水污染控制工程課程論文鎳鎘蓄電池廢水處理工藝設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　文獻綜述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[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4</b></p><p>　　1.1水質及其標準4</p><p>　　1.2 工藝技術流程[8,9]5</p><p>　　2構筑物設計計算6</p><p><b>　　2.1 格柵6</b></p><p><b>　　2.

4、2調節(jié)池7</b></p><p><b>　　2.3反應池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計15</p><p>　　4投資估算與效益分析15</p><p>　　4.1構筑物與設備[11]15</p><p>　　4.2處理藥劑16</p><p>　　4.3處理費用分析17</p><p>　　

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

7、b>　　文獻綜述</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、制造工藝簡單及成本低的特點 ,可廣泛地應用于移動通訊、 家用電器及電動工具等許多方面。據(jù)估計，目前全球每年鎳鎘電池的生產量為60000t，因此而消耗掉7000 t以上的鎘。僅1999年國內就生產

8、鎘鎳電池4.5億只。雖然全球的鎳鎘電池的產量在逐年減少，但我國鎳鎘電池的產量在近幾年可能會以5%～10%的速度增長[1]。在電池生產浸漬、化成等過程中都有金屬鎘、鎳離子從廢水中排除。高濃度的鎘會造成植物的生長發(fā)育滯緩，還會造成在生物體內殘留和富集，最終通過食物鏈進去人體，危及人類健康。鎘中毒會引起骨痛病、腎損傷、腸胃不適合心血功能障礙等，甚至會導致癌癥。鎳的毒性僅次于鎘，但是大于鉛，因此鎳對人體健康及其環(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>　　廢水處理的任務是采用各種技術措施將廢水中所含有各種形態(tài)的污染物分離出來或將其分解、轉化為無害和穩(wěn)定的物質，使廢水得到凈化。一般說來，廢水中所含的污染物質是多種多樣的，因此不能期望只用一種處理方法就能把

10、所有的污染物質去除殆盡，往往需要有幾種方法組成一個處理系統(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，需要考慮多方面的因素，其中主要包括:廢水的水質，廢水的水量，所含污染物的種類和含量，投資金額以及設備場地等。同時，各種處理方法又各有其優(yōu)缺點。有的處理方法污染物去除率低，但處理費用較低;而有的處理效果較好，但其處理費用較高。因此，在廢水處理過程中既要節(jié)省費用又要達到好的處理效果，

11、往往需要幾種處理方法綜合應用。</p><p>　　一般工業(yè)廢水根據(jù)廢水水質和處理量、排放要求等指標進行分級處理。先用成本低的方法去除大部分污染物，然后進一步用較高級的技術再進行深度處理。對于重金屬鎳、鎘的處理主要有以下集中方法。</p><p>　　2.1化學法處理法[3]</p><p>　　化學方法處理是添加化學試劑后，通過化學反應改變廢水中污染物的物理和化學

12、性質，使其能從廢水中取出并達到國家排放標準的處理方法。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。此方法簡單，藥劑來源廣，經(jīng)濟可靠。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）等與重金屬反應生成難容的硫化物，通過混凝沉淀進行固液分離。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通過電解過程在陰，陽兩級上分別發(fā)生氧化和還原反應，轉化成無害物質；或利用電極氧化和還原產物與廢水中的有害物質發(fā)生化學反應，生成不溶于水的沉淀物，然后分離去除；或通過電解反應回收金屬。優(yōu)點：電解法流程簡單，生產占地少，另外操作也很簡便與電鍍工藝類似，易于被操作工人掌握，而且回收的金屬純

14、度也高，特別是和用于對貴金屬的回收。缺點：電解法耗電多，污泥也多，對于污泥的處理與化學法一樣難以處置。</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行再生。再生是利用再生劑中的離子在濃度占絕對優(yōu)勢的情況下，將離子交換樹脂上的離子洗脫下來，使離子交換樹脂恢復其交

15、換能力。 </p><p>　　離子交換法從本質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廢水時，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。這種方法的缺點是，離子交換樹脂價格較高，樹脂再生時需要酸、堿或食鹽等，運行費用較高，再生液需要進一步處理。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[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、學位差的推動，對兩組分或多組分的氣體或液體進行分離、分級、提純和富集。膜分離法處理電鍍廢水一般選用反滲透、超濾及二者的結合技術，其關鍵是根據(jù)分離條件選擇合適的膜。對于酸性較強的廢液應選擇在酸性環(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，對鍍鎘廢水及含氰等堿性較強的廢液應選用耐堿性較好的分離膜。對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，過程中大多數(shù)無相變化，常溫下操作，有高效、節(jié)能、工藝簡便、投資少、污染小等優(yōu)點，尤其對于處理熱敏物質領域如食品、藥品、和生物工程產品，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，通常還有低能耗和效率高的特點，因而具有顯著的經(jīng)濟效益，故發(fā)展

19、相當迅速，應用也越來越廣泛。在國際膜會議上曾將“在21世紀的多數(shù)工業(yè)中膜過程所扮演的戰(zhàn)略角色”列為專題，進行深入討論，并認為它是20世紀末到21世紀中期最有發(fā)展前途的高技術之一。隨著膜組件國產化程度的提高，制約膜技術發(fā)展的投資額及維修費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踐中，膜分離技術將越來越受到人們的重視。但是作為一項新技術，它的先進性和經(jīng)濟性究竟怎樣尚需深入探索。目前，膜分離技術面臨的問題主要

20、是國產膜性能不佳、進口膜價格昂貴、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，化學法應用最為普遍，在國外約占90％以上，中國各種廢水處理工藝的應用比例依次為化學法、離子交換法、電解法；化學法約占40％，而且化學法呈上升趨勢并逐漸向發(fā)達國家靠近，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、的實用程度[6]。采用化學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)各個處理方法的優(yōu)缺點及本設計的實際情況選擇采用化學法進行2天處理一次。</p><p><b>　　正文</b></p><p><b>　　1處理工藝技術</b></p><

22、;p><b>　　1.1水質及其標準</b></p><p>　　1.1.1蓄電池廢水水質</p><p>　　蓄電池廢水水質如下：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>　　污水排放應達到《國家標

23、準污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準（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、次提升從調節(jié)池到中間水池，二次提升從中間水池到清水池。調節(jié)池中廢水由耐腐蝕泵泵入反應池，在反應池中以重力流方式流經(jīng)反應池、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。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值不達標，可以加酸或加堿進行調節(jié)；如果污染物超標，返回調節(jié)池重新處理。反應過程的控制通過在線pH計和液位計實現(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)板框壓濾機脫水后打包待用。濃縮和壓濾出水返回調節(jié)池重新處理。</p><p>　　1.2.3 藥劑投配系統(tǒng)</p><p>　　在調節(jié)池調節(jié)廢水pH值已達到鎳鎘離子沉淀的要求（pH>10）,而由于高pH值下產生的鎳鎘氫氧化物成膠體不易沉淀，因此在反應池中投加PAM和PFS絮凝劑從而提高沉降率。pH的調節(jié)通過

26、投加氫氧化鈉來實現(xiàn)，雖然氫氧化鈉成本較氫氧化鈣較高，但是其便于運輸儲存和投放，且氫氧化鈣產生的污泥量較大，因此選用氫氧化鈉。</p><p><b>　　2構筑物設計計算</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，可分為鏈式機械格柵除污機、

27、一體三索式格柵除污機、回旋式格柵除污機和階梯式格柵除污機等等。本污水處理項目采用的型式為：鏈式機械格柵除污機（見附圖1、2）。</p><p>　　2.1.1 設計參數(shù)</p><p>　　由進水量而得，設計參數(shù)如下[9]：</p><p><b>　　設計流量：</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 設計計算</p><p><b>　　格柵的間隙數(shù)：</b></p><p>　　則柵條數(shù)目為5-1=4個</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>　　進水渠道漸寬部分長度(l1)：</p><p>　　取進水渠道寬B1＝0.1m，漸寬部分展開角α1＝20°，此時進水渠道流速為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h2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：</b></p><p>　　柵渣采用機械清渣的方式去除。</p><p><b>　　2.2調節(jié)池</b></p><p>　　廢水水質質量有一定的波動，設置調節(jié)池使水質和水量保持相對的穩(wěn)定，有利于后續(xù)處理單元的有效運行，調節(jié)池材料采用鋼筋混凝土，內外作防腐處理，調節(jié)池設事故溢流管。<

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 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>　　調節(jié)池總尺寸 長度×寬度×高度=2500 mm ×3500 mm ×4000 mm</p><p>　　2.2.3工藝裝備 </p><p>　　Ph計，1次提升泵1臺。</p><p><b>　　2.3反應池</b></p><p>　　反應池中加入

35、各種藥劑，使氫氧化鎘和氫氧化鎳的生成過程。為了促進反應物的充分接觸反應，反應池應設置混合設備，由于生成的鎳鎘的氫氧化物絮體不易沉降，在進入沉淀池之前應在反應池中投加絮凝劑幫助絮體長大以利于后續(xù)沉淀單元的處理效果。</p><p>　　反應池內進行絮凝反應，在反應過程進行機械攪拌。</p><p>　　2.3.1主要設計參數(shù)</p><p><b>　　絮凝

36、反應</b></p><p>　　pH值 本廢水處理車間主要處理鉻和鋅，沉淀時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>　　停留時間 HRT＝20 min</p><p><b>　　G值 50/s</b></p><p><b>　　反應池示意圖</

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

38、;　　t ——反應時間，h。</p><p>　　水深 H＝1.0 m</p><p><b>　　超高 0.5 m</b></p><p>　　長 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 工藝設備</p><p>　　絮凝反應攪拌裝置[9]</p><p>　　按每m3池容輸入功率10 W計算，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、　攪拌機機械總效率η1采用0.75，攪拌機傳動效率η2為0.8，則攪拌機所需的電動機功率N'為</p><p>　　N'＝N/（η1η2）＝0.028/（0.75·0.8）＝0.047 kW</p><p>　　槳葉構造采用平板形，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，停留時間短，占地少等優(yōu)點，在電鍍廢水中得到廣泛的應用。一般為了構造簡單，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，以免污泥板結堵塞排泥管。設計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>　　個數(shù) n 1</p><p>　　水力表面負荷 q 3 m3/(m2·h)</p><p>　　斜板長 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——最大設計流量，m3/h；</p><p><b>　　n——池數(shù)；</b></p><p>　　q——表面負荷，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 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>　　斜板個數(shù) m</b></p><p>　　m =a/(b+d)-1＝1.5/(0.005+0.04)-1＝32個</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，泥斗底邊長為a1=0.3 m，泥斗傾角為β＝60º，泥斗高h5為</p><p>　　h5＝tg60º= tg60º＝0.43 m</p><p><b>　　污泥斗總容積V</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細節(jié)部分</b></p><p><b>　　(1)集水槽</b></p><p>　　采用兩側淹沒孔口集水槽集水，如圖：</p><p><b>　　集水槽</b></p><p><b>　　集水槽個數(shù) 1個</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>　　起點槽中水深 </b></p><p>　　H1＝0.75B＝67.5 mm</p><p&g

53、t;<b>　　終點槽中水深 </b></p><p>　　H2＝1.25B＝112.5mm</p><p>　　槽中水深統(tǒng)一按H2＝115 mm計。</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>　　集水槽每邊孔眼個數(shù)</b></p><p>　　n´＝n/2＝26/2＝13個</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×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池，同時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，進一步降低處理廢水重金屬離子濃度，保證達標排放或回用要求。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年應更換一次。重力式過濾和壓力式過濾操作簡單方便，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 設計參數(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>　　反沖強度 15 L/(m2·s)</p><p>　　反沖時間 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>　　設計取1.5 m3</b></p><p><b>　　2.6.3工藝設備</b></p><p><b>　　二次提升泵1臺。</b></p><p&g

68、t;<b>　　2.7 清水池</b></p><p>　　儲存過濾后的凈化水，調解處理與回用之間的平衡。一旦廢水中金屬離子含量達不到處理要求，用泵打回調節(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倍計算，處理達標后的水經(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工藝設備</b></p><p>

70、;　　反沖洗泵2臺，用途有二：其一為砂濾器反沖洗提供動力，其二在清水池水中金屬離子超標是泵回調節(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——廢水進水中懸浮物含量，mg/l。</p><p>　　濃縮時間為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>　　以壓濾機濾餅最大厚度20 mm計算，需要過濾面積為</p><p>　　A＝0.096/0.02＝4.8 m2</p><p>　　本系統(tǒng)采用一臺過濾面積為6 m2的板框壓濾機，1d工作1次即可。</p><p&g

76、t;　　3平面布置及高程布置的設計</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構筑物與設備[11]</p><p><b>　　構筑物與設備一覽表</b></p><p>　　4.1.1設備材料要求[12]</p>

77、<p>　　處理系統(tǒng)對于要求比較高的，在化學反應時會產生熱量的罐體采用炭鋼焊接而成的，內外作防腐處理，為節(jié)約成本，少占地，盡可能采用設備一體化設計。</p><p>　　本系統(tǒng)對不放熱反應的罐體都采用聚乙烯（PE）材質的設備，PE材質具有耐腐蝕、抗氧化、不生銹、外觀美等特點，而且安裝輕巧，維修方便。</p><p>　　處理系統(tǒng)采用機械攪拌，機械攪拌主要用于各槽罐的液體攪拌，

78、如反應槽、配藥槽等。</p><p>　　電控采用性能穩(wěn)定，運行可靠的產品。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，計量泵要運行穩(wěn)定。</p><p>　　廢水管路設計以及加藥管均采用UPVC管道，部分加藥管采用增強塑料軟管，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。</p>

79、;<p>　　4.1.2電氣控制系統(tǒng)設計要求</p><p>　　控制方式分為手動河自動控制兩種方式，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)的主要設備的運行狀態(tài)可在主控柜模擬盤上顯示，如廢水調節(jié)池的工作液位與溢流報警液位，各罐體的下限報警液位等。</p><p>　　當廢水處理系統(tǒng)出于自動待機狀態(tài)時，廢水輸水泵可自動

80、啟動（當廢水儲池液位達到上限后），將廢水輸入處理槽，當廢水儲池液位降至下限時，廢水輸水泵可自動關閉。當輸水泵啟動后，需操作人員手動調節(jié)流量。</p><p>　　當廢水輸水泵啟動后，處理槽進入自動加藥調節(jié)控制程序，攪拌機于泵聯(lián)動，添加氫氧化鈉自動調節(jié)pH值。反應槽絮凝反應段通過pH計控制計量泵自動添加PAM等藥液。</p><p>　　清水池中有在線監(jiān)測儀，當pH值不滿足要求時，池中攪拌器

81、開啟，pH值調節(jié)加藥泵自動運行，將處理后的廢水調至pH＝6～9范圍。</p><p>　　廢水處理系統(tǒng)在手動控制狀態(tài)下，操作人員可在操作現(xiàn)場通過現(xiàn)場操作開關可實現(xiàn)上述自動控制全部操作程序。</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>　　處理藥劑級別</b></p><p><b>　　4.3處理費用分析</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混合、污泥的穩(wěn)定和處理、專用機械設備的能耗、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%。以外還有運行費用為藥劑費、電費和人工工資。工程設施折舊費，本文暫不考慮。反應池和調節(jié)池耗電量為每噸水，加上污泥濃縮，進水泵以及辦公附屬設備，實際耗電0.18 kWh/t，按照工業(yè)用電每度0.66元計算電費為0.12元；pH調節(jié)用的藥品和以及絮凝劑PAM和PFS，PAM價錢為每噸6000元，PFS價錢為每噸2500元，H2SO4價錢為每噸900元，NaOH每噸3000元，每噸廢水實際消耗費用為0．3元。

84、人工費為工人工資，處理每噸廢水的人工費為0.15元。</p><p>　　綜上所述，該廠廢水實際處理費用為：</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、運行費用低，處理后的水不僅達到了廢水排放標準，而且還可深度處理和回用，既可有效防止當前的水體污染，還可在將來實現(xiàn)廢水回用，節(jié)省地下水，實

85、現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　4.4 操作管理注意事項</p><p>　　4.4.1斜板沉淀池</p><p>　　運行前先開動反應槽內的攪拌器，攪拌3 min后再進水。</p><p>　　排泥周期應根據(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，適當延長排泥周期，可以降低污泥的含水率，一般情況下每個2小時排泥一

86、次。</p><p><b>　　4.4.2 砂濾器</b></p><p>　　當過濾壓力明顯增加或出水水質不能滿足要求時，應準備沖洗過濾器。</p><p>　　沖洗時應減少調節(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，調節(jié)池內金屬離子濃度會有變化，

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

88、t;/p><p>　　4.4.4 檢測儀表維護</p><p>　　定期校準工業(yè)pH計數(shù)值，保證檢測結果的準確性和運行狀態(tài)的良好穩(wěn)定。</p><p><b>　　5總結</b></p><p>　　鎳鎘電池作為一種蓄電量高、使用壽命長、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，交通運輸，電子技術和應急電

89、源燈方面。而在生產中產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。本設計采用最簡單易行的化學方法將廢水中的鎳鎘沉淀回收重新利用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]席國喜，楊理，路邁西.廢鎳鎘電池再資源化研究進展[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[J]. 青島大學學報,2003,18(4):76</p><p><b>　　-79</b></p><p>　　[3]賈金平,謝少艾,陳虹錦.電鍍廢水處理技術及工程實例[M].北京：化學工業(yè)出版社2009.</p><p>　　[4]李亞峰,佟玉衡,陳立杰.實用廢水處理技術

91、[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[5]曾一鳴.膜生物反應器技術[M].北京：國防工業(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］.天津師大學報（自科學版）,1990,16（2）：33-36.</p><p>　　[7]魏先勛.環(huán)境工程設計手冊[M].長沙：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計計算實例[M].北京：科學出版社，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[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)建筑設計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社</p><p

93、>　　[11]沈祥華.建筑工程概預算[M].武漢：武漢理工大學出版社，2003，9 </p><p>　　[12]王紹文，楊景玲.環(huán)保設備材料手冊[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>　　調節(jié)池示意圖</b></p><p><b>　　反應池示意圖</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