含氰高浓度有机废水毕业设计

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1、 摘要：含氰高浓度有机废水在化工废水中占有一定比例，属难处理废水之一。该废水的企业主要以制药和印染企业居多，由于此废水对地表水污染十分严重，国家已明令严禁直接排放。氰乙酸甲酯是一种印染医药中间体，其生产废水成分复杂、有机物浓度高、废水中含有少量的氰化物的特点，通过对比论证，在使用NaClO氯化法破氰后，进一步采用UASB厌氧处理和BAF好氧处理的组合工艺进行生化处理。经过工艺计算和经济核算，结果表明：系统工艺选择参数合理，操作简单，运行稳定，出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）的一级标准。关键词：氰化物 次氯酸钠 UASB BAFAbstract:High concentra

2、tions of organic waste water contained CN- holds some proportion in chemical waste water，and its treatment progress is a difficulty in industrial waste water treatment. The pollution of this kind of waste water, which is in the majority charged by medicinal and textile industry enterprises, is extre

3、mely serious to surface water. As a result, the national public proclaim that this kind of waste strictly prohibited directly discharging.CNCH2COOCH3 is a kind of medicinal and textile intermedia , the waste water discharged by the production of CNCH2COOCH3 often contains a lot of compounds and alwa

4、ys gets high organic density , it also contains certain concentration of cyanide .Being contrasted among some popular methods of chemical water treatment, the treatment craft that author chooses is :first, use NaClO to remove the CN- in the water, than pick the treatment of UASB, at last, use BAF tr

5、eatment that the water passed by may reach the standard. Through craft computation and economic check, the author think chosen of the treatment is available. Water which is treated by the method can meet the sewage discharging standards.Key words: cyanide hypochlorous natrium UASB BAF目 录1总论。（1）1.1 化

6、工废水的产生。（1）1.2 化工废水的危害。（1）1.3 化工废水的处理现状。（1）1.4 化工废水处理的发展趋势。（3）2工艺的确定与论证。（3）2.1工艺选择的依据和原理。（3）2.2 工艺流程简图及说明。（16）3工艺设计与计算。（16）31 主要构筑物设计计算。（16）3.1.1调节池。（16）3.1.2事故池。（18）3.1.3反应池。（18）3.1.4 UASB反应器。（19）3.1.5 曝气生物滤池。（26）3.1.6药剂投配系统。（31）3.1.7污泥处理系统。（32）3.1.8集水池。（32）32 水力计算。（32）4操作运行及处理效果说明。（35）4.1 接触反应池运行说明

7、。（35）4.2 UASB反应器的运行管理。（35）4.2.1 UASB厌氧生物处理装置的启动。（35）4.2.2 UASB反应器正常与异常时的运行管理及对策。（35）4.3曝气生物滤池运行管理。（36）4.4 处理效果说明。（36）5经济可行性分析。（37）51 工程造价。（37）5.1.1 设备部分与土建部分及估价。（37）5.1.2 其他费用。（38）5.1.3 工程投资总费用。（38）52 工艺处理费用。（38）5.2.1工艺处理费用。（38）5.2.2 维护费用。（38）6.设计中存在的不足与问题。（39）7参考文献。（40）8致谢。（42）1 总论1.1化工废水的产生化工废水都是在

8、化工生产过程中产生的，主要来源于两部分：化工生产的原料和产品或副产品在生产、包装、运输、堆放的过程中因一部分物料流失又经雨水或用水冲刷而产生的废水；高温冷却水的排放废水。在化工废水中，高浓度有机废水占有很大的比例。在防治污染的过程中，必须集中力量从净化与根除污染源人手，治理污染，保护环境1。化工企业生产中所产生的废水主要污染物见表1。表1 化工企业生产废水主要污染物2名称污染源苯酚、苯炼焦、合成苯酚、化肥、农药生产的废水二甲苯石油炼制、焦化、农药、塑料生产废水苯胺染料、塑料、医药、合成橡胶、离子交换树脂生产废水氰化物塑料、电镀、使用氰基化合物的生产工艺所排废水氢氰酸有机玻璃、丙烯腈、炼焦、煤气

9、、电解银等生产废水氨氮硝酸铵、尿素、合成氨等化肥生产过程所排废水砷硫酸、化肥、农药、医院生产及砷矿石处理所有废水铬颜料、铬盐、催化剂生产废水铅颜料及四乙基铅生产废水镉农药、催化剂生产废水铜以铜及铜的化合物为原料的产品生产废水锌颜料、油漆生产与防腐工艺所排废水镍镍化合物的生产废水磷黄磷、赤磷、磷肥生产工业废水硫酸硫酸生产、化肥厂、石油化工厂等所排废水硝酸利用硝酸生产其它产品的工厂、硝酸厂、氮肥厂等生产废水1.2化工废水的危害化工厂一般多集中于江、河、湖、海附近，生产废水大多就近排人水域，因此对水域的污染极为严重，其危害主要有以下两方面:对人体的健康的影响，水体受化学有毒物污染后，通过饮水或食物链

10、，便可引起人的急慢性中毒；某些有致癌作用的化学物质，如砷、铬、镍、铰、苯胺、苯并(a)花和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后，可以在悬浮物、底泥和水生生物体内蓄积。长期饮用含这些物质的水或食用体内蓄积有这类物质的生物，就可能诱发癌症。对水生生物的影响:化工废水特别是石油化工生产废水，含有各种有机酸、醇和环氧化物等，其特点是生化需氧量和化学需氧量都较高。这种废水一经排人水体，就会在水中进一步氧化分解，从而消耗水中的大量溶解氧，直接威胁水生生物的生存。此外，当水体的pH不稳，营养化物质(N,P)过多，水温较高，油污染等对水生生物也有极大的危害3，4。1.3化工废水的处理现状1.3.1物理处理法即通过物

11、理作用，分离、回收污水中呈悬浮状态的污染物质，在废水处理过程中不改变污染物的化学性质，常用的处理方法有筛滤截留法、重力分离法、离心分离法和其他方法5。（1）筛滤截留主要分截留和过滤两个工艺阶段，是以具有孔粒状粒料层截留水中杂质,主要是降低水中的悬浮物。典型设备有格栅、筛网、滤池、微滤机等。（2）重力分离法利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能,在重力场的作用下自然沉降作用,以达到固液分离的一种过程。主要设备有沉淀池、沉砂池、隔油池和上浮池（包括气浮和浮选）。（3）离心分离法主要利用离心力达到固液分离的目的。主要设备有水旋分离式和离心分离机。（4）此外，还可以采用破碎机和聚合调节等方法进行物理处理，物理处

12、理基本应用于预处理和前期处理。1.3.2化学处理法化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、回收污水中溶解、胶体状态的污染物质，或将其转化为无害物质。主要化学法有加药法、电解法和传质法（物理化学法）6，7。（1）加药法就是添加各种药剂使是达到处理废水的目的。其中包含混凝法、中和法、氧化还原法、化学沉淀法和消毒法。混凝法是通过投加化学药剂产生的凝聚和絮凝作用,使胶体脱稳形成沉淀而去除；中和法主要是加入酸碱试剂使废水达到后期处理的要求；氧化还原法用于预处理中，可适当降解废水中高含量的有机物质，消毒法则用于处理后期，可杀灭一些细菌和有毒物质。（2）电解法就是借助电流来进行化学反应的过程。在电解槽中通

13、入一定电压的直流电，让废水通过电解槽，使废水中的电解质的阴离子转向阳极，并在阳极失去电子而被氧化，阳离子移向阴极，并在阴极得到电子而被还原。电解法主要用于处理电镀废水的金属离子和氰等。（3）传质法包括吸附法、离子交换法、膜分离法（又包括电渗析、反渗透、纳滤、超滤、微滤等）、萃取法、吹脱法和汽提法。吸附法就是利用过孔性的固体物质，使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而出去的方法；离子交换法主要利用离子交换剂对水中存在的有害离子（包括有机的和无机的）进行交换去除的方法，离子交换是特殊的吸附过程，在多方面与吸附类似；膜技术是近30年来的一项高新技术，已经在众多领域发挥了重要作用，它是利用一种特殊

14、的半透膜将溶液隔开，使溶液中的某种溶质或溶剂渗透出来，从而达到分离溶质的目的；萃取法是利用与水不像溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触，使溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂，然后将溶剂与除去污染物质后的废水分离，从而达到净化和回收有用物质的目的；气提和吹脱都属于液相向气相传质的过程，实际上就是吸收的逆过程解析。1.3.3生物处理法此法是通过水微生物的代谢作用，使污水中呈溶解状态、胶体状态及某些不溶解的有机甚至无机污染物质转化为稳定、无害的物质，从而使污水得到净化。常见的有活性污泥法、SBR法、接触氧化工艺、升流厌氧污泥床法等。用生化法处理废水具有运行成本低,操作管理简单,但占

15、地大,且由于微生物对营养物质、pH值、温度等条件有一定要求,难以适应化工废水水质变化大、成分复杂、毒性高、难降解的特点,对色度和COD的去除率低,单纯用生化法治理化工废水达标工作难度大8。1.4化工废水处理的发展趋势近年来各种高级氧化技术如紫外光催化氧化技术、超临界水氧化和湿法氧化技术、电子束和等离子体技术、超声降解技术等在有毒难降解有机废水处理方而有大量的研究工作报道。对特种有机废水具有高效降解作用的优势微生物菌种培养选育、固定化微生物等生物技术的应用，给传统的新型水处理材料，包括膜材料、纳米催化剂、高活性污泥法等生物水处理技术带来了新的活力9。2 废水处理工艺的确定与论证2.1工艺选择的依

16、据和原理2.1.1设计参数及依据（1）工程概况常州市某化工有限公司现有职工100人，年工作300天。该公司以生产氰乙酸甲脂医药中间体为主，其产生的废水成分复杂，有机物浓度高，废水中含有少量的氰化物。（2）设计废水参数(见表2)表2 设计废水进水参数处理水量Qd、QhCODcrBOD5SS总CNpHQd=100T/d，Qh=10T/h4000mg/L500mg/L300mg/L80mg/L45（3）出水参数（见表3）废水经处理后，排水水质应执行污水综合排放标准（GB8978-1996）表中一级标准表3 设计废水出水参数CODcrBOD5SS总CNpH100mg/L20 mg/L70 mg/L0.

17、5 mg/L69（4）设计依据污水综合排放标准（GB8978-1996）给水排水设计规范给水排水工程结构设计规范（GBJ69-84）给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ93-96）混凝土结构设计规范（GBJ10-89）2.1.2设计内容自废水处理站格栅井进水口起，至废水处理站计量渠排水口为止，包括废水处理站界区内处理工艺、土建工程、管道工程、设备及安装工程、电气工程。动力线从废水处理站配电柜开始。不包括调节池前的污水收集系统以及处理设施后排水系统。2.1.3设计要求处理工艺先进成熟，在确定处理工艺方案时必须有可行性论证，每一处理工序段的出水指标要有明确的分析和说明；所选择的处理工艺运行可靠，出

18、水稳定达标。设备选型合理，要有比较方案说明；操作简单，运行稳定，便于维修及管理。在保证处理效果的前提下，尽量降低建设投资和运行费用。废水处理站设施布局合理，整齐美观，体现绿色环保设计的特点。2.1.4工艺确定（1）水质分析废水来源、成分分析本设计的废水来源于氰乙酸甲脂医药中间体的生产废水，氰乙酸甲脂的生产工艺流程如图1：图1氰乙酸甲脂生产流程图原理：氯乙酸先与甲醇酯化，再与氰化钠反应生成氰乙酸甲酯。反应方程式如下： （） （）可以看出，废水性质属于化工行业废水，成分复杂，有机浓度高，废水中含有有毒物质氰化物，氰化物主要以、等无机氰化物存在，也有少数的有机氰化物存在，如不及时处理对人体和牲畜、植

19、物都有很大的危害10。有机污染物可降解性能分析11 生物活力的强弱可以直接体现该生物对有机污染物转化能力的大小，即生物活力指标可以表达有机污染物的生物降解性能。 有机污染物的生物降解性能评价主要有两种：一是比较COD去除率做性能评价见表4：表4 COD去除率做性能评价12COD去除率生物降解性COD去除率生物降解性10%不可生物降解性50%70%可生物降解性20%50%难生物降解性80%易生物降解性二是与比值做性能评价，见表5：表5 B/C性能评价生物降解性生物降解性0.1不可生物降解性0.30.6可生物降解性0.10.3难生物降解性0.6易生物降解性按表6等级划分目前国内部分工业污水的可生物

20、降解性表6 国内部分工业污水的可生物降解性比较12有机污水名称评价注释食品工业污水啤酒废水糖厂废水味精厂污水香料厂废水油脂废水0.50.80.250.30.050.40.54可易难不可可北京某啤酒厂广西某糖厂河南某味精厂山东滕州某厂陕西某油脂厂染料及印染废水染料中间体污水直接染料、活性染料混合污水洗漂废水硫化染料废水0.250.2670.310.16难难可难天津某厂广州某漂染厂广东增城某厂山东青岛某厂制药工业废水青霉素生产废水青霉素生产废水金霉素、庆大霉素混合废水乙酰螺旋霉素废水氟喹诺酮、抗生素混合废水三环唑废水氯苯农药废水对硝基苯氯废水0.50.560.400.20.30.40.150.03

21、0.05可可可难可难不可不可山东济宁某厂河北石家庄某厂浙江某厂苏州某制药厂浙江某农药厂浙江某农药厂扬州某农药厂扬州某农药厂造纸工业废水麦秸造纸黑液造纸中段废水0.030.32不可可河北某制造纸厂山东某造纸厂皮革工业废水制革废水0.450.5可河北某制革厂化工工业废水苦味酸废水0.10.2难ATC废水2-氨基噻唑啉 4-羧酸工业磺胺废水纤维消化脂废水0.260.010.3难不可可天津某厂重庆某厂四川某厂丙烯酸及苯系物脂类废水对氟硝基苯废水赖氨酸废水聚酯纤维废水0.40.500.30.460.330.42可不可可可吉林某化工厂泉州某厂台湾某厂其他工业废水皂素废水钢厂焦化废水橡胶废水顺丁橡胶废水丁苯

22、橡胶废水0.620.170.30.750.90.350.34易难易可可河北定州某厂云南某地制胶废水本设计中废水属于医药、染料中间体化工生产废水，根据已给废水设计参数，=0.125属于难生物降解类废水，且COD浓度较高，普通工艺很难一次性去除。含氰废水毒性分析多数无机氰化物属剧毒、高毒物质,极少量的氰化物就会使人、畜在很短的时间内中毒死亡,还会造成农作物减产。毒性分级见表7。表7 氰化物毒性分级13毒性介绍剧毒高毒中等毒性低毒微毒大鼠一次经口的/（）1000根据本次设计中氰化物排放浓度(80mg/L)，氰化物主要成分(、等无机氰化物)，此类废水属剧毒类，应首先对其破氰处理。（2）处理总方案的确定

23、 此废水属于化学工业行业废水的生产工艺废水，难生物降解且含有有毒物质氰化物，废水中有机物浓度高，进水达到4000，现有化工行业废水处理普遍采用生化法，而生化法有好氧和厌氧两种处理方式。根据此次废水水质和设计要求，采用厌氧处理为主的方法，厌氧生物处理与好氧生物处理工艺相比有如下优点：应用范围广。好氧法一般只适用于低浓度有机废水，对高浓度有机废水需用大量稀释水稀释后才能进行处理，而厌氧法不仅可用于高浓度有机废水的处理，也可用于低浓度有机废水的处理。有些有机物对好氧微生物来说是难降解的，但对厌氧微生物来说是可以降解的。有机负荷率高。好氧法的容积负荷为0.71.2kg，0.71.2kg，而厌氧法的容积

24、负荷为1060kg，4.57kg。动力能耗低。好氧法维持池中溶解氧0.53mg/L，去除每1kg需耗能0.71.3或除去每1kg需耗能1.22.5，而厌氧法，兼氧部分保持溶解氧浓度为00.5mg/L，甲烷发酵部分为持溶解氧浓度为0。另外，产生的沼气可作为能源，去除每1kg一般可产生0.35的沼气，沼气的发热量为2123。沉淀性能好，污泥产量少。好氧法去除每1kg得污泥产量为0.30.45kgVSS，或去除每1kg的污泥产量为0.040.15kgVSS，或去除每1kg的污泥产量为0.070.25kgVSS。 营养盐需要量少。好氧法营养需要量为=100:1:0.1或=100:2:0.314。某工业

25、废水厂进行厌氧生物处理和好氧生物处理相对成本比较，见表8。表8 厌氧生物处理和好氧生物处理相对成本比较15项目厌氧法好氧法中和营养物添加污泥脱水剂电耗操作人员维修39.67.818.67.726.339.581.349.6103.915.529.4总费用(不含产气价值)100.0319.2总费用(含产气价值)28.7319.2明显看出，厌氧生物处理的经济效益十分显著。当然，厌氧技术的发展尚不充分，作为一种新的技术，它尚有不足之处：厌氧方法虽然负荷高，去除有机物的绝对量与进液浓度高，但其出水浓度高于好氧处理，仍需要后续处理才能达到较高的排放标准。厌氧微生物对有毒物质较为敏感，因此，对于有毒废水性

26、质了解的不足或操作不当在严重时可能导致反应器运行条件的恶化。但是随着人们对有毒物质的种类、毒性物质的允许浓度和可驯化性的了解以及工艺上的改进，这一问题正在得到克服。近年来人们发现，厌氧细菌经驯化后可极大的提高其对毒性物质的承受力。厌氧反应器初次启动过程缓慢，一般需要812周时间。这是因为厌氧细菌增殖较慢所致，但正是由于同一原因，厌氧处理才产生很少的剩余污泥。由于厌氧污泥可以长期保存，因此新建的厌氧系统在其初次启动时可以使用现有厌氧系统的剩余污泥接种，启动慢的问题即可解决。由于废水中氰化物含有剧毒，氰化物对后续生化处理的微生物有毒害作用，不利于厌氧微生物的反应，而且废水中有机浓度较高，含有其他有

27、害物质，需要在厌氧生化处理前期进行预处理，而预处理的主要任务就是进行破氰，降解有机物有害基团，提高其生物处理性，同时降低废水浓度，为进一步生化处理创造条件。厌氧处理高浓度有机废水有较好的作用，但是由于厌氧处理高负荷、高进液浓度，厌氧处理后出水的、远大于好氧处理出水，因此对于这些未降解的、悬浮物和还原性物质需要进行后续好氧处理，此外，后续处理工艺也可以使出水达到氰化物的零排放。总言之，本设计的处理方向如图2沼气利用沼气处理厌氧 好 氧 预处理 进水 出水污泥处理图2：处理工艺简明流程图（3）预处理破氰方案选择破坏法是选用不同的氧化剂或氧化方法将氰物质分解为无毒物质而排放,主要有以下几种方法。常用

28、的破氰方法如下：氯氧化法利用氯氧化氰化物，使其分解成低毒物或无毒物的方法叫氯氧化法。常见的含氯药剂有氯气、液氯、漂白粉、次氯酸钙、次氯酸钠和二氧化氯等。实际上它们在溶液中都生成，然后进行氧化作用。一般氯氧化法在碱性条件下进行，故又称碱性氯化法。碱性氯化法的原理是在碱性介质中首先用含氯药剂使废水中的氰化物氧化为氰酸盐进一步氧化为二氧化碳和氮。碱性氯化法于1942年开始应用于工业生产，因此该方法工艺比较成熟应用也最普遍。张家口金矿就采用此法处理含氰废水，并不断改革创新，推进了氯氧化法的发展，尤其是把氯气先吸收在石灰乳中，再进行氯氧化氰化物的反应，避免了氯气的逸出，在国内还是第一家。后来，华尖金矿等

29、几个金矿也应用此工艺，也取得了良好的效果16。碱性氯化法适用于水量和浓度均可变的含氰废水处理。该方法处理含氰废水效果好、设备简单、便于管理、生产过程中宜实现自动化，是工艺比较成熟和普遍采用的方法之一。其缺点是处理后有余产生的氯化氰气体毒性很大，不安全，而且不能去除铁氰络合物，难以准确加药，设备腐蚀严重，运行费用高。空气法空气法又称Inco法，是Inco公司1982年研制开发的，主要是利用与空气的混合物,在pH值为810的条件下氧化分解氰化物。该方法不仅完全适合于从贫液中除去所有氰化物, (氰化物的去除率可达99.9%)，并能消除铁氰络合物。所需设备为氰化厂常用设备,其投资少,工艺较简单,手控、

30、自控均可取得满意的效果,对药剂质量要求不高。但是,由于二氧化硫的氧化能力较弱,所以在废水中必须保持较高浓度的二氧化硫才能达到较好的除氰效果而且不能消除废水中的硫氰化物。电耗高,一般是氯氧化法的35倍,废水中铜浓度低时需加铜盐作催化剂,不能回收废水中贵金属、重金属,对反应pH值的控制要求严格。过氧化氢氧化法此法处理含氰废水技术是由美国杜邦公司于1974年完成的，适合处理低浓度含氰废水。反应在酸性条件下分两步进行：一次反应二次反应1984年德国设计的过氧化氢氧化装置在巴布亚新几内亚的一个黄金矿投入运行。该法是在常温、碱性、有作催化剂的条件下,用过氧化氢氧化氰化物,反应生成的氰酸盐通过水解生成无毒的

31、化合物。此法处理后的废水低,无二次污染,但过氧化氢价格高,生产厂家少, 处理成本较高 (接近碱氯法)，对难氧化，仍有一定毒性，难以广泛推广17。臭氧氧化法该法适用于处理很稀的含氰废液。这是利用空气或氧气高压高频电荷通过电晕放电产生的臭氧,使氰化物、硫氰酸盐氧化。臭氧在水溶液中可释放出原子氧参加反应,表现出很强的氧化性,能彻底氧化游离状态的氰化物。铜离子对氰离子和氰根离子的氧化分解有触媒作用,添加10mg/L左右的硫酸铜能促进氰的分解反应。臭氧法的突出特点是在整个过程中不增加其他污染物质,污泥量少,且因增加了水中的溶解氧而使出水不易发臭。我国已有臭氧发生装置成品出售,一些工厂目前正在使用这种处理

32、技术。应该指出的是目前的臭氧发生器能耗很大,生产1kg耗电12Kwh15Kwh,处理费用较高。除个别地方外,一般难以达到废水处理的经济要求。另外,单独使用臭氧不能使络合状态存在的氰化物彻底氧化。由于理费用高于碱氯法，应用前景远不如碱氯法16，18。活性炭吸附法活性炭吸附法是先让在活性炭表面吸附,在有充足氧存在的条件下,催化剂促使被氧化为、,、将进一步水解为无毒性的最终产物、和。工业试验表明,用此法处理后排放水中的含氰废水中的含氰浓度可低于国家标准的要求,活性炭耐酸耐碱,高温高压下不易破碎,化学性质稳定,处理费用低,同时能回收金及其它金属,但活性炭易失活性需要再生处理。电解氧化法该法在国内外研究

33、很多,主要用于处理电镀含氰废水。电解前首先调整pH 7,并加入少量食盐,电解时，在阳极上氧化生成、,同时被氧化成,进入溶液后生成,加强对氧化作用,阴极上析出金属。该法占地面积小,污泥量小,能回收金属。但电流效率低,电耗大,成本比漂白粉稍高,会产生催泪气体,处理废水难以达标排放。一般先将高浓度含氰废水电解到一定浓度后,再用氯化法处理后排放。氰化厂很少采用此法17。微生物氧化法微生物氧化法是依靠微生物的氧化能力,将废水中的氰化物解离成硝酸盐、硫酸盐和碳酸盐。该法已于1984年被美国南达科他洲Lead的Homestake采矿公司采用,也是惟一使用该法的金矿。此法的优点是可分解硫氰化物,重金属呈污泥除

34、去,渣量少,外排水质好,成本低。但工艺较长,设备复杂,投资大；处理时间相对较长,操作条件十分严格。只适合低浓度含氰废水的处理,对氰化物浓度的大范围变化适应性较差。故对排水水质要求很高,地处温带的氰化厂,使用微生物氧化法比较合适18。在上述破氰方法中，氯化法是处理含氰废水的成熟方法，成本低，处理效果好，能使出水达到标准，但操作复杂，运行费用高；臭氧氧化法虽效果好，但受臭氧生产能力限制，成本较高，且臭氧在水中溶解度只有0.32g/L，利用率较低；过氧化氢氧化法处理成本比氯碱法稍低，但过氧化氢价格也很高，而且来源不广泛，技术没有氯碱法成熟；电解法适于处理高浓度含氰废水的初步处理，后需氯碱法继续深度处

35、理。根据比较，本次设计选用氯氧化法。氯氧化法中氯药剂有氯气、液氯、漂白粉、次氯酸钙、次氯酸钠和二氧化氯作为选择，现用表9作为比较：表9 氯气、液氯、漂白粉、次氯酸钙、次氯酸钠和二氧化氯比较18氧化剂主要化学反应有效氯/%特点液氯100方法成熟，处理费用高，设备易腐蚀，处理后由余氯漂白粉95.4技术成熟，操作简便，处理费用高 ，沉渣多，漂白粉 贮存难保管次氯酸135.4方法简便成熟，易操作，沉渣少，但供料局限性较大二氧化氯260安全、高效，但工艺不成熟，成本较高从高浓度废水的有机物降解预处理和破氰两方面处理的角度而言，选用次氯酸钠作为氯化药剂较为合适。选用次氯酸钠的氧化的优点有：适用于水量和浓度

36、均可变的含氰废水处理。处理含氰废水效果好。设备简单、便于管理、生产过程中宜实现自动化,是工艺比较成熟、采用普遍。对难降解有机物的去除效果好，提高B/C值，有利于后续处理工艺，是高浓度有机废水预处理的有效方法之一。从有效氯的比较而言，氯气的有效含氯量是100%，次氯酸钠有效含氯量为135.4%，而漂白粉有效成分为次氯酸钙，有效氯含量约为95.4%。根据杜锡康的试验，次氯酸钠法试验处理含氰废水的结果如表10：表10 次氯酸钠法废水处理试验结果16进水PH处理前浓度处理量投加量出水PH处理后浓度淀粉检验740152080.07试纸变兰73530258.50.25试纸变兰6.52025258.50.2

37、试纸变兰（4）厌氧法处理的工艺选择目前所用厌氧反应器主要分以下几种类型第一代厌氧消化工艺：普通厌氧消化池、厌氧接触工艺。第二代厌氧消化工艺：上流式厌氧污泥床(UASB)反应器、厌氧滤床、厌氧流化床反应器、厌氧生物转盘等。第三代厌氧反应器及改进工艺：厌氧颗粒膨胀床(EGSB)、厌氧复合床反应器(UASB+AF)、水解工艺和两阶段厌氧消化(水解+EGSB)工艺。 厌氧工艺的对比如表11：表11 各种厌氧处理工艺的优、缺点19工艺类型优点缺点厌氧塘厌氧消化池便宜、实际不需要维护系统非常复杂但可适应高SS浓度需要大量土地，气味问题，不产气低负荷，需要较大池容厌氧接触工艺厌氧滤池适应中等浓度SS运转简单

38、，适应高或低浓度COD中等负荷，需要运行经验不适于废水SS含量高，又堵塞危险UASB工艺运转简单，适应高或低浓度COD，可能是有极高负荷解决运转问题需要技巧，不适应于废水具有高SS的情况本设计选用负荷较高的UASB反应器的厌氧消化工艺，UASB与其他大多数厌氧生物处理装置不同之处是：废水由下向上流过反应器，污泥无需特殊搅拌设备；反应器顶部有三相(固、液、气)分离器。其最大突出特点是能在反应器内实现污泥颗粒化，颗粒污泥的直径一般为0.12cm，相对密度为1.041.08，具有良好的沉淀性能和很高产甲烷活性。污泥颗粒化后，反应器内污泥的平均浓度可达50gVSS/L左右，污泥龄一般在30天以上，而反

39、应器水力停留时间比较短，所以UASB反应器具有很高容积负荷。20下表列出了UASB和其他类型厌氧高效反应器的特征，例如启动情况、去除悬浮物能力，出水循环的需求、布水系统、三相分离器的设置和填料的需要等问题。表12 各种高速厌氧反应器的特征比较20特征UASB反应器上流式AF下流式AF流化床EGSB反应器启动速度初次启动二次启动4-16周0-2d3-4周0-2d3-4周约3-4周不肯定4-16周悬浮物去除或稳定效率满意（在中等或较低的TSS浓度下）相当好（仅在低TSS浓度下，并在不堵塞时）非常差非常差满意出水循环的需要一般不需要可要可不要少量需要大量需要需要复杂布水系统对低浓度水需要有了更好不需

40、要必须有必须有三相分离器必须有有了可能有益不需要有了可能有益必须有填料的需要不是必须的必须有必须有必须有不需要高度与截面比相当高略小略小很高相当高从表12可以看出，厌氧反应器在初次启动时需要较长的时间。但UASB与EGSB在正常运行后会产生剩余颗粒污泥，这些剩余颗粒污泥在常温下可保存很长时间而不失活性。新建的UASB或EGSB反应器可以用现有反应器的污泥接种，这样可以使其运行启动缩短在几天之内；因故暂停的UASB或EGSB反应器再启动运行亦很快，并且无需再次进行厌氧活性污泥驯化与培养。（5）后续处理工艺的选择 后续处理的目标：除去残留的有机物、悬浮物、还原物和一些胶体物质；除去氮和磷除去病源微

41、生物使氰化物达到零排放根据厌氧处理后的排出水质，、及一些残留有机物需要进一步去除，常用的接厌氧后的好氧后续处理有氧化沟、生物接触氧化池、曝气生物滤池、生物转盘等等。本设计采用曝气生物滤池(BAF)，下表是BAF工艺与常规处理工艺的比较，见表13、表14表13 不同处理工艺比较21项目BAF工艺SBR工艺A2/O工艺投资费用土建工程无需二沉池，预处理配协办沉淀池，效率很高，土建量最小无需二沉池，池体一般较深，土建量较大土建量最大机电设备及仪表设备量稍大，自控仪表稍多设备闲置浪费大，自控仪表稍多设备投资一般征地费占地最少，使传统工艺的1/51/10，征地费最少占地稍少，征地费较多占地最大，征地费最

42、多总投资最小较大最大运行费用水头损失约33.5m约34m约11.5m污泥回流不需污泥回流不需污泥回流100%150%曝气量比活性污泥法低30%40%与A2/O工艺基本相同大药剂量用于预处理，稍大较低较低处理后出水的消毒出水水质好，一般不需过滤，消毒剂消耗最少一般需要过滤、消毒，消毒剂消耗大一般需要过滤、消毒，消毒剂消耗大电耗很小较高最高总运行成本较低较高最高工艺效果出水水质SS可达15 mg/L以下BOD可达10mg/L以下COD可达40mg/L以下N可达15mg/L以下SS可达30 mg/L以下BOD可达15mg/L以下COD可达100mg/L以下N可达15mg/L以下SS可达30mg/L以

43、下BOD可达15mg/L以下COD可达100mg/L以下N可达15mg/L以下产泥量产泥量相对于活性污泥法稍大，污泥稳定性稍差产泥量与A2/O工艺差不多，污泥相对稳定产泥量一般，污泥相对稳定有无污泥膨胀无容易产生，需加生物选择器来防止容易产生，需加生物选择器来防止流量变化的影响受过滤速度限制，有一定影响受每个处理单元的可接纳容积限制，有一定影响受沉淀速度限制，有一定影响冲击负荷的影响可承受日常的日冲击负荷荷的影响容池决定了承受冲击负荷的能力，较强容池决定了承受冲击负荷的能力，较强温度变化（低温）的影响（温度将影响硝化/反硝化）滤池从底部进水，上部可封闭，水温波动小，低温运行较稳定处理效果受低温

44、影响较大露天面积大，处理效果受低温影响较大运行管理自动化程度连续进水系统，可根据出水水质实现供氧量和反冲洗得自动调节和控制，自动化程度最高序批式进水系统，可实现供氧量和回流比的自动调节连续进水系统，可实现供氧量和回流比的自动调节日常维护和巡视设备和管道布置紧密，厂区面积小，采用穿孔管曝气，不堵塞，巡视简单设备闲置较多，微孔曝气头容易堵塞，维护量大厂区面积大，设备分散，微孔曝气头容易堵塞，维护量最大大修滤池成组布置，数量较多，停一个滤池进行一次大修对出水水质影响很小需停一个SBR池进行一次大修，时间长，对出水水量和出水水质有影响需停一条线进行大修，时间长，对处理水量和出水水质有影响操作和管理人员

45、人数很少较多较多扩建正常的增加处理量模块化结构，扩建容易，所需占地和土建工作量都很小，工期很短池体为模块结构，扩建相对常规工艺容易，但所需占地和土建工程量大，工期较长为非模块结构，扩建时所有的沉淀池和曝气池需增加个数，所占地和土建工程量最大环境问题臭气问题生化部分可为封闭式，臭味对周围环境影响较小生化部分为敞开式，臭味对周围环境影响很大生化部分为敞开式，臭味对周围环境影响很大表14 不同处理工艺出水水质比较22处理工艺BOD/(mg/L)COD/(mg/L)NH3-N/(mg/L)N/(mg/L)P/(mg/L)SS/(mg/L)A2/O工艺SBR工艺BAF工艺1510575603052118

46、1010111101010另外，普通生物滤池与曝气生物滤池的性能比较如表15：表15 普通生物滤池与曝气生物滤池的性能比较项目普通生物滤池曝气生物滤池组成部分池体、填料、布水系统及排水系统池体、填料、布水系统、布气系统、反冲洗系统、排水系统布水方式从滤池上不用喷嘴滴洒状喷淋从滤池下部通过滤头均匀布水，柱锥状上向流供氧方式在没有堵塞的情况下，靠自然通风供氧，效果受外部条件制约强制鼓风曝气，基本不受外界条件影响滤料滤料一般采用碎石、矿渣、塑料滤料等。其粒径在40-70mm，比表面积为43-65/m3,滤层高度一般小于1.8m（否则易堵，影响通风效果），水头损失约1mH2O/m滤料（高）滤料采用特制

47、的球形轻质陶粒滤料，粒径在3-6，比表面积为6-9/m3，挂膜性能好，反洗容易，截污能力强，阻力小。滤层高度可大于3m（传质效果好，增加对高浓度冲击负荷的缓冲能力）。水头损失约0.15mH2O/m滤料（高）机理利用滤料表面生物膜对废水中的有机物进行吸附氧化，从而使废水净化。生物膜中存在亚硝化细菌、硝化细菌，以硝化细菌占优，但不能充分硝化过滤、生物吸附与生物氧化作用净化废水，滤料表面为好氧环境，内部为厌氧、缺氧的微环境。存在厌氧、缺氧、好氧微生物，使得硝化、反硝化作用同时进行负荷水力负荷0.5-1.5m3/(h)BOD负荷1.0/(m3d)水力负荷4-10m3/(h)BOD负荷5-6/(m3d)

48、系统启动可利用污水中所含微生物进行启动，初次启动时间约4-6周（受气温影响很大）利用污水中所含微生物进行启动，初次启动时间为2-3周适用范围适用于处理生化性较好的废水，其进水COD浓度一般小于200mg/L；若进水COD浓度大于400-500mg/L，则应增加回流设施，否则会出现厌氧现象；进水SS小于50mg/L，一般二级，最好和曝气池串联使用成为活性生物滤池以提高处理效率适用于处理生化性较好的废水，其进水COD浓度允许达到1000-1500mg/L；进水SS100mg/L，按照处理要求不同分为CN池、N池、P池，若无脱氮除磷要求可单级使用。它也是污水深度处理的理想工艺处理效率BOD去除率70

49、%-75%，NH3-N去除率为50%-60%，出水BOD大于30 mg/LBOD去除率大于90%，NH3-N去除率可大于90%，出水SS、BOD小于10 mg/L，NH3-N可控制在1 mg/L以下优缺点综述无动力消耗周围环境差，有臭味，易出现池蝇、蟑螂，滋生苔藓，需隔周向池中投配游离氯（5mg/L），1-2周淹没一次滤池易形成泥穴、集水等，喷嘴易堵 ，需经常清通喷嘴及通风道、扒松表面滤料、高压水冲洗甚至更换滤料，维护工作量大受气温影响大，冬天处理效率低，甚至可能结冰使滤池失效，不宜建在室外抗冲击负荷能力差出水无法达到一级排放标准处理负荷低，相对占地较大有动力消耗，小于0.3kW/m3(以城市

50、生活污水为例)可做成封闭式，不影响周围环境，无臭味产生气水平行上向流，防止气泡在滤层凝结，气水混合效果好，滤料不易堵塞；同时正压流避免滤料中沟流、短流现象产生；维护工作量小受气温影响小，低温运行较稳定滤层较高，同时上向流形成柱推流条件，可承受日常的日冲击负荷出水水质好，加消毒剂消毒能回用负荷高，占地少（为传统高负荷生物滤池的1/5）2.2工艺流程简图及说明见下图3 图3：由于此含氰废水pH呈酸性，而破氰反应池需要进水水质为中性或弱碱性，因此废水首先进入调节池进行水量和pH的调节。经过调节池后废水进入破氰反应池进行破氰处理，利用NaClO氯化法可以使出水含氰量达到排放标准，同时也增加了废水的可生

51、化性，为后续处理作出准备。经过预处理后，利用UASB厌氧反应器对污水进行主要处理，根据上面的论证比较，采用UASB法进行处理是可行的，能除去污水中大部分污染物。经UASB反应器出水后，废水的COD，BOD，SS指标仍不能达到排放要求，要进行后续处理。根据上述论述，采用BAF工艺既能使工艺流程简洁化，减少投资，亦能使出水达到排放要求。反冲洗水和污泥进入污泥浓缩池进行污泥处理，污泥浓缩池上清夜排入集水池后由泵输送至调节池。另外，为了防止处理设备事故的发生，设置一个事故池，存放一天的水量，以保证设备检修的时间。 设计选用的工艺流程针对废水的水质特征，经过与同类处理方法的比较证明，此方案是合理、可行而

52、且相对简洁的。3 工艺设计与计算3.1主要构筑物的设计计算3.1.1调节池（1）设计说明进水水量均匀，为重力流，出水用潜污泵提升。调节池埋入地下一般为进水标高以下2左右不宜太深；池中最高水位不高于进水管的设计高度，最低水位为死水位。为使在线调节池运行良好，宜设混合曝气装置。混合所需功率为0.0040.008池容，所需曝气量为0.010.015空气/(池表面积)设有效空管和溢流管，池口设测流装置。（2）工艺尺寸调节池的容积 已知进水水量设每天8:0018:00(工作时间)连续进水10h，则一天内(24h)污水的平均流量(提升量)。在工作时间内，进水量比提升量多，休息时间内(18:00次日8:00

53、)，进水量比提升量少，此时段进水量为0。当进水量大于提升量，余量在调节池中贮存，进水量小于泵提升量，取用调节池中存水。因此，调节池的理论容积为58.8(取两者大的)。水力停留时间。设计采用的调节池容积，一般宜考虑增加理论容积的10%20%，。调节池的尺寸进水管标高为地下0.6，调节池内有效水深，出水用水泵提升。池表面积。设方形池形，池长L与池宽B相等， 。超高设0.2。在池底设集水坑，集水坑深度0.7。调节池尺寸图如下图4：（3）工艺设备潜污泵调节池集水坑内设2台自动搅匀潜污泵，一用一备，水泵的基本参数为：水泵流量，扬程，配电机功率。搅拌设备为防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀，可采用水泵强制

54、循环进行搅拌，也可采用专用搅拌设备进行搅拌，也可采用专用搅拌设备进行搅拌。水泵强制搅拌循环搅拌，是在调节池底部设穿孔管，穿孔管与水泵压力水相连，用压力水进行搅拌。水泵强制循环的优点是不需要在池内安装其他专用搅拌设备，并可根据悬浮物沉积的程度随时调节压力水循环的强度。其缺点是穿孔管容易堵塞，检修也不大方便，影响使用。所以，目前工程上常用潜水搅拌机进行搅拌；此外，本设计使用专用搅拌设备的另一个原因是为了使破氰工艺的水质达到碱度要求，原水需要在调节池内加碱中和，为使反应均匀、充分，必须使用专用搅拌设备。根据调节池有效容积，搅拌功率一般按1污水48W选配搅拌设备。本设计取8W，调节池选配潜水搅拌机的总功率为。选择1台潜水搅拌机，型号：QJB0.85/8-260/3-740/C/S；生产厂家：宜兴市腾胜环保有限公司；主要参数：单台设备功率为0.85，叶轮直径为260，叶轮转速为740，额定电压为 380 伏，频率为 50Hz。将潜水搅拌机安装在