1000t线路板废水处理工程设计.doc

本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文） 1000t/d 线路板废水处理工程设计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、xxx 20xx 年年 x 月月 x 日日 设计总说明设计总说明 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 120 m3/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。 关键词关键词：线路板废水,分类处理,预处理,物化沉淀 abstract the lesson of this graduate design is the process design for 1000 ton/day circuit pl- ank wastewater.the quality of the influent organic wastewater is: codcr=1800 mg/l, ss=900 mg/l,q=120 m3/d; the quality of the influent wastewater that contain chel- ated copper is: codcr=300mg/l,cu=50mg/l,q= 180m3/d;the quality of the influent wastewater that contain copper ion is: cu2+=80mg/l,codcr=300mg/l,q=640m3/d.the quality of the influent wastewater that contain cyanide is:cn=100-200mg/l,codcr= 250mg/l, q=60m3/d. as a result, the quality of the discharged water can meet the guangdong province emission limits of municipal sewage and b emission standard limits .the quality of the effluent water is: ph=6-9;codcr=90mg/l;ss=20mg/l; cu2+=0.5mg /l;cn=0.3mg/l. the circuit plank manufacturing waste water, which heavy metals copper ions pollution is main,its composition is complicate and its ph varies very big. should be collected separately after pretreatment centralized. handling complex chemical replacement, if the conditions permit, the dilution mixing method could also be used, such savings pharmacy, reduce costs. acidification by organic waste and in response and then regulate the inflow pool and then coagulation treatment. pcb wastewater sludge containing copper and other precious metals, recyclable waste to treasure. according to these characteristicseses of the circuit plank waste water, this design adopts the mathod that classification handles and precipitation handles for the main craft processing the circuit plank waste water. that method has the characteristics of simple craft,effective handle,simple structure,easy to operation and support and so on,which is an ideal craft to handles circuit plank waste water.after handling the waters various index signs that all attain the exhaustion standard in dirty water in guangdong province. key words: circuit plank wastewater,the classification handles,pretreatment, physical and chemic precipitation 目录目录 1 概述 1 1.1 处理废水类型及流量 1 1.2 设计进水水质 1 1.3 设计出水水质 1 1.4 设计依据 2 1.5 设计范畴 2 1.6 设计原则 2 2 处理工艺的设计 3 2.1 线路板废水的来源及水质特性 3 2.1.1 线路板废水的来源.3 2.1.2 线路板废水的水质特性.3 2.2 线路板废水处理国内外研究状况.4 2.3 线路板废水处理方案比较 5 2.3.1 离子交换法处理线路板废水.5 2.3.2 气浮法处理线路板废水.6 2.2.3 分类处理的物化沉淀法处理线路板废水.7 2.4 工艺选择及说明 9 2.4.1 废水类别及水质水量.9 2.4.2 工艺流程选择的原则.9 2.4.3 工艺流程图及说明10 3 工艺流程设计计算 .12 3.1 含氰化物废水预处理部分设计计算12 3.1.1 设计说明12 3.1.2 设计计算12 3.2 含络合物废水处理部分设计计算13 3.2.1 设计说明13 3.2.2 设计计算13 3.3 有机废水预处理部分设计计算19 3.3.1 设计说明19 3.3.2 设计计算19 3.4 综合废水处理部分设计计算20 3.4.1 设计说明20 3.4.2 设计计算21 3.5 污泥系统部分设计计算30 3.5.1 设计说明30 3.5.2 设计计算30 3.5.3 污泥脱水的设计计算32 4 污水处理站的总体布置34 4.1 总平面布置34 4.1.1 总平面布置原则34 4.1.2 总平面布置结果34 4.2 高程布置35 4.2.1 高程布置原则35 4.2.2 布置结果35 5 设备的选型36 5.1 污水提升部分36 5.2 污水加压部分37 5.3 污泥输送部分38 6 工程投资及运行成本概算39 6.1 概算范围39 6.2 编制依据39 6.3 概算结果39 6.3.1 主要构筑物投资概算39 6.3.2 各类设备投资概算41 6.3.2 总投资概算42 6.4 运行成本估算42 结论 .44 参考文献 .45 致 谢 46 1 1 概述概述 1.1 处理废水类型及流量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： 表表 1.1 废水类别及进水水质废水类别及进水水质（mg/l, ph 除外）除外） 有机废水含络合物的废水 codcrsscodcrcu 180090030050 含铜离子废水含氰化物废水 codcrcu2+codcrcn 30080250100-200 ph 312 1.3 设计出水水质设计出水水质 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： 表表 1.2 出水水质出水水质（mg/l, ph 除外）除外） cu2+ cn codcr phss 0.50.3906920 2 1.4 设计依据设计依据 1.水污染物排放标准db44/26-2001 2.室外排水设计规范gbj14-87 3.工业污水处理工程设计规定dbj08-71-98 4.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。 3 2 处理工艺的设计处理工艺的设计 2.1 线路板废水的来源及水质特性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coverlav film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lq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df，涂饰ld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+。 4 4、碱性蚀刻工序：废水中主要含cu2+及nh3h2o，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 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 5 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 5mgl-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 0.1） ，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。 6 2.3 线路板废水处理方案比较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、nh4n、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。 再生废液 回收铜 废水 处理水 阳离子 交换柱 调节池 泵 氯化钠 再生液 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。 7 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 ph2，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 ph6，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 2 m3/d，运往指定地点进行掩埋。 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 8 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。 9 (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1 h，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。 表表 2.32.3 废水类别及水质水量废水类别及水质水量 类别 ss / mgl- codcr / mgl- cu2+ / mgl- cn / mgl- q /m3d- 有机废水 9001800120 含络合物废水 30050180 普通含铜废水 含氰化物废水 300 250 80 100-200 640 60 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。 10 （4）采用的机械设备尽量少，使运行简单。 （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。 含氰化物废水含氰化物废水 普通含铜废水普通含铜废水 有机废水有机废水 络合物废水络合物废水 naclo 泵泵 泵泵 泵泵 h2so4 泵泵 硫酸硫酸 fe2+ 2+2+ ca(oh)2 滤滤后后污污水水 浮渣浮渣 fe2+ 2+2+ ca(oh)2 pam pam na2s 污污泥泥泵泵 pam 泵泵 反冲水去反冲水去综综合合调节调节池池 污泥浓缩池污泥浓缩池 综合调节池综合调节池 斜管沉淀池斜管沉淀池 中间停留池中间停留池 中和反应池中和反应池 (ph(ph 自控自控) ) 板框压滤机板框压滤机 有机废水贮池有机废水贮池 络合物废水均衡池络合物废水均衡池 一级破络合物反一级破络合物反 应池应池(phph 自控自控) ) 絮凝反应池絮凝反应池 有机废水酸化池有机废水酸化池 石英砂过滤器石英砂过滤器 斜管沉淀池斜管沉淀池 氰化物反应池氰化物反应池 絮凝反应池絮凝反应池 斜管沉淀池斜管沉淀池 二级破络合物池二级破络合物池 絮凝反应池絮凝反应池 11 反冲反冲泵泵 反冲反冲泵泵 达标排放达标排放 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 8.59.0，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 23 左右，混合反应 活性碳吸附器活性碳吸附器 清水池清水池 12 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。 (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。 12 3 工艺流程设计计算工艺流程设计计算 3.13.1 含氰化物废水预处理部分设计计算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 9.510.0，反应时间保持在 1.5h7。 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 60 m3/d，即 2.5 m3/h,池体总容积可按下式计算： (3-1) 60 qt w 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 4.0 m375 . 3 60/905 . 2w 2、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： m20 . 20 . 2/0 . 4/hwa 取池长 l=2m，则宽 b=1m,总高度 h=h+h1=2.3m。 13 3、加药量 根据氧化反应反应方程式， cn+clo=cno+cl 2cno+3clo+h2o=2co2+n2+3cl+2oh 总反应式：cn+4clo+ cno+h2o=2co2+n2+4cl+2oh 分子量 26 206 已知含氰化物废水中含氰 100200mg/l， 取最高浓度时计算 则所需的 naclo 的量为 200206/261584.6mg/l 4、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- 2.3 m。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。 3.23.2 含络合物废水处理部分设计计算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 14 q5010-31809kg/d 污泥含水率设为 98，污泥容重 为 1.0t/m3 ， 则每天需处理的污泥体积为： vq/（10000.02）=0.45m3 （3）设计计算 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： m35 . 724/180/twq 停留时间按 12 小时计算，则均衡池有效容积为： 有效 m3tqv 90125 . 7 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 hva/ 取池长 10m，池宽 3m。 超高 h2=0.3m，缓冲高度 h4=0.3m，h3=80.070.56m (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) 60/qtw 15 式中 w - 反应池总容积（m3） q - 设计流量 （m3/h） t - 反应时间 （min） 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 4.0 m360/qtw75 . 3 60/305 . 7 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： m20 . 40 . 1/0 . 4/hwa 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。 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 2.0 m360/qtw875 . 1 60/155 . 7 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： m20 . 20 . 1/0 . 2/hwa 取池宽为 1.0m，池长为 2.0m。设机械搅拌。 (3)加药量 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 89。 二级破络合物反应池： 根据钠与铜的置换公式， 16 na2s cu2+ 2na+ cus 分子量 78 64 96 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： 578/646.094 mg/l 生成的 cus 沉淀的量为： 596/647.5mg/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 5.5 m，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) 60/qtw 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=7.510/60=1.25 m3，取 1.5 m3， (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 17 流方向与颗粒沉淀方向相反。 （2）沉淀池水表面积 (3-4) 0 max 91 . 0 nq q a 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/（m2h） ； qmax最大设计流量，m3/h，本设计取 7.5 m3/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， a7.5/0.9111.26.8m2 （3）沉淀池边长 取长 l=3.4m，宽 b=2.0m （4）池内停留时间 (3-5) 0 32 60 q hh t 式中 池内停留时间，min；t 斜管区上部的清水层高度，m，一般用 0.71.0m，本设计取 0.7m； 2 h 斜管的自身垂直高度，m，h31msin600.866m。 3 h 代入求得：t（0.70.866）60/1.278.3 min （5）污泥部分所需容积 初沉池污泥部分 在絮凝池出水取 1000ml 静置 10min 后沉淀物占 1520ml，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 为 1.0t/m3，q87.5m3/h，排泥 间隔时间 t 取 1.5d，即 36 h，则 3 3 21 4 . 5 02 . 0 361004 . 05 . 7 %981 m tccq v 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 18 98，污泥容重 为 1.0t/m3，q7.5m3/h，排泥间隔时间 t 取 3d，即 72 h，则 3 3 21 4 . 5 02 . 0 721002 . 05 . 7 %981 m tccq v （6）污泥斗容积 设 a10.3m，60，a2.0m，如图 3.1: a a1 图 3.1 污泥斗 则 h5（aa1）tg60/2（2.00.3）tg60/21.472m 2 15 1 laah v 1.472（2.00.3）3.4/2 5.75 m35.4m3 污泥斗 v2= v1=5.75m35.4m3 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 h10.3m，斜管区底部缓冲层高度 h40.7m 54321 hhhhhh 0.30.70.8660.71.472 4.04m。 19 （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 3.9 m，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。 3.33.3 有机废水预处理部分设计计算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/h524/120/twq 停留时间按 12 小时计算，则调节池有效容积为： 有效 m3tqv 60125 取有效水深 h1=4.0m，则有效面积 a 为： 1 m2 hva/ 150 . 4/60 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 20 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。 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 池体有效容积 有效容积可按右式计算： (3-60/qtw 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 m3560/605w 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： m250 . 1/5/hwa 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。 3.43.4 综合废水处理部分设计计算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 21 量水质计算。 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=820 m3/d，则进入综合调节池后每天产生的污泥总量为 q8010-382065.6kg/d 污泥含水率设为 98，污泥容重 为 1.0t/m3 ， 则每天需处理的污泥体积为： vq/（10000.02）=3.28m3 （3）设计计算 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=820 m3/d 按调节池每天处理 24 小时计算，则平均流量为： m3 2 . 3424/820/twq 停留时间按 10 小时计算，则调节池有效容积为： 有效 m3tqv 34210 2 . 34 池体设计尺寸 取有效水深 h2=4.0m，则有效面积 a 为： 1 hva/ 2 5 . 854/342m 取池长 10m，池宽 8.55m。综合调节池底坡度取 0.07。 22 超高 h1=0.3m，有效高度 h2=4.0m，缓冲高度 h3=0.3m，h4=80.070.56m (8m 是 池底坡度的延伸长度) 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：