresult,thequalityofthedischargedwatercanmeettheGuangdongprovinceemissionlimitsofmunicipalsewageandBemissionstandardlimits.Thequalityoftheeffluentwateris:pH=6-9;CODCr=90mg/L;SS=20mg/L;Cu2+=0.5mg/L;CN=0.3mg/L.Thecircuitplankmanufacturingwastewater,whichheavymetalscopperionspollutionismain,itscompositioniscomplicateanditsPHvariesverybig.Shouldbecollectedseparatelyafterpretreatmentcentralized.Handlingcomplexchemicalreplacement,iftheconditionspermit,thedilutionmixingmethodcouldalsobeused,suchsavingsPharmacy,reducecosts.Acidificationbyorganicwasteandinresponseandthenregulatetheinflowpoolandthencoagulationtreatment.PCBwastewatersludgecontainingcopperandotherpreciousmetals,recyclablewastetotreasure.Accordingtothesecharacteristicsesesofthecircuitplankwastewater,thisdesignadoptsthemathodthatclassificationhandlesandprecipitationhandlesforthemaincraftprocessingthecircuitplankwastewater.Thatmethodhasthecharacteristicsofsimplecraft,effectivehandle,simplestructure,easytooperationandsupportandsoon,whichisanidealcrafttohandlescircuitplankwastewater.Afterhandlingthewater’svariousindexsignsthatallattainthe《exhaustionstandardindirtywater》inGuangdongprovince.Keywords:circuitplankwastewater,theclassificationhandles,pretreatment,physicalandchemicprecipitationn广东工业大学环境工程专业本科毕业设计目录1概述11.1处理废水类型及流量11.2设计进水水质11.3设计出水水质11.4设计依据21.5设计范畴21.6设计原则22处理工艺的设计32.1线路板废水的来源及水质特性32.1.1线路板废水的来源32.1.2线路板废水的水质特性32.2线路板废水处理国内外研究状况42.3线路板废水处理方案比较52.3.1离子交换法处理线路板废水52.3.2气浮法处理线路板废水62.2.3分类处理的物化沉淀法处理线路板废水72.4工艺选择及说明92.4.1废水类别及水质水量92.4.2工艺流程选择的原则92.4.3工艺流程图及说明103工艺流程设计计算123.1含氰化物废水预处理部分设计计算12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计3.1.1设计说明123.1.2设计计算123.2含络合物废水处理部分设计计算133.2.1设计说明133.2.2设计计算133.3有机废水预处理部分设计计算193.3.1设计说明193.3.2设计计算193.4综合废水处理部分设计计算203.4.1设计说明203.4.2设计计算213.5污泥系统部分设计计算303.5.1设计说明303.5.2设计计算303.5.3污泥脱水的设计计算324污水处理站的总体布置344.1总平面布置344.1.1总平面布置原则344.1.2总平面布置结果344.2高程布置354.2.1高程布置原则354.2.2布置结果355设备的选型365.1污水提升部分36n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计5.2污水加压部分375.3污泥输送部分386工程投资及运行成本概算396.1概算范围396.2编制依据396.3概算结果396.3.1主要构筑物投资概算396.3.2各类设备投资概算416.3.2总投资概算426.4运行成本估算42结论44参考文献45致谢46n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计1概述1.1处理废水类型及流量本次工程设计是线路板废水1000t/d，即设计流量为41.7t/h（按24小时计算）。线路板废水和其他废水比较起来，线路板废水中含铜离子浓度较高，及含铜络合物存在，废水种类复杂，pH变化大，废水达标处理有一定的难度。1.2设计进水水质根据设计要求，设计排放污水的进水水质如下表：表1.1废水类别及进水水质（mg/L,pH除外）有机废水含络合物的废水CODcrSSCODCrCu180090030050含铜离子废水含氰化物废水CODCrCu2+CODCrCN30080250100-200PH3～121.3设计出水水质根据广东省《污染物排放限值》（DB44/26-2001）中第二时段一级标准，设计排放污水的水质应达到如下指标：表1.2出水水质（mg/L,pH除外）Cu2+CNCODcrPHSS0.50.3906～92012n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计1.4设计依据1.《水污染物排放标准》DB44/26-20012.《室外排水设计规范》GBJ14-873.《工业污水处理工程设计规定》DBJ08-71-984.《泵站设计规范》(GB/T50265-97)5.《水污染控制工程(下册)》6.《三废处理工程技术手册》7.《中华人民共和国环境保护法》1.5设计范畴某线路板生产厂废水处理系统工程的处理方案，设计范围如下所示：1.本工程设计范围为厂区电路板生产废水，不包括雨水及厂区生活污水。2.本工程设计包括污水处理工艺、总图、给排水、电气控制、土建、机械设备、仪表、分析化学等专业。3.本工程设计为污水处理站，自调节池至界区排放口计止，包括污水处理和污泥处理。4.本工程所需的电源、自来水管，均需建设方按设计要求送至污水处理站界区内。1.6设计原则1.设计方案严格执行有关方面环境保护和工程建设的规定，保证出水达到并优于广东省地方第二时段的一级标准。2.采用经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。3.设备选型兼顾通用性和先进性，处理稳定可靠、效率高、管理方便，维修、维护工作量少，价格适中。4.整个工程布局应合理、规范，与厂区协调一致。5.尽量采用占地面积少的工艺和设备，平面布置要紧凑合理。6.工作设计完成后，力争达到社会效益、经济效益和环境效益的统一。12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计2处理工艺的设计2.1线路板废水的来源及水质特性2.1.1线路板废水的来源1、线路板分为单面板、双面板、多面板，生产工艺流程如下：(1)单面板：开料→打磨→印线路→蚀刻→洗油墨板→钻孔→印字→烘干。(2)双面板：原板→材料切断→材料整面(钻孔)→化学处理(镀铜)→贴干膜→曝光→碱性显影→蚀刻→碱性剥离→干燥→整面→Coverlavfilm贴合→Coverlay临时压著→热压→表面处理(电镀)→外形加工(钻孔)→加工防锈处理→检查→捆包、出货。(3)多层板制作流程：发料→裁切→内层线路制作(经测试、修补后)→黑化→烘烤→压合→烘烤→裁切→铣钻靶→半捞一钻孔→PTH→电镀一次铜→外层线路制作→电镀二次铜→剥膜蚀刻，剥锡铅→L／Q防焊→文字印刷→喷锡→成捞→成品清洗→测试→成检→包装→出货。内层线路制作工序：前处理→压膜D／F，涂饰L／D→曝光→显影→蚀刻→黑化。2、线路板几种工艺生产使用的主要原料有：(1)化学沉铜工艺:氢氧化钠、碳酸钠、表面活性剂、硫酸、双氧水、盐酸、氯化亚锡、锡酸钠、氯化钯、硫酸铜、甲醛、EDTA。(2)电镀(镀铜／镍／锡)工艺:酸性除油剂、硫酸、硫酸铜、硫酸镍、氯化镍、硼酸、硫酸亚锡。(3)蚀刻工艺:氢氧化钠、氯化氨、氨水[1]。2.1.2线路板废水的水质特性1、刷磨工序：下料、钻孔后的刷磨工序产生清洗废水，废水中含重金属离子等。2、微蚀(过硫酸铵一硫酸)工序：废水中主要含Cu2+及NH4+。在酸性条件下，废水中的Cu2+与NH4+无法生成络合物，但在碱性条件下，可形成络合物。3、化学沉铜工序：废水主要含有络合剂EDTA与Cu2+。其中，Cu2+与络合剂形成极稳定的络合物，采用常规的中和沉淀法无法去除Cu2+。12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计4、碱性蚀刻工序：废水中主要含Cu2+及NH3·H2O，当NH4+含量较高以及在碱性条件下，Cu2+与NH4+可形成铜氨络合物，无法用中和沉淀的方法来处理废水中的铜。5、线路制作、防焊工序：线路制作、防焊工序产生去墨废水、显影废水等，废水中含有机物。6、其他工序：对于酸性去油、碱性去油、清洗等工序，也排放一定废水，废水中含重金属离子[2]。线路板废水和其他废水比较起来，线路板废水中含铜离子浓度较高，及含铜络合物（EDTA铜络离子或者铜氨络离子）存在，如果单纯靠中和沉淀法是难以做到达标的。比较有效的办法是先将络合铜破解（即还原反应），将铜离子分离成游离状离子，然后进入中和池里，当中投加碱或石灰乳，生成氢氧化铜这一难溶解物；另外延长沉淀时间对铜离子的去除更加有帮助。最后出水进行深度处理，采用砂滤、活性炭吸附系统，目的是为了防止出水CODCr及铜离子浓度过高而备用的，同时也使该处理工艺更加完整，处理效果更好。处理方法上我们采用化学沉淀法处理，工艺上配备国际先进的PH自控投药系统，使加药方式自动化，以确保废水经治理后实现达标排放。另外，考虑到油墨废水CODCr较高,直接流入后级处理系统对该处理系统冲击较大,故考虑油墨废水先进行预处理，调整PH值及沉淀大量有机物后进入总调节池；重金属废水也要进行预处理，调整PH值，并加絮凝剂进行处理后进入总调节池。2.2线路板废水处理国内外研究状况线路板废水处理方法有化学法（化学沉淀法、离子交换法、电解法等）、物理法（各种滗析法、过滤法、电渗析、反渗透等），化学法是将废水中的污染物质转化成易分离的物态（固态或气态），物理法是将废水中的污染物富集起来或将易分离的物态从废水中分离出来，使废水达到排放标准。国内外采用的方法有以下几种：（1）滗析法滗析法实际上是过滤法，是物理法的一种。去毛刺机排出的含有铜屑的冲洗水，经过滗析器处理，可过滤除去铜屑。经滗析器过滤的出水可回用毛刺机的清洗水。（2）化学法12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计化学法包括氧化还原法和化学沉淀法。氧化还原法是利用氧化剂或还原剂将有害物质转化为无害物质或易沉淀、析出的物质。线路板中的含氰废水和含铬废水常采用氧化还原法，详见后面说明。化学沉淀法是选用一种或几种化学药剂使有害物质转化为易分离的沉淀物或析出物。线路板废水处理选用的化学药剂有多种，如NaOH、CaO、Ca(OH)2、Na2S、CaS、Na2CO3、PFS、PAC、PAM、FeSO4、FeCl3、ISX等，沉淀剂能把重金属离子转化成沉淀物，然后通过斜板沉淀池、砂滤器、PE过滤器、压滤机等，使固液分离。（3）化学沉淀——离子交换法化学沉淀处理高浓度线路板废水一步达到排放标准是比较困难，常和离子交换法结合使用。先用化学沉淀法，处理高浓度的线路板废水，使其重金属离子的含量降低到5mg·L-1左右，再用离子交换法，把重金属离子降低到排放标准。（4）电解——离子交换法电解法处理高浓度线路板废水可降低重金属离子的含量，其目的同化学沉淀法一样。但电解法不足之处是：只对高浓度的重金属离子处理有效，浓度降低，电流明显下降，效率明显减弱；耗电量大，推广较困难；电解法只能处理单一金属。电解——离子交换法就是镀铜、蚀刻废液，对于其它废水，还要用其它方法处理。（5）化学法——膜过滤法线路板企业的废水通过化学预处理，使有害物质沉淀出可过滤的颗粒（直径＞0.1μ），再经膜过滤装置过滤，就能达到排放标准。（6）气态凝聚——电过滤法气态凝聚——电过滤法是美国在80年代开发出来的一种不加化学药剂的新颖废水处理法，属于一种物理方法来处理印制电路板废水。包括三个部分，第一部分是离子化气体发生器，空气被吸入该发生器，能过离子化磁场改变其化学结构，变成高度活化的磁性氧离子和氮离子，用射流装置把这种气体引入废水中，使废水中的金属离子、有机物等有害物质氧化并聚集成团，易于过滤除去；第二部分是电解质过滤器，过滤除去第一部产生的聚团物质；第三部分是高速紫外线照射装置，紫外线射入水中可氧化有机物和化学络合剂，降低CODcr和BOD5。目前，已开发出成套一体化设备可直接应用[3]。12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计2.3线路板废水处理方案比较2.3.1离子交换法处理线路板废水根据废水中含有Cu2＋、NH4－N、SS及酸等多种污染物的特点，选用离子交换法处理该厂废水，废水处理工艺流程见图2.1。图2.1离子交换法工艺流程图用离子交换法处理印刷线路板生产废水，要求水质比较清澈，重金属浓度低的废水，因此废水预处理要求高，运行费用较高，但处理效果好，不产生二次污染，而且可以从再生废液中回收铜，是处理线路板废水的理想工艺，有较高的经济价值，适合小型线路板厂废水的处理。但是鉴于本毕业设计的线路板废水处理量较大，故采用此法不适宜。2.3.2气浮法处理线路板废水气浮法处理工艺的流程图见图2.2。12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计图2.2气浮法工艺流程图处理原理　　(1)络合铜废液主要是化学镀铜废液，加入Na2S破坏铜络合物，使Cu2+形成CuS沉淀去除。除Cu后含COD的出水再做后续处理。　　(2)含COD物质的去除采用化学方法和次氯酸钠氧化二级处理。高COD废液主要含碱性干膜，用浓H2SO4调节pH≤2，使干膜固体凝聚，经沉淀分离后，并入低COD废液，再用次氯酸钠氧化处理，去除COD物质后做去除重金属处理。　　(3)当有含氟废水时，在超过110℃高温下使氟硼酸离解生成HF，再加石灰生成CaF2沉淀分离，除氟后进行后续处理。　　(4)重金属离子废水中主要有Cu2+、Mn2+、Sn2+，调节pH在10.5左右使之生成沉淀，再加混凝剂后进入气浮分离，出水进行粗滤，滤液调节pH值后直接排放。若重金属离子仍然超标，则再经精滤后进入吸附处理，然后排放。吸附材料为OT石。　　(5)酸碱性清洗水的处理是先调节pH≥6，再加混凝剂进行气浮处理。　　(6)污泥处理：在各类废水处理过程中产生的沉淀污泥、气浮污泥进入污泥浓缩池，浓缩后污泥经压渣机过滤，滤液返回重金属废水储池，滤渣泥饼含水量为70%，泥饼量约为2m3/d，运往指定地点进行掩埋。12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计气浮法废水处理工艺效果显著，是处理大型线路板厂废水不错的方法。但是由于气浮法废水处理工艺只能去除溶解性悬浮物，不能处理废水中的重金属，需增加物化沉淀处理工艺来去除废水中的重金属，因此处理流程比较复杂，所用设备较多，占地较大，药物投放量较多，运行成本较高，不适合本设计的水质水量要求，故本设计不采用此工艺。2.2.3分类处理的物化沉淀法处理线路板废水采用分质、分类处理的方法，含重金属铜离子为主的废水以物化沉淀为主的工艺，含有机物为主的显影废水与生活污水采用生化方法处理,具体的工艺流程见图2.3。图2.3分类处理工艺流程图工艺流程特点说明(1)含重金属离子的废水采用凝聚共沉淀处理。加入Fe2(SO4)3和NaOH，可形成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3拥有巨大的吸附表面，能够吸附废水中的各种金属离子与之发生共沉淀。(2)铜氨废水、沉铜络合废水中主要污染物是铜的络合物，用一般方法难以去除。但Na2S在碱性条件下，能与重金属形成比其络合物更稳定的沉淀物CuS,从而达到去除重金属铜的目的。(3)脱墨废水，碱性很强(pH=12左右)，加酸酸化后，形成油墨浮渣，过滤后干渣外运，滤液含有机物，排入有机废水调节池。12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计(4)为了提高物化处理效果，各分质废水分别进入了絮凝反应池，再进行混凝沉淀处理，确保废水达标排放。(5)由于本工程脱墨显影废水等含有机物，用物化方法难以处理，考虑到还有部分生活污水，将这两部分废水一起进行生化处理。本工程方案采用A/O处理系统。A池为生物筛选池，其停留时间短，约为1h，具有吸附、生物筛选、缓冲等功能，0池采用活性污泥法。(6)采用板框压滤机进行污泥处理，泥饼含水率低，成形好，易于搬运，无需投加药剂。2.4工艺选择及说明2.4.1废水类别及水质水量本设计的内容是某公司生产过程产生的线路板废水量1000吨/天，废水中的主要污染物为CODcr、总氰化物、Cr6+、总铅、总铜、总镍等。具体的废水类别及水质水量见表2.3。表2.3废水类别及水质水量类别SS/mg·L-CODcr/mg·L-Cu2+/mg·L-CN/mg·L-Q/m3·d-有机废水9001800——120含络合物废水—30050—180普通含铜废水含氰化物废水——30025080——100-20064060排放标准20900.50.3—2.4.2工艺流程选择的原则根据上述水质、水量状况及线路板废水处理方案的比较,确定其处理工艺流程时候遵循以下几个原则:（1）工程中废水按类分流预处理，废水性质相近者合并处理。（2）由于污水水量、水质变化大，应该选择一个对该特点废水能比较稳定运行的流程。（3）选择工艺上尽量选择简单，容易管理和维护的工艺流程。（4）采用的机械设备尽量少，使运行简单。12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计（5）采用目前比较好的线路板废水技术，可以使出水严格达到广东省地表的一级标准，降低对环境的危害。（6）处理投资省，运行成本低。（7）工程布局合理，结构紧凑，占地面积小，系统注意了与周围环境的协调，与整体环境相一致根据以上原则并借鉴前述的工艺方案，本设计采用分类处理的物化沉淀法处理。2.4.3工艺流程图及说明1、本设计的处理工艺流程图见图2.4。含氰化物废水普通含铜废水有机废水络合物废水NaClO有机废水贮池络合物废水均衡池氰化物反应池泵泵一级破络合物反应池(pH自控)有机废水酸化池综合调节池泵H2SO4泵硫酸Fe2+Ca(OH)2絮凝反应池滤后污水中和反应池(pH自控)浮渣Fe2+Ca(OH)2PAM斜管沉淀池PAM絮凝反应池Na2S二级破络合物池污泥浓缩池斜管沉淀池絮凝反应池污泥泵PAM中间停留池板框压滤机斜管沉淀池泵石英砂过滤器反冲水去综合调节池活性碳吸附器12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计反冲泵反冲泵清水池达标排放图2.4废水处理工艺流程图2、处理工艺流程说明(1)普通含铜废水普通含铜废水水量大,于是其它重金属废水同其混合作为综合废水处理。综合废水一般呈酸性，在pH=3条件下，投加硫酸亚铁将络合铜中的铜还原成一价铜，再加石灰将pH值调至8.5～9.0，使其中的重金属离子形成氢氧化物沉淀去除，在絮凝池内加入高分子絮凝剂（PAM）提高沉淀效果，出水在斜管沉淀池进行水渣分离,上清液流到中间水池，达到一定水位时，利用加压泵将污水输入石英砂过滤罐和活性碳过滤器进行过滤和吸附，吸附后之清水在清水池停留后达标排放。在沉淀池出水处可加硫化钠把关处理。石英砂过滤器和活性碳过滤器定期反冲洗。污泥靠静压排入污泥贮池，经污泥泵输送至板框压滤机脱水，滤液回流入综合调节池，干泥定期交由有资质的单位处理。(2)含络合物废水含络合物的蚀板废水经排水管流入含络合物废水均衡池收集，输水泵便定量连续地将污水输入反应池内进行金属置换工艺。在pH=3条件下，投加硫酸亚铁将络合铜中的铜还原成一价铜，再加入石灰，生成氢氧化合物沉淀，之后加PAM，使得沉淀絮凝成大颗粒状，进入斜管沉淀池(初沉池)容易被除去。水渣分离后的污水流入加硫化钠和PAM的格池，进行深度处理，出水进入另一斜管沉淀池(二沉池)，水渣分离后污水流进中间水池，再用加压泵依次将污水注入石英砂过滤罐和活性碳过滤器进行过滤和吸附，吸附后之清水在清水池停留后达标排放。污泥定期自动排入污泥浓缩池，经污泥泵至板框压滤机脱水，滤液回流入综合调节池，干泥定期交由有资质的单位处理。(3)有机废水含有机物的显影废水和除油废水，CODCr较高，Cu2+浓度较低。经排水管流入有机废水贮存池，再用泵抽入有机废水酸化池，加酸调节pH值至2～3左右，混合反应半个至一个钟后，有机物则形成絮体状浮渣上浮，清渣后将污水流引入综合调节池与综合废水一同处理。12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计(1)含氰化物废水根据含氰化物废水的水量及水质浓度，需对其预处理。因含氰化物废水水量较小,可经排水管直接排入含氰化物废水处理池进行预处理，在此用碱性氯化法处理，药品选用NaOCl。处理后废水排入综合沉淀池。12n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计3工艺流程设计计算3.1含氰化物废水预处理部分设计计算3.1.1设计说明含氰化物废水预处理部分的构筑物只有一个反应池。反应池主要是用于去除氰化物，在反应池中投加次氯酸钠，用次氯酸钠作氧化剂对氰化物进行氧化，破坏氰与金属离子形成的络合物，并使金属离子形成氢氧化物沉淀下来。氧化反应分为二级进行，第一级反应是剧毒的氰化物被氧化成毒性相对低的氰酸盐：即：CN+ClO=CNO+Cl。第二级反应，氰酸盐被进一步氧化成二氧化碳和氮气，即：2CNO+3ClO+H2O=2CO2↑+N2↑+3Cl+2OH为保证一二级反应正常进行，废水pH保持在9.5～10.0，反应时间保持在1.5h[7]。3.1.2设计计算1、池体总容积线路板厂含氰化物废水水量为60m3/d，即2.5m3/h,池体总容积可按下式计算：(3-1)式中:W----反应池总容积（m3）Q----设计流量（m3/h）T----反应时间（min）Q为2.5m3/h；T取90min故m3,取4.0m32、池体的各部分尺寸有效水深h=2.0m，超高为h1=0.3m，则其有效表面积：m2取池长L=2m，则宽B=1m,总高度H=h+h1=2.3m。32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计3、加药量根据氧化反应反应方程式，CN+ClO=CNO+Cl2CNO+3ClO+H2O=2CO2↑+N2↑+3Cl+2OH总反应式：CN+4ClO+CNO+H2O=2CO2↑+N2↑+4Cl+2OH分子量26206已知含氰化物废水中含氰100～200mg/L，取最高浓度时计算则所需的NaClO的量为200×206/26＝1584.6mg/L4、反应池的建设假设现场地质条件允许,反应池采用地埋式，进水水面标高为-0.4m，池底标高为-2.3m。经预处理后的废水用塑料离心泵输送到综合调节池进行处理。3.2含络合物废水处理部分设计计算3.2.1设计说明含络合物的废水处理部分的主要构筑物包括络合物废水均衡池、破络合物反应池、絮凝池以及斜管沉淀池。沉淀池出水的后续处理工序与综合废水沉淀池出水的处理工序是一样的，为节省占地和工程投资，共用了中间池、砂滤罐、活性炭吸附器、清水池和污泥浓缩池几个构筑物，这几个构筑物的设计将会在综合废水的处理设计中进行。3.2.2设计计算1、络合物废水均衡池（1）设计说明废水均衡池主要起到调节络合铜废水水质，达到均质均量的要求。假设现场地质条件允许,此设计采用地埋式，池底设曝气。（2）污泥量假设络合废水中的SS量为50mg/L，废水量W=180m3/d，则进入均衡池后每天产生的污泥总量为Q＝50×10-3×180＝9kg/d32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计污泥含水率设为98％，污泥容重γ为1.0t/m3，则每天需处理的污泥体积为：V＝Q/（1000γ×0.02）=0.45m3（3）设计计算①池体有效容积每天线路板厂络合铜废水废水量为180m3/d，按24小时计算均衡池，则平均流量为：m3停留时间按12小时计算，则均衡池有效容积为：有效m3②池体设计尺寸取有效水深h1=3.0m，则有效面积A为：1=90/3.0=30m2取池长10m，池宽3m。超高h2=0.3m，缓冲高度h4=0.3m，h3=8×0.07＝0.56m(8m是池底坡度的延伸长度)均衡池总高度H=h1+h2+h3+h4=3.0+0.3+0.56+0.3=4.16m（4）络合物废水均衡池建设均衡池采用地埋式，池面标高为0.00m，池底标高为-3.3m，进水水面标高为-0.4m，废水经污水提升泵提升到破络合物反应池。池底设曝气管定时曝气,以防池底污泥沉淀,堵塞提升泵。2、破络合物反应池（1）设计说明破络合物反应池分为一级破络合物反应池和二级破络合物反应池。一级破络合物反应池的设计是先投加亚铁进行破络和混凝反应，再投加石灰，达到沉淀大部分铜离子的作用，以便后续处理。二级破络合物反应池是投加硫化钠对络合物进行深度处理。（2）设计计算总容积可按右式计算：(3-2)式中W----反应池总容积（m3）Q----设计流量（m3/h）T----反应时间（min）32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计①一级破络合物反应池设计计算池体容积：Q为7.5m3/h；T取30min。故=m3，取4.0m3反应池设计尺寸:反应池分四格。有效水深h=1.0m，超高为h1=0.3m，则反应池总有效表面积：m2取池长为4m，则宽为1m，沿长度方向将池分成四格，在第一格中投加硫酸亚铁，用以破含铜络合物及混凝，设机械搅拌；第二格用于反应缓冲，使药物与水体充分混合反应。第三格投加石灰浆液，设机械搅拌；第四格用于反应缓冲。②二级破络合物反应池设计计算池体容积W:Q为7.5m3/h；T取15min。故=m3,取2.0m3反应池设计尺寸：反应池一个，有效水深h=1.0m，超高为0.3m，则其总有效表面积：m2取池宽为1.0m，池长为2.0m。设机械搅拌。(3)加药量①一级破络合物反应池：因络合废水中成分比较复杂，不宜按化学反应式来计算加药量，可按经验推算。此设计每吨水加0.5千克亚铁即可，实际操作可根据废水水质浓度而浮动。其中加石灰可用pH计控制，加石灰量使pH值控制在8～9。②二级破络合物反应池：根据钠与铜的置换公式，Na2S＋Cu2+——→2Na+＋CuS↓分子量78649632n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计由于络合物废水经一级破络合反应池处理后，铜离子已去除一部分，假设进入二级破络合物反应池的铜离子为5mg/L，则所需的硫化钠的量为：5×78/64＝6.094mg/L生成的CuS沉淀的量为：5×96/64＝7.5mg/L（4）破络合物反应池的建设一级破络合物反应池池底标高为5.5m，进水标高为6.2m，水面标高为6.5m。二级破络合物反应池池底标高为4.5m，进水标高为5.2m，水面标高为5.5m。3、絮凝反应池(1)池体有效容积：设计停留时间为10min，有效容积可按下式计算：(3-3)式中W----反应池有效容积（m3）Q----设计流量（m3/h）T----反应时间（min）池体共两个，每个有效容积W=7.5×10/60=1.25m3，取1.5m3，(2)池体设计尺寸:有效水深h=1.0m,超高h1=0.3m,长L=1.5m,宽B=1.0m。(3)加药量：絮凝剂使用PAM，可配制0.2%的溶液，加药量可根据沉淀效果来确定，一般一吨水可加一升，池底设曝气管4、斜管沉淀池(1)设计说明斜管沉淀池是用于去除废水中的悬浮物，同时可去除部分BOD5的构筑物，这里用于去除络合物废水中的悬浮物。斜管沉淀池具有去除率高，停留时间短，占地面积小等优点。本设计采用升流式逆向流斜管沉淀池，斜管长为1.0m，斜管倾角为60°，水流方向与颗粒沉淀方向相反。（2）沉淀池水表面积(3-4)32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计式中A——水表面积；n——池数，个。本设计初沉池取1个，二沉池取1个；q0——表面负荷，取1.2m3/（m2·h）；Qmax——最大设计流量，m3/h，本设计取7.5m3/h；0.91——斜管面积利用系数。初沉池和二沉池的水表面积都为A，A＝7.5/0.91·1·1.2＝6.8m2（3）沉淀池边长取长L=3.4m，宽B=2.0m（4）池内停留时间(3-5)式中——池内停留时间，min；——斜管区上部的清水层高度，m，一般用0.7～1.0m，本设计取0.7m；——斜管的自身垂直高度，m，h3＝1m·sin60°＝0.866m。代入求得：T＝（0.7＋0.866）·60/1.2＝78.3min（5）污泥部分所需容积①初沉池污泥部分在絮凝池出水取1000ml静置10min后沉淀物占15～20ml，因此根据进水的铜离子浓度，可推算进水悬浮物浓度为400mg/L，由于经斜管沉淀后的出水悬浮物浓度很低，浓度可记为0mg/L，污泥含水率为98％，污泥容重γ为1.0t/m3，Q＝87.5m3/h，排泥间隔时间T取1.5d，即36h，则②二沉池污泥部分进水悬浮物浓度为200mg/L，出水悬浮物浓度很低可记为0mg/L,污泥含水率为98％，污泥容重γ为1.0t/m3，Q＝7.5m3/h，排泥间隔时间T取3d，即72h，则32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计（6）污泥斗容积设a1＝0.3m，α＝60°，a＝2.0m，如图3.1:图3.1污泥斗则h5＝（a－a1）tg60°/2＝（2.0－0.3）tg60°/2＝1.472m＝1.472·（2.0＋0.3）·3.4/2＝5.75m3＞5.4m3污泥斗V2=V1=5.75m3＞5.4m3污泥斗设一条穿孔排泥管，采用静水压重力排泥方式，排泥管选用管径DN=315mm的UPVC管。（7）沉淀池的总高度设超高h1＝0.3m，斜管区底部缓冲层高度h4＝0.7m＝0.3＋0.7＋0.866＋0.7＋1.472＝4.04m。32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计（8）斜管沉淀池的建设初沉池池面标高6.0m，池底标高2.0m，进水水面标高为3.9m，出水水面标高为5.74m。二沉池池面标高5.0m,池底标高0.0,进水标高2.9m,出水水面标高4.74m。配水方式采用穿孔墙,集水采用淹没孔集水槽。3.3有机废水预处理部分设计计算3.3.1设计说明本部分包括有机废水贮池、有机废水酸化池的设计计算。有机废水预处理后调回综合调节池与综合废水混合处理。3.3.2设计计算1、有机废水贮池（1）设计说明有机废水贮池和调节池类似，主要起到调节水量，均和水质的作用。待贮水池中水量达到一定水位时，就用污水泵把有机废水送到有机废水酸化池处理。假设现场地质条件允许,采用地埋式建设,池底设曝气管。（2）设计计算每天线路板厂有机废水废水量为120m3/d，按24小时计算调节池，则平均流量为：m3/h停留时间按12小时计算，则调节池有效容积为：有效m3取有效水深h1=4.0m，则有效面积A为：1m2取池长5.0m，池宽3.0m。超高h2=0.3m，调节池总深度H=h1+h2=4+0.3=4.3m（3）贮池建设贮池采用地埋式，池面标高为0.00m，池底标高为-4.3m，进水水面标高为-0.4m，出水水面标高为-4.0m。32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计2、酸化池（1）设计说明在酸化池中投加硫酸调节pH值至3.0，使大量有机物析出形成絮状体上浮，再通过人工捞渣进行水渣分离，余液排入综合调节池。加酸采用pH自控装置。（2）设计计算①池体有效容积有效容积可按右式计算：(3-6)式中W----反应池有效容积（m3）Q----设计流量（m3/h）T----反应时间（min）Q为5m3/h；T取60min。故m3②酸化池设计尺寸设酸化池一个，有效水深h=1.0m，超高为0.3m，则其有效表面积：m2取池长为2.5m，则宽为2.0m。（3）酸化池的建设酸化池进水水面标高为0.5m，水面标高为1.5m，池底标高为0.5m。3.4综合废水处理部分设计计算3.4.1设计说明综合废水处理部分的主要构筑物包括络综合废水调节池、中和反应池、絮凝池、斜管沉淀池、中间水池、砂滤罐、活性炭吸附器、清水池和污泥浓缩池几个构筑物。其中中间水池、砂滤罐、活性炭吸附器、清水池和污泥浓缩池与处理络合废水共用，可根据实际轮流使用，但设计中根据综合废水的水量较大，因此以处理综合废水的水量水质计算。32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计3.4.2设计计算1、调节池（1）设计说明综合废水主要是普通含铜废水，混合有其它各种重金属废水、经过预处理的含氰化物废水及有机废水。综合废水调节池就是要调节各种废水综合后的水质水量，以便于后续处理正常进行。假设现场地质条件允许,采用地埋式建设,池底设曝气管。（2）污泥量总调节池的污泥主要是其它含铜废水及重金属废水，还有一些其它废水的悬浮物所组成的。虽然含氰化物废水和有机废水虽在前面预处理过，这两种废水进入总调节池后产生的污泥量也会沉积。假设综合废水中的SS量为80mg/L，废水量W=820m3/d，则进入综合调节池后每天产生的污泥总量为Q＝80×10-3×820＝65.6kg/d污泥含水率设为98％，污泥容重γ为1.0t/m3，则每天需处理的污泥体积为：V＝Q/（1000γ×0.02）=3.28m3（3）设计计算①池体有效容积每天处理的综合废水量=普通含铜废水量+经过预处理的含氰化物废水及有机废水量，即W=640+120+60=820m3/d按调节池每天处理24小时计算，则平均流量为：m3停留时间按10小时计算，则调节池有效容积为：有效m3②池体设计尺寸取有效水深h2=4.0m，则有效面积A为：1取池长10m，池宽8.55m。综合调节池底坡度取0.07。超高h1=0.3m，有效高度h2=4.0m，缓冲高度h3=0.3m，h4=8×0.07＝0.56m(8m是池底坡度的延伸长度)32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计调节池总高度H=h1+h2+h3+h4=0.3+4.0+0.3+0.56=5.16m（4）调节池建设调节池采用地埋式，进水水面标高为－0.4m。废水由污水提升泵提升到中和反应池。在池底设曝气管定时曝气,以防池底污泥沉淀,堵塞提升泵。2、中和反应池（1）设计说明：中和反应池主要是先在酸性（pH=3）条件下加硫酸亚铁将废水中部分络合物置换，再加碱将pH值调至8.5～9.0时，使其中的重金属离子形成氢氧化物沉淀。（2）设计计算：①池体有效容积总容积可按右式计算：(3-7)式中W----反应池总容积（m3）Q----设计流量（m3/h）T----反应时间（min）Q为34.2m3/h；T取60min。故m3②反应池设计尺寸反应池分四格。有效水深h=2.0m，超高为0.3m，则反应池总有效表面积：m2取池长为10m，则宽为1.71m，沿长度方向将池分成四格，在第一格中投加硫酸亚铁，用以置换含铜络合物及混凝，设机械搅拌器，第二格用于反应缓冲，使药物与水体充分混合反应。第三格投加石灰浆，设机械搅拌器及pH自控，第四格用于反应缓冲。(3)加药量加亚铁反应池：因综合废水中络合物成分比较少，加亚铁量可按经验推算。此设计每吨水加0.2千克亚铁即可，实际操作可根据废水水质浓度而浮动。其中加石灰可用pH计控制，加石灰量使pH值控制在8.5～9。32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计（4）中和反应池的建设中和反应池采用地面式，底部过水，进水水面标高为5.0m，水面标高为5.5m，池底标高为3.5m。3、絮凝反应池(1)池体有效容积设计停留时间为20min，有效容积可按下式计算：(3-8)式中W----反应池有效容积（m3）Q----设计流量（m3/h）T----反应时间（min）池体共一个，有效容积：W=34.2×20/60=11.4m3，取12m3有效水深取2.0m,超高取0.3m，长为3.0m,宽为2.0m。(2)加药量絮凝剂使用PAM，可配制0.2%的溶液，加药量可根据沉淀效果来确定，一般一吨水可加一升所配液，为防止矾花被打碎,池内不设机械搅拌器,池底设曝气管。4、斜管沉淀池（1）斜管沉淀池设计说明本设计采用升流式逆向流斜管沉淀池，斜管长为1.0m，斜管倾角为60°，水流方向与颗粒沉淀方向相反。（2）沉淀池水表面积A(3-9)式中A——水表面积；n——池数，个，本设计取1个；q0——表面负荷，取1.8m3/（m2·h）；Qmax——最大设计流量，m3/h，本设计取34.2m3/h；0.91——斜管面积利用系数。代入数据计算，得A＝34.2/（0.91·1·1.8）＝20.9m232n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计（3）沉淀池设计尺寸每个池长L＝5.0m，则宽B＝4.0m（4）池内停留时间(3-10)式中T——池内停留时间，min；h2——斜管区上部的清水层高度，m，一般用0.7～1.0m，本设计取0.7m；h3——斜管的自身垂直高度，m；h3＝1m·sin60°＝0.866m。代入求得：T＝（0.7＋0.866）·60/1.8＝52.2min（5）污泥部分所需容积在絮凝池出水取1000ml静置10min后沉淀物占15～20ml，因此根据进水的铜离子浓度，可推算进水悬浮物浓度为400mg/L，出水悬浮物浓度很低可设为0mg/L，污泥含水率为98％，污泥容重γ为1.0t/m3，Q＝34.2m3/h，排泥间隔时间T取24h，则（6）污泥斗容积设a1＝0.3m，α＝45°，a＝4.0m，见图3.2:则h5＝（a－a1）tg45°/2＝（4.0－0.3）tg45°/2＝1.85m＝1.85·（4.0＋0.3）·5.0/2＝17.9m3＞16.4m332n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计图3.2污泥斗污泥斗各设一条穿孔排泥管，采用静水压重力排泥方式，排泥管选用管径DN=315mm的UPVC管。（7）沉淀池的总高度H设超高h1＝0.3m，斜管区底部缓冲层高度h4＝0.7m＝0.3＋0.7＋0.866＋0.7＋1.85＝4.416m（8）斜管沉淀池的建设斜管沉淀池采用地面式，池面标高4.916m，池底标高0.5m，进水水面标高为2.750m，出水水面标高为4.616m。5、中间停留池（1）设计说明中间停留池主要起缓冲作用，为后续处理作准备。（2）设计流量：Q＝1000m3/d，即q＝41.7m3/h（3）停留时间T：0.5h（4）有效容积（5）池体尺寸设计有效水深取h=3.0m，超高h1=0.3m选取L=3.5m,B=2.0m,H=h+h1=3.0+0.3=3.3m32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计池体尺寸：L×B×H＝3.5m×2.0m×3.3m（6）中间停留池的建设中间停留池采用半地埋式，池底标高－2.0m，水池池面标高1.0m，进水水面标高为0.8m，出水水面标高为－1.5m。6、石英砂过滤器（1）设计说明过滤的作用主要是有效去除沉淀技术所不能去除的微小粒子和细菌等，而且对BOD5和CODcr也有某种程度的去除效果。鉴于对沉淀出水的进行深度处理的效果和各方面因素的考虑，在过滤这一工序上采用了压力砂滤罐。（2）使用砂滤罐有如下的特点①结构紧凑，易于安装和操作维护②滤速高，处理量大，运行效果稳定，设备占地少③滤料截污容量大，孔隙率高，耐摩擦，比重适中（3）压力砂滤罐的构造①砂滤罐的滤料可以只有一层，也可以有两层或者三层，这要根据具体情况而定。②压力砂滤罐是一种承压的钢罐，进水用泵直接抽入，在压力下工作，允许水头损失可达6-7m。滤后水压较高，可直接送到用水装置或水塔中。③配水系统常用小阻力的缝隙式滤头，支管开缝或孔式（支管外包以尼龙网）等。反冲洗污水通过顶部的漏斗或设挡板的进水管收集并排出，为提高反洗效果，常辅以压缩空气冲洗。④压力砂滤罐外部安装有压力表、取样口，及时监控水头损失和水质变化。滤罐顶部还设有排气阀，以排除池内和水中析出的空气。（4）压力砂滤罐的选用某厂家的压力砂滤罐的技术性能参数见表3.1：32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计表3.1某厂生产的压力砂滤罐的技术性能参数处理量m3/h规格mm过滤面积m2滤层高度m材质厚度mm设备基本配置直径高度140020600.130.8～1.2碳钢61.各接口（进出水口、反洗进出水口、排气口、排污口）法兰；2.进水布水、取水布水装置各一套。3.人孔、卸料口各一个360021600.280.8～1.2碳钢6580023000.50.8～1.2碳钢68100024000.790.8～1.2碳钢610120026001.130.8～1.2碳钢615140027001.540.8～1.2碳钢620160028002.010.8～1.2碳钢625180030002.540.8～1.2碳钢630200031003.140.8～1.2碳钢635220032003.80.8～1.2碳钢840240033004.520.8～1.2碳钢845260036005.310.8～1.2碳钢8设计的流量Q=41.7m3/h选用处理量45m3/h的砂滤罐一个。7、活性炭过滤器（1）设计说明活性炭具有发达的空隙，比表面积大，具有很高的吸附能力。活性炭吸附是有效的去除水的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等的措施。大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代炔等能牢固地吸附在活性炭表面上或空隙中，并对腐殖质、合成有机物和低分子量有机物有明显的去除效果。活性炭使用一段时间后，吸附了大量的吸附质，逐步趋向饱和，丧失了工作能力，严重时将穿透滤层，因此应进行活性炭的再生或更换。（2）活性炭的功效活性炭过滤器利用活性炭自身的吸附和脱色能力，去除液体中的杂质，使液体得到净化，其吸附和脱色能力主要体现在以下几方面：①能吸附水中的有机物、细菌、胶体微粒、微生物。②可吸附氧、氨、溴、碘等非金属物质。③可吸附金属离子，如：银、铜、砷、铋、钴、六价铬、汞、锑、锡等离子。④可有效去除色度和气味。32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计（3）应用范围活性炭过滤器广泛用于食品、医药、电子、化工、工业废水等行业的水处理工程中是水处理过程中的预处理设备，用于防止水中污染物对后续设备的污染，也可用于改善水的气味和色度。（4）活性炭吸附器的性能特点①、吸附过滤效果好，占地面积小。②、使用、管理简便，运行费用低。③、滤料寿命长。（5）活性炭过滤器的选用活性炭过滤器的大小依据水量而定，根据用途不同可选用A3钢材质或不锈钢材质。常用的活性炭为粒状，粒度为0.4~2.4mm之间，形状有圆柱型、球型、无定型炭、空心柱型等。比表面为500~1500m2/g炭，细孔总容积为0.6~1.18m3/g炭。活性炭吸附器在此处的作用是去除砂滤后的一部分悬浮物和铜离子。以下参照某一厂家的活性炭过滤器的技术参数来进行选择设计。设计的流量Q=41.7m3/h如选用处理量45.2m3/h的活性炭吸附器，则只需要1个。32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计表3.2某厂家生产的活性炭过滤器的技术参数型号缸体直径(mm)缸体高度 (mm)进出口管径(mm)法兰过滤面积(m2)建议流量(T/H)SD9009251754750.636.3SD100010251814750.787.8SD1100112518611000.959.5SD1200122519171001.1411.4SD1400143024451001.5315.3SD160016402545125220SD1800184026451502.5425.4SD2000204027451503.1431.4SD2200225028451503.838SD2400245032451504.5245.2SD2600266033451505.353SD2800286034452006.1561.5SD3000306035452007.0670.6LD1400140029501001.5315.3LD160016003135125220LD1800180033001502.5425.4LD2000200034001503.1431.4LD2200220035001503.838LD2400240039001504.5245.2LD2600260040001505.353LD2800280042002006.1561.5LD3000300043002007.0670.6注：1、额定工作压力低于4kgf/cm2，工作温度为5-400C；2、“建议流量”一项数据仅供参考，过滤器的设计及选型须根据水质和工艺视实际情况而定；8、清水池（1）设计说明清水池用于蓄装处理后的废水，调节pH后以便于排放或回用。假设现场地质条件允许,采用地埋式建设。（2）设计流量Q＝1000m3/d，即q＝41.7m3/h（3）清水池体积设停留时间为2小时32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计则（4）清水池面积有效水深h=2.0m，超高为h1=0.3m则（5）清水池尺寸设L＝7.0m，B＝6.0m,H=h+h1=2.0+0.3=2.3m池体尺寸为L×B×H＝7.0m×6.0m×2.3m（6）清水池的建设清水池采用地埋式，池底标高为－2.3m，进水水面标高为0.0m，出水水面标高为－0.5m。3.5污泥系统部分设计计算3.5.1设计说明根据实际本设计采用一般的重力浓缩池，因为此工艺产生的污泥大部分为亚铁泥及部分含铜泥，沉淀效果较好，不必投加任何药剂来加速污泥沉淀，因此将泥斗中的污泥排入浓缩池后即可用泵输送至压滤机上去压滤，上清液则排入调节池。3.5.2设计计算1、浓缩池的总容积根据排泥量及排泥时间间隔设计浓缩池的总容积：（1）初沉池：排泥时间间隔为36h,排泥量为5.4m3（2）二沉池：排泥时间间隔为72h,排泥量为5.4m3（3）综合沉淀池：排泥时间间隔为24h,排泥量为16.4m3由于二沉池的排泥时间间隔较长，在保证使用正常合理的情况下，为节省构筑面积可按以初沉池和综合沉淀池同时排泥(36h/次)总泥量计算，则浓缩池至少需要的总容积V=5.4+16.4=21.8m32、浓缩池边长取长L=3m，宽B=2m32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计3、浓缩池高度h1—有效水深，取3mh2—浓缩池超高，取0.3m浓缩池底部呈斗状，浓缩池泥斗的设计见图3.3：图3.3污泥浓缩池h3—泥斗高度h3=(B1-a)tg60°/2=（2.0-0.5)×tg60°/2=1.3m4、污泥浓缩池总容积V=V1+V2(3-11)式中V1---柱体容积V2---污泥斗容积V1=L·B·h1=3×2×3=18m3V2=L·(a+B1)·h3/2=3.0×(0.5+2.0)×1.3/2=4.875m3V=V1+V2=18+4.875=22.875m3>21.8m3,满足要求。32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计5、浓缩池总高度H总=h1+h2+h3式中h1---浓缩池有效水深，为3.0m，h2---浓缩池超高，取0.3m，h3---浓缩池泥斗高度，为1.3m，则H总=h1+h2+h3=3.0+0.3+1.3=4.6m6、浓缩后污泥体积V1=Q(1－P1)/(1－P2)(3-12)式中P1---进泥污泥的含水率，取值98%P2---浓缩后污泥的含水率，对剩余污泥P2=97%；故本设计取值P2=97%V1=Q(1－P1)/(1－P2)=21.8（1－99%）/(1－97%)=7.27m37、澄清液量V2=Q-V1=21.8－7.27=14.53m38、污泥浓缩池建设污泥浓缩池采用地面式，池子池底标高0.0m，水面标高为4.3m，。上清液回流到调节池处理。3.5.3污泥脱水的设计计算选用板框压滤机，间接操作，脱水效果好，一般脱水后泥饼含水率可达到65％～70％，自动运行。选用国产BAJZ15/810-50自动板框压滤机两台，其主要性能为：过滤面积15m3,框内尺寸810mm×810mm，滤框厚度50mm，滤板数为13片，滤框数12片，装料容积0.3m3，最大滤饼厚度20mm，最大过滤压力，滤布规格（长宽）36×0.93，压紧电流16~18A，外形尺寸（长宽高）4945×1380×1715mm。压滤后的浓缩液通过水泵流回调节池。32n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计4污水处理站的总体布置4.1总平面布置4.1.1总平面布置原则该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，站内各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则：（1）处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。（2）工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。（3）构（建）筑物之间的间距应满足交通、管道渠道辅设、施工和运行管理等方面的要求。（4）管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布之相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。（5）协调好辅助建筑物、道路、绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。4.1.2总平面布置结果该线路板废水处理站位于线路板厂的西北角，常年主导风向为东南风向，地势自西向东呈现一定的坡度。工作室位于处理站的东南向，位于处理站的上风向。含络合物废水以及有机废水的预处理设在西部，预处理后的废水与其它废水综合流入位于处理站西南的调节池进行后续处理。总平面布置结果请见处理站的平面布置图。35n广东工业大学环境工程专业本科毕业设计4.2高程布置4.2.1高程布置原则（1）充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自通过污水处理构筑物，排出处理站外。（2）协调好高程布置与平面布置的关系，做好及减少占地，有利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。（3）做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。（4）协调好污水处理站总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空[9]。4.2.2布置结果见高程布置图35n5设备的选型5.1污水提升部分污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管道充分优化，污水只需一次提升。1、含氰化物废水部分含氰化物废水流量为Q=60m³/d=2.5m³/h，安全系数为k=1.2，Qmax=Q×k=2.5×1.2=3m³/h选用FSB型氟塑料离心泵两台,一用一备,性能与参数见表5.1。表5.1FSB型氟塑料离心泵性能参参数型号流量(m³/h)扬程(m)口 径(mm)功 率(Kw)转速(r/min)汽蚀余量(m)效率(%)进口出口轴功率电机功率25FSB-253.62525251.251.529003352、有机废水部分有机废水流量为120m3/d=5m3/h，安全系数为k=1.2，Qmax=Q×k=5×1.2=6m³/h选用UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵共两台,一用一备,性能与参数见表5.2。表5.2UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵性能参数型 号流量(m³/h)扬程(m)口径(mm)转速(r/min)配备电机(Kw)进口出口32UHB-ZK-7-10710322529000.7543n3、络合废水部分含络合物废水流量为Q=180m³/d=7.5m³/h，安全系数为k=1.2，Qmax=Q×k=7.5×1.2=9m³/h选用UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵共两台,一用一备,性能与参数见表5.3。表5.3UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵性能参数型号流量(m³/h)扬程(m)口径（mm）转速(r/min)配备电机(Kw)进口出口32UHB-ZK-10-201020322529002.24、综合废水部分流量为820m3/d=34.2m3/h，安全系数为k=1.2，Qmax=Q×k=34.2×1.2=41.04m³/h选用UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵共两台,一用一备,性能与参数见表5.4。表5.4UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵性能参数型号流量(m³/h)扬程(m)口径(mm)转速(r/min)配备电机(Kw)进口出口80UHB-ZK-45-32453280652900115.2污水加压部分选用ISG系列单级立式离心泵共两台，一用一备,性能参数如表5.5。表5.5ISG系列单级立式离心泵性能参数：型号叶轮形式流量m3/h扬程m效率%转速r／min功率kw必需汽蚀余量m轴功率电机功率80-160050327829005.597.52.543n5.3污泥输送部分浓缩后污泥体积V1=7.27m3,排泥时间间隔为36h,故排泥量为0.202m3/h,选用QBY型气动隔膜泵QBY-40型,共两台,一用一备,设备的性能参数见表5.6。表5.6QBY型气动隔膜泵性能参数型号英制英寸流量m3/h扬程m出口压力Mpa吸程m介质比量最大允许通过颗粒直径(mm)最大供气压力(Kgf/cm)最大空气消耗量(m/min)噪声(db)QBY-4010-80-600.87≤1.5680.6≤8543n6工程投资及运行成本概算6.1概算范围污水处理厂污水处理工程、污泥处理工程、其他附属建筑工程、其他公用工程等。另外包括部分厂外工程（供电线路、通信线路、临时道路等）。6.2编制依据本工程依据《广东省市政工程费用定额》的标准，及《广东省市政工程费用定额的补充规定》中给水工程费率。套用《全国市政工程预算定额广东省市政工程单位估价表》中的定额基价，并对基价进行调整，调整系数为15.34％。土方工程计取地区材料基价系数，按《广东省市政工程费用定额》中土石方工程费率计算。6.3概算结果6.3.1主要构筑物投资概算主要构筑物的投资概算如表6.1,土建费用约500元/m3。构（建）筑物投资概算见表6.1。43n表6.1构（建）筑物投资概算一览表序号名称土建规格结构材质数量（个）估价（万元）1含氰化物废水反应池2.0m×1.0m×2.3m钢混内衬防腐10.282络合物废水调节池10m×3.0m×4.16m钢混内衬防腐16.253一级络合反应池4.0m×1.0m×1.3m钢混内衬防腐10.264二级络合反应池2.0m×1.0m×1.3m钢混内衬防腐10.155络合废水絮凝池1.5m×1.0m×1.3m钢混内衬防腐20.26络合废水斜管沉淀池3.4m×2.0m×4.0m钢混内衬防腐21.37有机废水贮池5.0m×3.0m×4.3m钢混内衬防腐13.828有机废水酸化池2.5m×2.0m×1.3m钢混内衬防腐10.439综合废水调节池10m×8.6m×5.16m钢混内衬防腐122.3610综合废水反应池10m×1.70m×2.3m钢混内衬防腐12.2611综合废水絮凝池3.0m×2.0m×2.3m钢混内衬防腐10.8312综合废水斜管沉淀池5.0m×4.0m×4.4m钢混内衬防腐43.513中间停留池3.5m×2.0m×3.3m钢混内衬防腐11.1614石英砂过滤罐D=2.4m,H=3.3m碳钢12.815活性炭过滤器D=2.45m,H=3.245m不锈钢1316清水池7.0m×6.0m×2.3m钢混结构14.8317污泥浓缩池3.0m×2.0m×4.6m钢混内衬防腐11.218药物储存房4.0m×3.0m×3.0m砖混—1.219污水泵房5.0m×3.0m×3.0m砖混—2.620化验室3.0m×2.0m×3.0m砖混—221电控室6m×4.0m×3.0m砖混—222污泥脱水间7.0m×5.0m×3.0m砖混—3合计65.4343n6.3.2各类设备投资概算国内设备按厂家出厂价格另外加运杂费用，引进设备按到岸价另加国内运杂费用。概算结果见表6.2表6.2各类设备及投资一览表设备名称规格型号数量价格（万元）FSB型氟塑料离心泵25FSB-2520.6UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵32UHB-ZK-7-1020.7UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵32UHB-ZK-10-2020.7UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵80UHB-ZK-45-3220.85ISG系列单级立式离心泵80-16021QBY型气动隔膜泵QBY-4021.2管道、阀门和配件等─1批2自动板框压滤机BAJZ15/810-5026垂直减速式搅拌机316不锈钢41.6电器及自动控制系统─13液位控制器─50.1加药泵─103加药搅拌机316不锈钢41.2硫酸亚铁配药槽1.2m×0.8m×1.0m10.3硫酸溶液配药槽1.2m×0.8m×1.0m10.3PAM溶液配药槽1.5m×1m×1.2m10.4Na2S配药槽1.5m×1m×1.2m10.4斜管及斜管支架L=1m,d=80mm1批4布水及布气系统—1批1转子流量计—60.9pH在线控制仪pc-31041.6防腐层—3小计33.8543n6.3.2总投资概算总投资概算见表6.3。表6.3总投资概算一览表序号名称造价（万元）备注1设备33.85─2构（建）筑物65.43─3小计99.281+24设计费2.482(3)×2.5%5设备运输、安装费9.928(3)×10%6调试费2.978(3)×3%7税收管理费(承包费)5.957(3)×6%8总概算值120.6253+4+5+6+76.4运行成本估算1、电费污水站总装机容量：45kw；运行功率：30kw；电费单价：0.8元/kw·h；单位废水处理电费：0.576元/m32、药费各种废水处理药费见下表6.4。表6.4废水处理药费表序号废水类别废水（m3/d）药品名称用量（kg/m3）单价(元/kg)总价（元）1含氰化物废水60NaOCl1.51.51352有机废水120H2SO40.51.5903络合铜废水180Na2S0.22.590熟石灰10.8144FeSO40.40.2518PAM0.013257.64综合废水(混合预处理后的有机及含氰化物废水)820FeSO40.250.2551.25熟石灰10.8656PAM0.0132262.45总价1504.256单位废水处理价1.50443n3、人工费污水站共需工人：2人工人工资：1200元/人单位废水人工费：0.08元/m34、其他费用折旧费：1206250×4.5%/(365×1000)=0.148元/m3大修费：1206250×2%/(365×1000)=0.066元/m3维修费：1206250×1%/(365×1000)=0.033元/m3管理费用：(电费+药费+人工费+折旧费+大修费+维修费)×10%=(0.576+1.504+0.08+0.148+0.066+0.033)×10%=0.2407元/m35、总运行费用总运行费用为：电费+药剂费+人工费+其他费用43=0.576+1.504+0.08+0.148+0.066+0.033+0.2407=2.6477元/m343n结论线路板废水污染物种类多，应先分别收集、单独预处理后再集中处理。本设计出发点是建造一个工艺合理、处理效果好、操作简单，同时兼顾经济效益、社会效益和环境效益三统一的线路板废水处理系统。本设计处理目标是达到地方排放一级标准,即pH=6-9；CODCr=90mg/L；SS=20mg/L；Cu2+=0.5mg/L；CN=0.3mg/L。线路板废水和其他废水比较起来，线路板废水中含铜离子浓度较高，及含铜络合物（EDTA铜络离子或者铜氨络离子）存在，如果单纯靠中和沉淀法是难以做到达标的。比较有效的办法是先将络合铜破解（即还原反应），将铜离子分离成游离状离子，然后进入中和池里，当中投加碱或石灰乳，生成氢氧化铜这一难溶解物；另外延长沉淀时间对铜离子的去除更加有帮助。最后出水进行深度处理，采用砂滤、活性炭吸附系统，目的是为了防止出水CODCr及铜离子浓度过高而备用的，同时也使该处理工艺更加完整，处理效果更好。本工艺借鉴了已有的大量工程所采用的处理工艺,立足现有的工艺和管理水平基础上,竭力做到经济合理,运行稳定,管理方便，治理效果良好的目标。处理方法上我们采用化学沉淀法处理，工艺上配备国际先进的PH自控投药系统，使加药方式自动化，以确保废水经治理后实现达标排放。45n参考文献[1]华松林，何淦锋，何明，刘娟红，吴转开.线路板废水处理工艺的探讨[J].工业安全与环保，2002，28（8）：15－17.[2]丁春生,袁冬生.线路板工业废水处理工程实践[J].环境污染与防治,第27卷,第9期,2005年l2月[3]L.Fan.ElectroplatingandPollutionControl.1991，11（5）：30.[4]赵元超.交换法处理线路板生产废水的设计和工业应[J].工业水处理,1997年17卷1期:39-39[5]曾万华,线路板厂的废水处理[J].中国给水排水,1999Vol.15,No.6[6]叶恒朋，陆少鸣，毛卫兵，范怡麟，廖志民.线路板厂废水处理工程实例[J].工业水处理,2004年24卷6期:53-54[7]熊如意，乐美承．碱性氯化法处理选矿含氰废水[J]．污染防治技术，1998，13(3)：18～2O．[8]陈敏生,梁璧凝,陈章.斜管沉淀池的设计体会[J]．中国给水排水,2006年22卷10期:67-67[9]曾科，卜秋平，陆少鸣主编.污水处理厂设计与运行[M].北京:化学工业出版社，2001:38-105[10]王爱民，张运新.环保设备及应用[M].北京:华学工业出版社，2004:68-156[11]张大群.污水处理机械设备设计与应用[M].北京:化学工业出版社，2003:22-26[12]王国华，任鹤云.工业废水处理工程设计与实例[M].北京:化学工业出版社，2004:17-22,46[13]给水排水设计手册（10）（第二版）.中国建筑工业出版社,2000.[14]张自杰等主编.环境工程手册——水污染防治卷.北京：高等教育出版社，1996[15]LarryG.Stuart&LawrenceA.Greenberg.OPTIMIZEDWASTEWATERTREATMENTFORAPRINTEDCIRCUITBOARDFACILITY.[16]M.A.Barakata,b,Y.T.Chenb,C.P.Huangb.RemovaloftoxiccyanideandCu(II)IonsfromwaterbyilluminatedTiO2catalyst.45n致谢本次设计是在汤X教授及薛X工程师对我的悉心指导下完成的，他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和鼓励我，在设计的完成过程中，他们不遗余力地教导我，让我受益匪浅，使我提高了多动手、多思考、独立发现问题和解决问题的能力，在此对其二位表示最真挚的感谢。 另外，在四年的大学学习生涯中，得到了身边许多朋友，同学及老师的很多帮助，在此对他们也表示我衷心的感谢。X47n47