毕业设计(论文)-冷轧带钢厂电镀废水处理设计.doc

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摘 要

在本设计中对我国水资源现状、电镀废水处理的必要性、电镀废水处理现状以及在电镀废水处理中存在的问题等问题都进行了初步的探讨，对各种工艺的优缺点进行了详细的比较，并做出了合理的处理流程设计和具体的处理设计。根据对生产废水的水质分析，采用氧化还原、化学沉淀、絮凝沉淀、过滤等工艺处理该废水。
对含铬废水先在酸性条件下投加还原剂将Cr（VI）还原成Cr3+,然后加氢氧化钙进行化学沉淀处理。对铜离子，锌离子，镍离子等通过加氢氧化钙调节PH进行中和沉淀处理。同时考虑到金属氢氧化物易形成胶体难以沉淀，为了提高处理效果，工艺在化学沉淀工序后均采用投加PAC、PAM药剂以促进絮凝沉淀作用。处理出水达到《污水综合排放标准》的二级标准的要求。工艺的特点是工艺流程简单，操作简单，能有效地去除各种重金属离子。

关键词：电镀废水； 氧化还原； 化学沉淀； 絮凝沉淀； 过滤

Abstract

We have preliminary discussed the problem of status of water resource in our country, the necessity of disposing electroplating water, the electroplating water treatment status and the problems to deal with the electroplating water in this design. Additionally, carried out a detailed comparison of various processes’ advantages and disadvantages, and make a reasonable deal with the treatment process design and detailed design. Based on the analysis of water quality of the wastewater, we have dealt with the wastewater by oxidation and reduction, chemical precipitation, flocculation and sedimentation, filtration and other processes.
Under acidic conditions, we first added reducing agent into the chromium-containing wastewater to be reduced to Cr（VI） from Cr6 +, then added calcium hydroxide to shift to precipitation. Regulating PH for Cu2+、Zn2+、Ni2+ by adding calcium hydroxide in sedimentation process is usual methods. Considering the metal hydroxides are difficult to precipitate and easy to become colloid, in order to improve the treatment effect, we use dosing PAC, PAM flocculation to promote flocculation and sedimentation after chemical precipitation. The water that had been treated reach the Grade II standard of "Integrated Wastewater Discharge Standard ". The characters of the technology are easy to operate and simple process, and remove various heavy metal irons effectively.

Key words: Electroplating wastewater; Oxidation and reduction; Chemical precipitation; Flocculation and sedimentation; Filtration

绪论
电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺性生产技术。电镀可以改变金属或非金属制品的表面属性，如抗腐蚀性、外观装饰性、导电性、耐磨性、可焊性等，广泛应用于机械制造工业、轻工业、电子电气工业等，某些特殊功能镀层，还能满足国防尖端技术产品的需要。
由于电镀行业使用了大量强酸、强碱、重金属溶液，甚至包括镉、氰化物、铬酐等有毒有害化学品，在工艺过程中排放了污染环境和危害人类健康的废水、废气和废渣，已成为一个重污染行业。就我国电镀废水而言, 据不完全统计,全国电镀厂点约1 万家,职工约有40万人, 每年排出的电镀废水约40亿m3。1999年,全国工业和城市生活废水排放总量为401亿m3 ,其中工业废水排放量197亿m3。由此可见,电镀废水的排放量约占废水总排放量的10%,占工业废水排放量的20%。电镀废水不仅量大,而且对环境造成的污染也严重,因为电镀废水中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有Cr、Zn、Cu、Ni 等自然界不能降解的重金属离子。

1电镀废水的危害性
电镀废水就其总量来说，比造纸、印染、化工、农药等的水量小，污染面窄。但由于电镀厂点分布广，废水中所含高毒物质的种类多，其危害性是很大的。未经处理达标的电镀废水排入河道、池塘，渗入地下，不但会危害环境，而且会污染饮用水和工业用水。
1.1 含铬废水危害
由于镀锌在整个电镀业中约占一半，而镀锌的钝化绝大部分采用铬酸盐，因而钝化产生的含铬废水量很大，镀铬也是电镀中的一个主要镀种，其废水量也不少。在铜件酸洗、镀铜层的退除、铝件钝化、铝件电化学抛光、铝件氧化后的钝化等作业中也广泛使用铬酸盐。因此,含铬废水是电镀中的主要废水来源之一。 金属铬几乎是无毒的。二价铬的化合物，一般认为是无毒的。其余的铬化合物，当浓度过高时，都不同程度地具有毒性。六价铬对人体的危害，因进入途径不同，中毒表现也不同。
（1）对人体皮肤的损害 六价铬化合物对皮肤有刺激和过敏作用。在接触铬酸盐、铬酸雾的部位，如手、腕、前臂、颈部等处可能出现皮炎。六价铬经过切口和擦伤处进入皮肤，会因腐蚀作用而引起铬溃疡（又称铬疮）。
（2）对呼吸系统的损害 六价铬对呼吸系统的损害，主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。
（3）对内脏的损害 六价铬经消化道侵入，会造成味觉和嗅觉减退，以至消失。剂量小时也会腐蚀内脏；引起肠胃功能降低，出现胃痛，甚至肠胃道溃疡，对肝脏还可能造成不良影响。
三价铬是生物所必需的微量元素。通过动物试验发现三价铬有激活胰岛素的作用，还可以增加对葡萄糖的利用。
国外有人认为三价铬与铝一样，基本上不显示毒性。三价铬不易被消化道吸收，在皮肤表层与蛋白质结合，三价铬在动物体内的肝、肾、脾和血中不易积累，而在肺内存留量较多，因而对肺有一定损害。与六价铬相比，三价铬的毒性仅为六价铬的百分之一。
也有报道，三价铬对鱼的毒性比六价铬还大，例如对鲑鱼的起始致死浓度，三价铬（硫酸铬）为1.2 mg/L，六价铬（重铬酸钾）为5.2 mg/L。然而对家兔和狗的实验，发现六价铬的毒性较大。
在对含铬废水的处理中，由于三价铬的氢氧化物溶度积较小，易于沉淀除去，因此多数处理方法中，均将六价铬还原为三价铬再除去。

1.2 含锌废水的危害
锌是人体必需的微量元素之一，正常人每天从食物中摄取锌10~15 mg。肝是锌的储存地，锌与肝内蛋白结合成锌硫蛋白，供给肌体生理反应时所必需的锌。人体缺锌会出现不少不良症状，误食可溶性锌盐对消化道黏膜有腐蚀作用。过量的锌会引起急性肠胃炎症状，如恶心、呕吐、腹痛、腹泻，偶尔腹部绞痛，同时伴有头晕、周身乏力。误食氯化锌会引起腹膜炎，导致休克而死亡。

2 工艺选择
2.1 设计任务
某冷轧带钢厂电镀废水的处理，处理水量3000m3/d，水质为：（mg/L）
项目 总铬 Cr（VI） Zn2+ Ni2+ Cu2+ COD SS pH 氨氮
进水 150 120 150 120 150 350 200 2-4 20
出水 ≤1.0 ≤0.2 ≤1.0 ≤0.5 ≤0.5 ≤80 ≤50 6-9 ≤15
设计后出水满足《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）新建企业水污染物排放标准：
2.2 设计原则
严格遵循国家相关法规、规范和标准, 确保各项处理水质指标达到相应的国家排放标准；
废水处理装置布置紧凑、流畅，尽量减少占地面积，坚持实用和美观相结合的总布原则；选择工艺简单, 采用目前国内成熟、实用的处理工艺；尽量通过优化设计降低工程投资及运转费用，努力实现技术先进与企业财力相适应。
2.3 电镀废水处理方法比较
2.3.1 化学还原法
化学还原法是目前应用较为广泛的含铬废水处理方法。基本原理是在酸性条件下向废水中加入还原剂，将Cr(VI)还原成Cr3+，然后再加入石灰或氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，通过含铬沉淀器去除铬离子。常用的还原剂有硫酸亚铁、 亚硫酸盐、 二氧化硫等。还原沉淀法具有一次性投资小、运行费用低、处理效果好、操作管理简便的优点，因而得到了广泛的应用。
工艺流程如图2.1。

2.3.2 铁氧体法
铁氧体沉淀法是在硫酸亚铁处理法的基础上发展起来的一种新型处理方法。它就是使废水中的各种金属离子形成铁氧体晶粒一起沉淀析出，从而使废水得到净化。铁氧体处理法主要的优点是硫酸亚铁货源广，价格低，处理设备简单，处理后水能达到排放标准，污泥不会引起二次污染；缺点是试剂投量大，相应产生的污泥量也大，污泥制作铁氧体时的技术条件难控制，需加热耗能较多，处理成本也较高。
铁氧体法处理含铬废水是向废水中投加硫酸亚铁，使废水中的六价铬还原成三价铬，然后投碱调整废水pH值，使废水中的三价铬以及其他重金属离子发生共沉淀现象。在共沉淀时，溶解于水中的重金属离子进入铁氧体晶体中，生成复合的铁氧体。
采用铁氧体法一般侧重于处理六价铬、镍、铜、锌等重金属离子废水 。
工艺流程如图2.2。
图2.2 工艺流程
反应槽
加热爆气槽
离心机
烘干器
含Cr（VI)废水
FeSO4.7H2O

HH

F
H2SO4
NaOH
压缩空气
蒸汽
废水
铁氧体

2.3.3 离子交换法
离子交换法是含铬废水处理和回收铬酸的有效手段之一，主要用于镀铬和钝化清洗水处理。处理水可以循环使用，回收的铬酸能回用于镀槽或用于钝化，但因该法对操作管理要求严格，因此，在推广应用上受到一定的限制。
国内采用离子交换法处理含铬废水通常采用三阴柱串联，全饱和流程。
2.3.4 电解法
电解法处理含铬废水具有适应性强，处理效果稳定，该法适用于废水中含六价铬浓度不大于100mg/L的处理。
处理流程如图2.3
图2.3 工艺流程
含铬废水
贮池
电解槽
沉淀池
污泥干化场
污泥收集
过滤池
净水排放或或用
食盐
清水

2.3.5 活性炭吸附法
活性炭是由木材、煤、果壳等含炭物质，在高温和缺氧的条件下活化制成的。在活性炭的晶格间，形成了各种形状、大小不同的微孔结构与巨大的比表面积，因而具有很强的吸附性能，可有效的吸附废水中的有机污染物和金属离子。活性炭处理电镀废水，目前主要用于含铬、含氰废水。用活性炭处理含铬废水，根据处理水的条件和要求，一般认为是利用它的吸附作用和还原作用。除此之外，还有沸石吸附。
活性炭法处理电镀废水的优点：
a. 活性炭耐酸、耐碱，在高温下不易破碎，有稳定的化学性能；
b. 节省用水，清洗零件的废水用活性炭处理后不排放，可重复做清洗水；
c. 投资省，设备简单，占地面积小，可直接在镀槽旁边工作，操作维护方便；
d. 处理费用低，活性炭来源广，并可再生反复使用；
e. 不直接产生污泥，不易产生二次污染。
尽管有以上优点但还是有不足之处，如废水中污染物容度较高时，活性炭再生比较频繁；长期反复使用活性炭处理喊含铬废水后，处理后水用来做清洗水时，三价铬含量会增加，影响钝化膜，以及在洗脱液的利用等方面尚需进一步探索。
活性炭吸附法处理含铬废水的工艺流程如图2.4。
图2.4 工艺流程
渡槽
回收槽
镀件方向
清 洗 槽
1 2 3
过滤槽
泵
流量计
活性炭柱
活性炭柱

补给水

2.3.6 生物法
由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点，经过多年的探索和研究，生物治理技术日益受到人们的重视。生物法能够较好地处理电镀综合废水，使废水中的六价铬、铜、镍、锌、镉、铅等有害离子得到有效处理，同时形成沉淀，达到国家排放标准，处理方法简单适用，污泥量少。随着耐重金属毒性微生物的研究进展，采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头，根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。
2.3.6.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外，具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成，分子中含有多种官能团，能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止，对重金属有絮凝作用的约有十几个品种，生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好，且生长快、易于实现工业化等特点。此外，微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。
2.3.6.2 生物吸附法
生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子，有些细菌在生长过程中释放的蛋白质，能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点，已经被广泛应用。
2.3.6.3 生物化学法
生物化学法指通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用，将硫酸盐还原成H2S，废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除，同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明，生物化学法处理含Cr(VI)浓度范围为30—40 mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理，结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子，在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液，当pH为4.0时，去除率达99.12%。
2.3.6.4植物修复法
植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量，以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法，它是生物技术处理企业废水的一种延伸。利用植物处理重金属，主要有三部分组成：（1）利用金属积累植物或超积累植物从废水中吸取、沉淀或富集有毒金属；（2）利用金属积累植物或超积累植物降低有毒金属活性，从而可减少重金属被淋滤到地下或通过空气载体扩散：（3）利用金属积累植物或超积累植物将土壤中或水中的重金属萃取出来，富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。通过收获或移去已积累和富集了重金属植物的枝条，降低土壤或水体中的重金属浓度。在植物修复技术中能利用的植物有藻类、草本植物、木本植物等。
藻类净化重金属废水的能力，主要表现在对重金属具有很强的吸附力，利用藻类去除重金属离子的研究已有大量报道。褐藻对Au的吸收量达400 mg/g，在一定条件下绿藻对Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金属离子的去除率达80%—90%，马尾藻、鼠尾藻对重金属的吸附虽然不及绿海藻，但仍具有较好的去除能力。
草本植物净化重金属废水的应用已有很多报道。凤眼莲是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物，它具有生长迅速，既能耐低温、又能耐高温的特点，能迅速、大量地富集废水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多种重金属。有关研究发现凤眼莲对钴和锌的吸收率分别高达97%和80%。此外，还有很多草本植物具有净化作用，如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
木本植物具有处理量大、净化效果好、受气候影响小、不易造成二次污染等等优点，受到人们广泛关注。同时对土壤中Cd、Hg等有较强的吸附积累作用，由胡焕斌等试验结果表明：芦苇和池杉对重金属Pb和Cd都有较强富集能力。
2.3.7 膜分离法
膜分离法以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时，原料侧组分选择性透过膜，以达到分离、除去有害组分的目的。目前，工业上应用的较为成熟的工艺为电渗析、反渗透、超滤、液膜。别的方法如膜生物反应器、微滤等尚处于基础理论研究阶段，尚未进行工业应用。电渗析法是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从而使废水得到净化。反渗透法是在一定的外加压力下，通过溶剂的扩散，从而实现分离。超滤法也是在静压差推动下进行溶质分离的膜过程。液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等。液膜分散于电镀废水时，流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子，然后在液膜内扩散，在膜内界面上解络，重金属离子进入膜内相得到富集，流动载体返回膜外相界面，如此过程不断进行，废水得到净化。
膜分离法的优点：能量转化率高，装置简单，操作容易，易控制、分离效率高。但投资大，运行费用高，薄膜的寿命短。主要用于回收附加值高的物质，如金等。电镀工业漂洗水的回收是电渗析在废液处理方面的主要应用，水和金属离子可达到全部循环利用，整个过程可在高温和更广的pH值条件下运行，且回收液浓度可大大提高，缺点为仅能用于回收离子组分。液膜法处理含铬废水，离子载体为TBP(磷酸三丁酯)，Span80为膜稳定剂，工艺操作方便，设备简单，原料价廉易得。也有选用非离子载体，如中性胺，常用Alanmine336(三辛胺)，用2%Span80作表面活性剂，选用六氯代1，3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶剂，分离过程分为：萃取、反萃等步骤.近来，微滤也有用于处理含重金属废水，可去除金属电镀等工业废水中有毒的重金属如镉、铬等。
2.3.8 黄原酸酯法
黄原酸法分为不溶性淀粉黄原酸酯法（ISX）和纤维素黄原酸法，前者是钠、镁型ISX与废水中的重金属离子接触时，键合在硫上的钠、镁离子将与废水中重金属离子进行交换。重金属离子取代钠、镁而生成重金属不溶性黄原酸酯沉淀下来，钠、镁则游离在水中。有些重金属离子[如Cu2＋、Cr(VI)等]的去除是先通过氧化还原反应，然后再进行离子间的交换才完成的。而纤维素黄原酸法是通过纤维素葡萄糖基经化学改性引入－C－S－官能团制成的纤维素黄原酸盐完成的，不同金属元素与纤维素黄原酸盐亲和力不同，并遵循Cu≈Pb>Cd>Ni>Zn>Mn>Mg>Ca>Na，纤维素黄原酸盐中的镁和钠均可被重金属离子取代。能进行以上反应的离子有：Zn2+、Ag+、Au+、Ni2+、Mn2+、Cr3+、Fe2+、Cd2+、Pb2+。
2.3.9 光催化法
光催化法是近年来在处理水中污染物方面迅速发展起来的新方法,特别是利用半导体作催化剂处理水中有机污染物方面已有许多报道。以半导体氧化物(ZnO/TiO2)为催化剂,利用太阳光光源对电镀含铬废水加以处理,经90分钟太阳光照(1182.5W/ｍ2),使六价铬还原成三价铬,再以氢氧化铬形式除去三价铬,铬的去除率达99%以上。
2.3.10 槽边循环化学漂洗
这一技术由美国公司和英国公司开发。它是在电镀生产线后设回收槽、化学循环漂洗槽及水循环漂洗槽各一个,处理槽设在车间外面。镀件在化学循环漂洗槽中经低浓度的还原剂(亚硫酸氢钠或水合肼)漂洗,使90%的带出液被还原,然后镀件进入水漂洗槽,而化学漂洗后的溶液则连续流回处理槽,不断循环。加碱沉淀系在处理槽中进行,它的排泥周期很长。广州电器科学研究所开发了分别适用于各种电镀废水的三大类体系的槽边循环化学漂洗处理工艺,水回用率高达95%、具有投药少、污泥少且纯度高等优点。有时,用槽边循环和车间循环相结合。
2.3.11 水泥基固化法处理中和废渣
对于暂时无法处理的有毒废物,可以采用固化技术,将有害的危险物转变为非危险物的最终处置办法。这样,可避免废渣的有毒离子在自然条件下再次进入水体或土壤中,造成二次污染。当然,这样处理后的水泥固化块中的六价铬的浸出率是很低的。
2.4 处理工艺的确定
在处理电镀废水的诸多工艺中，化学法应用最为普遍，在国外约占90％以上，中国各种电镀废水处理工艺的应用比例依次为化学法、离子交换法、电解法；化学法约占40％，而且化学法呈上升趋势并逐渐向发达国家靠近，离子交换和电解法则呈下降，下降或上升的原因主要在于处理工艺的实用程度。采用化学法的废水处理工程投资约占电镀工程总投资的5％左右，而离子交换、电解法、反渗透法等废水处理工程投资约占电镀工程总投资的30％～40％。所以根据上一章阐述的各个处理方法的优缺点及本设计的实际情况选择采用化学法进行连续处理，同时采用亚硫酸盐还原法将六价铬还原为三价铬。
设计处理流程如图2.1

本课题要求处理的电镀废水主要含有Cr（VI）、Zn2+。除此之外电镀废水还具有强酸性，废水中还含有部分SS。根据查阅资料和阅读参考文献，结合以往的设计方案，本设计初步拟定采用调节+化学还原+中和沉淀+絮凝沉淀+过滤的处理工艺。调节池起到调节pH，均化废水及降低少量SS的作用；在酸性条件下（pH＜3），在反应池内投加Na2S2O5，Na2S2O5为还原剂将Cr（VI）还原成Cr3+，然后废水进入中和沉淀池，投加氢氧化钙将pH中和至8，将废水中的Cr3+、Zn2+等转化为氢氧化物沉淀，然后进入絮凝沉淀池加入PAC,PAM进行沉淀，废水通过过滤进一步去除SS和部分有机物而达标排放。

3 设计计算
3.1 设计流量的确定
由资料知，该冷轧带钢厂电镀废水日排放总量为3000m3。
废水设计流量Q=3000 m3/d≈0.035 m3/s
废水最大设计流量= 变化系数Kz=1.8
==3000×1.8=5400m3/d≈0.06m3/s （3.1）
3.2 格栅
格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。
由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅2组。
3.2.1 设计参数及规定
（1）水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。
（2）污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合：人工清理25~40mm；机械清除16~25mm；最大间隙40mm。污水处理厂可设置粗细两道格栅，粗细栅条间隙50~150mm。
（3）如水泵前格栅间隙不大于25mm，污水处理系统前可不再设置格栅。
（4）栅渣的含水率一般为80%，容量约为960kg/m3。
（5）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清渣。
（6）机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。
（7）过栅流速一般采用0.6 ~1.0m/s。
（8）道内水流速度一般采用0.4~0.9m/s。
（9）格栅倾角一般采用45°~75°。
（10）通过格栅水头损失一般采用0.08~0.15m。
（11）设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。
3.2.2 格栅计算
图3.1格栅示意图

（1）栅条的间隙数（n）
设栅前水深h=0.4m，过栅水流速度v=0.6m/s，栅条间隙b=0.02m，栅倾角60°，则
（3.2）
式中：Qmax--通过每组格栅的最大设计流量，m3/s；
Α--格栅倾角，度（°）；
h--栅前水深，m；
v--废水的过栅流速，m/s。
（2）栅槽有效宽度(B)
设栅条宽度为0.02m。即S=0.02 m。
（3.3）
（3）进水渠至栅槽间渐宽部分的长度L1
设进水槽宽B1=0.2m，其渐宽部分展开角度=20°，则
（3.4）
（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2
（3.5）
（5）通过格栅的水头损失h2
格栅倾角60°。通过格栅的水头损失h2：
（3.6）
（3.7）
式中：h0--计算水头损失；
g--重力加速度；
K--格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；
ξ--阻力系数。
其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，取圆形断面见《污水处理工艺设计手册》P86表3-2：格栅计算公式，得
（3.8）
（3.9）
（6）栅后槽总高度（H）
H=h+h1+h2=0.4+0.3+0.08=0.78(m) （3.10）
式中 h1——栅前渠超高，取0.3m 。
（7）栅槽总长度（L）
（3.11）
H1=h +h2 = 0.4+0.08=0.48（m） （3.12）
式中：L1--进水渠宽，m
L2--栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m
α1--格栅倾角，60°。
（8）每日栅渣量（W）
设栅渣量为每1000m3污水产渣0.01m3/d
（3.13）
式中：W1--1m3污水的栅渣量，隔栅间隙为30~50mm时，W1取0.08～0.01m3/d；
K1--生活污水流量总变化系数，取1.8。
因W>0.2 m3/d，所以采用机械清渣。
3.3 调节池
3.3.1 调节池的设计要求
（1）调节池一般容积较大，应适当考虑设计成半地下或地下式，还应考虑加盖板。
（2）调节池埋入地下不宜太深，一般为进水标高以下2m左右，或根据所选位置的水文地质特征来决定。
（3）调节池的设计，应与整个污水处理工程各处构筑物的布置相配合。
（4）调节池应以一池二格（或多格）为好，便于调节池的维修保养。
（5）调节池的埋深与污水排放口埋深有关，如果排放口太深，调节池与排放口之间应考虑设置集水井，并设置一级泵站进行一级提升。
（6）调节池设计中可以不必考虑大型泥斗、排泥管等，但必须设有放空管和溢流管，必要时还应考虑设超越管。
3.3.2 调节池的选型
主要起均衡水量作用的调节池称为均量池，主要起均和水质作用的调节池称为均质池，既可均量又可均质的调节池称为均化池。
（1）均量池一般要求只是调节水量，只需设置简单的水池，保持必要的调节池容积并使出水均匀即可。
（2）常见的均质池为恒水位储水池，用进出水槽不知形式的巧妙配合，使不同时程的水质得到较好的混合，取得随时均质的理想效果。
（3）均化池中设搅拌装置，出水流量用仪表控制，池前设格栅、沉砂池，池后可接续一级、二级处理。
调节方式分在线调节和离线调节两种。在线调节流程的全部流量均通过调节池，对废水的成分和流量可进行大幅度调节。离线调节流程只有超过日平均流量的那一部分流量才进入调节池，对废水组分和流量的变化仅起轻微的作用。
废水处理设备及构筑物都是按一定的水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理系统更为重要，为了保证后续处理系统的正常运行，在废水进入处理系统之前，预先调节水量，使处理系统满足设计要求。
根据电镀工艺的不同，废水的水量、水质不同，调节池的停留时间也各不相同，当处理水量比较小时，停留时间可选大些，当处理水量比较大时，停留时间可根据具体情况选小些，一般为4~8个小时。
虽然废水在进入调节之前通过格栅等措施去除了大部分的悬浮物，但还是会有一部分的悬浮物流进调节池，为了防止沉淀，同时为了加强废水的均匀性，可考虑在调节池内增加曝气装置，可有效改善废水的水质特性。
由于带钢厂电镀废水水质十分的不稳定，因此本设计采用均量调节池。常用的均量池是变水位的储水池，进水为重力流，出水以水泵提升。池中最高水位应不高于进水管的设计水位。水位为1.5～2.5m，最低水位固定不变，如图2.2所示。

图2.2 调节池示意图
3.3.3 调节池的设计计算
(1) 池体积算
参数
废水停留时间t=6h，采用穿孔空气搅拌，气水比2.5：1
(2) 调节池有效体积
V=Qt=5400×6/24=1350m3 （3.14）
其中Q—最大设计流量，5400m3/h
(3) 调节池尺寸
设计调节池平面尺寸为矩形，有效水深为5米，则面积F
F=V/h=1350/5=270m2 （3.15）
设池宽B=14m，池长L=F/B=270/14= 19.3m （3.16）
取L=20m 超高h1=0.5m，则池总高度H=h+h1=5+0.5=5.5米 （3.17）
3.3.4 布气管设置
(1) 空气量
=D0Q=3.5×5400=18900m3/d=0.22m3/s （3.18）
式中D0—每立方米污水需氧量，2.5m3/m3
(2) 空气干管直径
(3.19) 校核管内气体流速 (3.20)
在范围10～15m/s内。
(3) 支管直径
空气干管连接两支管，通过每根支管的空气量
=/2=0.22/2=0.11m3/s (3.21)
则支管 (3.22)
取=150mm
校核支管内气体流速 (3.23)
在范围5～10m/s内。
（4）小支管直径
每根支管连接两根对称的小支管，则通过每根小支管的空气量
(3.24)
(3.25)
校核小支管内气体流速 （3.26）
在范围5～10m/s内。
（5）穿孔管直径d4
沿支管方向每隔2m设置两根对称的穿孔管，靠近穿孔管的两侧池壁各留1m，则穿孔管的间距数为 (B-2×1)/2=（14-2）/2=6 （3.27）
穿孔管的个数 n=(6+1)×2×2=28 （3.28）
每根支管上连有12根穿孔管，通过每根穿孔管的空气量
=/14=0.055/14=0.004m3/s （3.29）
则穿孔管直径 （3.30）
取=30mm
校核流速 （3.31）
在范围5～10m/s内。
(6)孔眼计算
孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45°处，并交错排列，孔眼间距b=1000mm，孔径=10mm，每根穿孔管长c=8m，那么孔眼数
m= c/b+1=8/1+1=9个。
孔眼流速 （3.32）
符合5～10m/s的流速要求
（7）泵
a.设计说明：
污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，减少污水在处理工程中提升的次数。
本设计采用PW型卧式单级单吸悬臂式离心污水泵。PW型卧式污水泵泵盖与进口管铸为一体。泵出口可根据需要进行旋转。
PW型卧式单级单吸悬臂式离心污水泵供输送温度不超过80℃的带有纤维及其它悬浮物的液体。适用于城镇、工矿、企业排出的污水、污泥和粪便液。
b.泵的选型
选用5/2PW型卧式单级单吸悬臂式离心污水泵。
3.4 反应池设计计算
亚硫酸盐还原法处理含铬废水，一般采用间歇式处理流程，适用于小水量的处理当用于处理水量较大的场合时，可采用连续式处理流程，但必须设置自动检测和投试剂装置，以保证处理水的质量。本