硝基苯废水处理工艺设计方案28236.docx
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1、硝基苯废水处理工艺设计方案目 录第一章 处理理工艺的的文献综综述21.1含含硝基苯苯废水对对环境的的危害221.2处处理硝基基苯的技技术方法法现状331.2.1 物物理法331.2.2 化化学法331.2.3 生生物法44第二章 工程程设计资资料与依依据52.1 废水水水量52.2 设计进进水水质质52.3 设计出出水水质质52.4 设计依依据62.5 设计原原则与指指导思想想6第三章 工艺艺流程的的确定663.1 废水的的处理工工艺流程程63.2 工艺流流程说明明73.3 工艺各各构筑物物去除率率说明88第四章 构筑筑物设计计计算994.1 设计水水量的确确定94.2 调节池池94.3 微电
2、解解塔1004.4 FENNTONN氧化池池124.5 中和反反应池1134.6 沉淀池池144.7 生活污污水格栅栅164.8 生活污污水调节节池174.9 生化处处理系统统184.100 二沉沉池1994.111 污泥泥浓缩池池20第五章 构筑筑物及设设备一览览表215.1 主要构构筑物一一览表2215.2 主要设设备一览览表22第六章 管道道水力计计算及高高程布置236.1 平面布布置及管管道的水水力计算算236.2 泵的水水力计算算及选型型266.3 高程布布置和计计算288第七章 参考考文献331第一章处处理工艺艺的文献献综述1.1含含硝基苯苯废水对对环境的的危害硝基苯,分分子式为为
3、C5H6NO2,相对对分子量量为1223,相相对密度度(水=1)11.200,熔点点在5.7,沸点点是2110.99。硝基基苯是淡淡黄色透透明油状状液体,有有苦杏仁仁味,不不溶于水水,溶于于乙醉、乙乙醚、苯苯等多数数有机溶溶剂。用用于溶剂剂,制造造苯胺、染染料等。环环境中的的硝基苯苯主要来来自化工工厂、染染料厂的的废水废废气,尤尤其是苯苯胺染料料厂排出出的污水水中含有有大量硝硝基苯。硝基苯在在水中具具有极高高的稳定定性,由由于其密密度大于于水,进进入水体体后会沉沉入水底底,长时时间保持持不变。又又由于其其在水中中有一定定的溶解解度,所所以造成成的水体体污染会会持续相相当长的的时间。硝硝基苯类类
4、化合物物化学性性能稳定定,苯环环较难开开环降解解,常规规的废水水处理方方法很难难使之净净化。因因此,研研究硝基基苯类污污染物的的治理方方法和技技术十分分必要。1.2处处理硝基基苯的技技术方法法现状1.2.1物理理法对含高浓浓度硝基基苯的工工业废水水,采用用物理手手段处理理既可降降低硝基基苯的浓浓度,改改善废水水的可生生化性,又又可以回回收部分分硝基苯苯,实现现资源利利用最大大化。主主要的物物理处理理方法有有:吸附附法、萃萃取法和和汽提法法。对于吸附附法,硝硝基苯废废水处理理研究中中颗粒状状活性炭炭、炉渣渣、有机机膨润土土等都是是应用较较多的吸吸附剂。赵赵钰等1在用活活性炭吸吸附法处处理含芳芳香
5、族硝硝基化合合物的染染料废水水的工程程试运行行中,CCOD平平均值由由2099mg/L下降降至1119mgg/L。对于萃取取法,目目前一般般采用多多级萃取取法或萃萃取法与与其他方方法协同同处理。林林中祥等等人22用NN5O3苯做萃萃取剂对对硝基苯苯生产废废水进行行处理,萃萃取两次次可使硝硝基苯含含量达国国家一级级排放标标准。对于汽提提法,用用于处理理高浓度度硝基苯苯废水,工工艺上较较为可行行。于桂桂珍等3利利用汽提提吸附法法处理硝硝基苯废废水,实实验表明明,硝基基苯的去去除率可可达900%以上上,汽提提后的废废水经碳碳黑吸附附,废水水中硝基基苯含量量可降至至10mmg/LL以下,效效果较好好1
6、.2.2化学学法针对于处处理硝基基苯的化化学法主主要有电电化学法法和高级级氧化法法。电化化学氧化化的基本本原理有有两种:一是直直接电化化学反应应,指通通过阳极极氧化使使污染物物在电极极上发生生转化或或燃烧,把把有毒物物质转变变为无毒毒物质,或或把非生生物相容容的有机机物转化化为生物物相容的的物质,例例如芳香香化合物物的开环环氧化等等。二为为间接电电化学转转化,指指利用电电极表面面产生的的强氧化化性活性性物种使使污染物物发生氧氧化还原原转变。宋宋卫健等等4以DSSA类电电极作为为阳极,对对模拟硝硝基苯废废水进行行的降解解实验证证明,在在电流密密度155mA/cm2条件下下,COODcrr的去除除
7、率可达达到900%以上上。也有有樊红金金等55对催催化铁内内电解法法处理硝硝基苯废废水降解解动力学学特性进进行了研研究。结结果表明明,降解过过程符合合准一级级动力学学规律。进进水浓度度、pHH值和反反应温度度强烈影影响硝基基苯的降降解速率率。高级氧化化技术近近年来的的发展非非常迅速速,有臭臭氧氧化化,Feentoon试剂剂氧化,湿湿式氧化化等。针针对硝基基苯废水水,报道道较为集集中的是是Fenntonn试剂氧氧化。FFentton氧氧化体系系由过氧氧化氢和和催化剂剂Fe22+构成成。Feentoon氧化化法处理理废水的的原理是是:在酸酸性溶液液中,在在Fe22+催化化剂作用用下,HH2O2能产
8、生生活泼的的.OHH,从而而引发和和传播自自由基链链反应,加加快有机机物和还还原性物物质的氧氧化。余余宗学6采采用Feentoon试剂剂对间硝硝基苯生生产废水水进行预预处理,在在最佳反反应条件件下,废废水中硝硝基苯类类化合物物的转化化率在 89%以上,废废水色度度的去除除率在880%以以上,CCOD的的去除率率也在660%以以上,同同时,废废水可生生化性有有了较大大的提高高另外,利利用微电电解和FFentton试试剂氧化化的工程程实例报报道也很很多,徐徐续等7利利用微电电解和FFentton试试剂氧化化后,将将CODD为50000mmg/LL的硝基基苯废水水处理达达标,CCOD总总去除率率为9
9、77%;李李欣等8利利用微电电解和FFentton试试剂氧化化处理硝硝基苯制制药废水水,当原原水的ppH值为为23、H2O2投加量量为50006000 mgg/L时时,调节预预处理出出水pHH值至78并经沉沉淀处理理后,对对CODD 和硝硝基苯类类物质的的总去除除率分别别可达447%和和92%。后续续混合废废水经SSBR工工艺处理理后出水水水质能能满足国国家污水水排放标标准。1.2.3生物物法硝基苯类类化合物物被认为为是生物物难以降降解的物物质,但但利用生生物的变变异性,近近年来环环境工作作者筛选选出了一一些特异异性菌种种用于处处理硝基基苯废水水。王竟竟等99在研研究假单单胞菌JJX1665对
10、硝硝基苯的的好氧降降解时发发现,在在废水中中细胞的的质量浓浓度为99mg/L,ppH为77,温度度为300摇床转转速为1100rr/miin,反反应时间间为2hh的条件件下,在在以硝基基苯为惟惟一碳、氮氮源的培培养基中中硝基苯苯的去除除率为998.55%。第二章 工程设设计资料料与依据据2.1废废水水量量根据生产产工艺及及相关资资料,生产废水水的排放放量为1150m3/d,工工作方式式为244小时工工作制,生活污水300m3/d排放。2.2设设计进水水水质(1)生生产废水水:2000 mm3/d污染因子子污染物浓浓度(mmg/LL)COD43800pH(无无量纲)3甲苯类100硝基苯50盐分9
11、0000(2)生生活污水水:4990 mm3/d污染因子子污染物浓浓度(mmg/LL)COD400pH(无无量纲)77.5SS400BOD55250NH3-N402.3设设计出水水水质出水水质质达到污污水综合合排放标标准(GGB8997819996)三三级标准准后后排排入建设设单位所所在化工工园区的的污水处处理厂进进行进一一步生化化处理,具体排放要求如下:污染因子子污染物浓浓度(mmg/LL)COD500pH(无无量纲)69BOD55300SS400甲苯类0.5硝基苯5.0NH3-N25盐分80000*(注:盐盐分接管管标准80000 mmg/LL后排入入业主所所在化工工园区的的污水处处理厂处
12、处理)2.4设设计依据据 建设方方提供的的水质水水量及排排放标准准资料; 污水综综合排放放标准(GGB8997819996); 室外排排水设计计规范(GGBJ114887); 给水排排水设计计手册(第第二版); 类似工程程的经验验、工艺艺参数和和试验结结果。2.5设设计原则则与指导导思想 采用先进进合理的的处理工工艺,保保证污水水达到最最好的处处理效果果; 工艺许可可的条件件下尽量量减少投投资和用用地面积积; 操作维护护简单; 操作运行行可靠,运运行费用用控制较较低。第三章工工艺流程程的确定定3.1废废水的处处理工艺艺流程根据文献献调查的的结果并并且结合合类似工程程的设计计、操作作参数,考考虑
13、到该该企业废废水中含含有大量量的有机机物,CCOD很很高,可可生化性性极差,同同时废水水排放量量不是很很大,因因此综合合多种因因素考虑虑,决定定采取物物化处理理与生化化处理相相结合的的处理工工艺,以以化学法法为主,操操作简单单,自动动化程度度高,CCOD、有有机物去去除率高高,结合合厌氧好氧技技术,可可以确保保稳定达达标排放放。确定定如下流流程:工艺流程程如图11所示图1 硝基苯苯废水处处理工艺艺流程污泥处置置流程见见图2图2 硝硝基苯废废水处理理工艺污污泥的处处理流程程3.2 工艺流流程说明明由于该废废水COOD、硝硝基苯的浓度度很高,所所以在处处理工艺艺上采取取的方法法是以物物理化学学处理
14、为核核心,通通过物化化+生化的的组合有有效地去去除了CCOD及及特征污污染物硝硝基苯、甲苯,排水达到到污水水综合排排放标准准三级标准准。现将将流程说说明如下下:含有硝基基苯和甲甲苯的生生产废水水,在调调节池中中均质均均量,以以减缓对对后续物物化处理理系统的的冲击,在在水质水水量调节节后,进进入pHH调整池池,将生生产废水水的pHH调整至至3左右右,以利利于微电电解操作作。微电电解塔利利用铁炭炭构成的的原电池池进行微微电解,有有效的去去除硝基基苯和甲甲苯,随随微电解解塔出水水中的大大量Fee2+在FFentton氧氧化池中中作为HH2O22的催化化剂,进进一步去去除硝基基苯、甲甲苯及其其微电解解
15、产物,FFentton氧氧化是利利用高级级氧化技技术有效效的去除除CODD和特征征污染物物的方法法,效率率高,操操作成本本低。在经过微微电解和和氧化后后,废水水中的CCOD和和特征污污染物迅迅速下降降,此时时废水中中依然含含有大量量的Fee2+、FFe3+离子,对对其进行行中和操操作,可可以产生生大量的的胶状絮絮体以进进一步的的去除废废水的CCOD。至至此,生生产废水水的物理理化学处处理完成成。在完成生生产废水水的物化化处理后后,在调调节池中中接入生生活废水水进行稀稀释配水水,进入入生化系系统。生生化系统统采用厌厌氧好氧处处理工艺艺,可确确保各项项指标达达到污污水综合合排放标标准三三级标准准。
16、沉淀池的的污泥和和二沉池池污泥排排入污泥泥浓缩池池,经浓浓缩减量量后由压压滤泵压压入板框框压滤机机脱水,脱脱至含水水率755左右右。污泥泥浓缩池池上清液液和压滤滤机滤液液进入调调节池再再处理。处处理系统统产生的的污泥必必须由危危险固体体废弃物物处置中中心进行行妥善处处置。3.3 工艺各各构筑物物去除率率说明根据文献献报道,结结合确定定的工艺艺流程,可可以对CCOD和和特征污污染物的的去除率率进行确确定。污染因子子及去除除率流出构筑筑物的污污染物浓浓度(mmg/LL)调整池11微电解塔塔Fentton氧化池中和反应应池沉淀池调节池22厌氧池好氧池二沉池COD4380039422256222306
17、6219332193313166658500COD去去除率%01035105025500甲苯10040842.42.41.6770.8440.5甲苯去除除率%0608050400305040硝基苯5012.558.75587.57.565.55硝基苯去去除率%0753086.2550208.310第四章构构筑物设设计计算算4.1设设计水量量的确定定生物处理理池之前前,各构构筑物按按最大日日最大时时流量设设计,已已知该厂厂生产废水水流量QQ=2000 mm3/d,废废水流量量总变化化系数KKz=1.2,故故最大设设计流量量为:,按照工工作8hh计算,4.2调调节池(1)设设计说明明调节池设设计计
18、算算的主要要内容是是确定调调节池的的容积,该该容积应应当考虑虑能够容容纳水质质变化一一个周期期所排放放的全部部水量。调调节池采采用机械械搅拌方方式使水水质均衡衡,防止止沉淀。(2)设设计计算算(1)池池子总有有效容积积 设停停留时间间t=112h 式中中:最大设设计流量量,;t水水力停留留时间,hh。(2)池池子表面面积 式中中:A调节节池池表表面积,; VV调节节池的有有效容积积,;h调调节池的的有效水水深,mm。调节节池的有有效水深深22.5m,现取取h=22.5m。则调调节池的的面积为为:(3)调调节池尺尺寸根据池体体表面积积为1444m2,现选选择池长长为166m,池宽宽为9m,池深深
19、超高00.5mm。调节节池尺寸寸为16693(m)(4)搅搅拌设备备在调节池池中增加加搅拌设设备,以以均衡水水质,提提高中和和反应的的效率。选选用机械械搅拌,在在池的对对角上设设置两个个潜水搅搅拌器。4.3微微电解塔塔微电解塔塔运行的的最佳工工艺条作作为:ppH值为为3,反反应时间间60mmin,FFe:CC(质量量比)=5:11,铁屑屑粒径5510目目左右。 (1)微微电解塔塔的有效效容积 式中中: Q设计流流量,; t废水停停留时间间,h,为为了得到到最佳的的CODD去除率率,本设设计选用用的反应应时间为为60mmin。 (2)单单座微电电解塔的有效效容积 设22座微电电解塔,串联使使用,
20、每每座微电电解塔为为升流操操作,每每座微电电解塔的的有效容容积 (3)微微电解塔塔的直径 式中中: h微电解解塔的有效效水深,本本设计选选定为55m。;高径比比为5/2=2.5(4)微微电解塔塔高度承托层高高0.15m,填料层层厚5m,超超高0.5m,HH=0.15+55+0.5=55.65。故故微电解解塔的尺尺寸为HH为5.652m。(5)操操作条件件升流速度度v式中:QQ设计计流量,微电电解塔直直径,mm(6)配配水系统统配水干管管系统:每个微微电解池池进水量量4.22L/ss,反冲冲洗强度度为144L/(sm22),反反冲洗时时间为66minn。则干干管的流流量为,采采用管径径为200m
21、mm,流速为为4.118m/s。支管:干干管的中中心距离离为0.7m,总的的支管数数为,支支管的进进水量,取取支管直直径为550mmm,管内内流速为为3.774m/s。支支管的长长度为22m和1.99m孔眼布设设:支管管的孔眼眼数与微微电解塔塔面积比比K为00.5%,孔孔眼总面面积为,设设孔眼的的直径为为10mmm,每每个孔眼眼的面积积为788.5mmm2,孔眼眼总数为为,每个支支管上孔孔眼数为为34,每每根支管管孔眼布布置成两两排,与与垂线成成45向下交交错排列列。 孔孔眼间距距为反冲洗系系统:反反冲洗水水箱体积积;反冲洗洗水箱高高,反冲冲洗水箱箱水深3mm。名称参数规格材料说明微电解塔塔直
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