浅谈脱硫废水的处理.docx

目录 第一章 概论.-0-1.1 设计任务书及内容.-3-1.1.1 毕业设计题目.-3-1.1.2 设计内容.-3-1.2 简介.-5-第二章 处理构筑物的设计计算.-9-2.1.污水处理系统.-9-2.1.1 反应罐的设计计算.-10-2.1.2 均衡池的设计.-12-2.1.3 pH 调节池的设.-12-2.1.4 反应澄清池的设计.-13-2.1.5 固体接触澄清池.-15-2.1.6 砂滤.-20-2.2 污泥浓缩系统的设计计算.-22-2.2.1 污泥浓缩池.-22-2.2.3 压滤机的选择.-26-2.3 处理流程图.-28-2.4 化学加药系统及药品指标控制.-29-第三章 污水处理厂平面、高程计算及布置.-31-3.1.高程计算.-31-3.1.1 设计计算.-31-3.1.2 污泥部分高程.-34-3.2 高程布置.-35-3.2.1 高程布置原则.-35-3.2.2 高程布置结果.-35-3.3 污水厂平面布置.-35-3.3.1 总布置原则.-35-3.3.2 泵的选择.-36-第四章 总论.-37-4.1 国内外脱硫除尘废水处理技术概述.-37-4.1.1 国外典型废水处理方法.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.1.2 国内典型脱硫废水处理方法.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.2 我国脱硫废水处理存在的问题与建议.-37-4.2.1 脱硫废水处理现状.-38-4.2.2 现有工艺的改进.-39-后记.-39-参考文献.-42-浅谈脱硫废水的处理 摘要：石灰石-石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的烟气脱硫工艺，但是该脱硫工艺会产生一定量的脱硫废水，本文介绍了脱硫废水的来源，水质特点，主要对脱硫废水的处理流程和构筑物进行了设计和计算。关键词：烟气脱硫，固体接触澄清池，反应澄清池，絮凝剂，重金属离子 The Treatment Of FGD Wastewater Institute for Environment and Security Environmental Engineering051401 Director:Guo Yabing Abstract:Limestone-gypsum wet FGD technology is the worlds most mature,the most widely used flue gas desulfurization process,but the desulfurization process will have a certain amount of desulfurization wastewater,desulfurization In this paper,the source of wastewater,water quality characteristics,mainly on the desulfurization wastewater dealing with processes and structures are designed and calculated.Key Words:FGD,solids contact clarifiers,reaction clarifiers,flocculants，heavy metal ions 第1章 概论 1.1 设计任务书及内容 1.1.1 毕业设计题目 脱硫废水处理工艺设计 1.1.2 设计内容 1.原始数据与设计参数 表 1.1 进水水质指标 废水特性 单位 设计值 范围 总进水量 m/h 30 8-20 TSD wt.%1.08 0.5-1.5 pH 5.7 4-8 温度 C 47 20-50 TDS mg/L 28,960-氯化物 mg/L 12,000 8,000-19,000 硫化物 mg/L 5,600 2,000-8,000 废水比重-1.04 1.0-1.04 表 1.2 排放标准 检测项目 单位 控制值或最高允许排放浓度值 总 Hg mg/L 0.05 总 Cd mg/L 0.1 总 Cr mg/L 1.5 总 As mg/L 0.5 总 Pb mg/L 1.0 总 Ni mg/L 1.0 总 Zn mg/L 2.0 TSD mg/L 70 氟化物 mg/L 30 pH mg/L 6-9 2污水处理工艺流程 处理流程具体如下：污水1反应罐2反应罐反应澄清池均衡池3反应罐固体接触澄清池pH调节池砂滤出水 3.毕业设计的目和要求 污水处理毕业设计的目的在于加深理解所学的专业知识，培养运用所学的专业知识的能力，在设计、计算、绘图等方面得到锻炼。针对一个脱硫污水处理流程，要求对主要的污水和污泥处理构筑物的工艺尺寸及工艺参数进行计算，确定污水处理工艺流程和总平面布置图，最后完成设计计算说明书和设计图纸。4.设计内容(1)污水、污泥处理流程确定，对比优化选择经济合理的工艺流程；主要处理工艺参数(药剂及其添加量等)的确定；主要处理构筑物(中和反应槽、絮凝槽、澄清池、浓缩池)设计计算；(2)编制设计计算说明书一份（70 页左右）。(3)翻译外文资料一篇（1 万字符左右）。(4)绘制图纸：工艺流程图一张（A0）总平面布置图一张（A0）澄清池结构图一张（A1）浓缩池结构图一张（A1）5.设计要求 （1）方案选择应论据充分，具有说服力。（2）设计参数选择有根据，合理全面。（3）计算所选用的公式要有来源依据，计算应有足够的准确性。（4）图纸应正确表达设计意图，符合制图要求。（5）设计计算说明书应层次清楚，语言简练，书写工整，说明问题。1.2 国内外脱硫除尘废水处理技术概述 燃煤烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,是控制燃煤锅炉 SO2 排放的主要技术手段。其中石灰石-石膏湿法脱硫又是目前世界上技术最为成熟、应用最多的烟气脱硫工艺,也是国家环保总局推荐的首选脱硫工艺。石灰石-石膏湿式脱硫工艺,具有脱硫效率高(95%),吸收剂利用率高,对煤种适应性好,工艺成熟,运行可靠等优点。运行维护亦较为方便。但该脱硫工艺会产生一定量的脱硫废水,需处理后达标排放。因此,选择合理的废水处理工艺,优化设计,达标排放也是确保脱硫系统正常运行的重要措施。我国是世界上煤炭生产和消费大国,煤炭在中国能源结构中的比例高达76.2%,排放的SO2 中90%来自于燃煤。随着社会的发展,人们环境保护意识不断提高,因此,对SO2 排放的控制已势在必行。烟气脱硫是目前世界上大规模应用的脱硫方式,是控制二氧化硫污染的主要技术手段。目前我国火电厂烟气脱硫主要采用湿法脱硫(石灰石/石膏法)。锅炉烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程产生的废水来源于吸收塔排放水。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属。石灰石石膏法是目前使用广泛的一种烟气脱硫技术,它能高效脱除烟气中的硫。对于湿法烟气脱硫技术,一般应控制氯离子含量小于2 000 mg/L。脱硫废液呈酸性(pH 值为46),悬浮物质量分数为900012 700 mg/L,脱硫废水的处理主要是以化学、机械方法分离重金属和其它可沉淀的物质,如氟化物、亚硫酸盐和硫酸盐。1.2.1 现行国外典型脱硫除尘废水处理技术 国外典型废水处理方法是基于脱硫除尘废水的排放特征而来,针对不同种类的污染物,采用不同的去除方法。(1)酸碱度调节（去除）先在废水中加入石灰乳或其它碱性化学试剂(如NaOH 等),将pH 值调至67,可以有效去除氟化物(生成CaF2 沉淀)和部分重金属。然后加入石灰乳、有机硫和絮凝剂,将pH 值升至89,使重金属以氢氧化物和硫化物的形式沉淀。(2)汞、铜等重金属的去除 沉淀分离去除汞、铜等重金属沉淀分离是一种常用的金属分离法。脱硫废水一般采用加入可溶性氢氧化物,如氢氧化钠,产生氢氧化物沉淀来分离重金属离子。在脱硫废水处理中,一般控制pH 值在8.59.0 之间,使一些重金属,如铁、铜、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀。对于汞、铜等重金属,一般采用加入可溶性硫化物如硫化钠,使产生Hg2S、CuS 等沉淀,这两种沉淀物质溶解度都很小,溶度积数量级在10-401050之间。对于汞使用硫化钠，只要添加小于1mg/LS2-，就可对小于10g/L浓度的汞产生作用。为了改善重金属析出过程，制备一种能良好沉淀的泥浆，一般可使用三价铁盐如FeCl3及一般为阴离子态的絮凝剂。通过以上两级处理，即可使重金属达标排放。以加拿大Lam bton电厂为例，一般脱硫废水处理工艺见图1。图 1.1 加拿大 Lam btom 电厂脱硫废水处理工艺 还有一些工艺,以Ca(OH)2 代替NaOH,反应过程中同时产生CaF2、CaSO3、CaSO4 沉淀物,以分离氟化物、亚硫酸盐、硫酸盐等盐类物质。采用Steinmullerj技术的波兰RAFAKO公司认为,使用Ca(OH)2 溶液,通过加絮凝剂、助凝剂还可沉淀CaCl2 分离Cl-。另外,德国一些公司,使用同样有选择作用的TMT 替代Na2S 来沉淀汞,这种工艺相对操作简单。图 1.2 德国 BABCOCK 公司典型脱硫废水处理工艺 1.2.2 国内现行典型脱硫除尘废水处理技术综述 在消化、吸收和引进国外先进脱硫技术的基础上，随着环境保护工作的逐年加强，脱硫除尘废水的稳妥达标处理也日益得到高度关注，结合国内电厂脱硫废水的实际情况：1）湿法脱硫废水的主要特征是呈现弱酸性，pH 值低于 5.7；悬浮物高，但颗粒细小，主要成分为粉尘和脱硫产物（CaSO4 和 CaSO3）；2）含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸盐等；还有 Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr 等重金属离子。由此国内的处理技术基本基于如上废水的排放性质，采用物化法针对不同种类的污染物，分别创造合宜的理化反应条件，使之予以彻底去除，基本分为如下几个主要反应步骤：1）先行加入碱液，调整废水 pH 值，在调整酸碱度的同时，为后续处理工艺环节创造适宜的反应条件；2）加入有机硫化物、絮凝剂和适量的助凝剂，通过机械搅拌创造合适的反应梯度使废水中的大部分重金属形成沉淀物并沉降下来；3）通过投加的絮凝剂和适宜的反应条件，使得废水中的大部分悬浮物沉淀下来，通过澄清池（斜板沉淀池）予以去除；4）加入絮凝剂使沉淀浓缩成为污泥，污泥被送至灰场堆放。废水的 pH 值和悬浮物达标后直接外排，其大致的工艺处理流程见图 3。图 1.3 脱硫除尘废水处理工艺流程（国内）脱硫废水处理包括以下 4 个步骤：1）废水中和 反应池由 3 个隔槽组成，每个隔槽充满后自流进入下个隔槽，在脱硫废水进入第 1 隔槽的同时加入一定量的石灰浆液，通过不断搅拌，其 pH 值可从 5.5 左右升至 9.0 以上。2）重金属沉淀 Ca（OH）2 的加入不但升高了废水的 pH 值，而且使 Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金属离子生成氢氧化物沉淀。一般情况下 3 价重金属离子比 2 价离子更容易沉淀，当 pH值达到 9.09.5 时，大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。同时石灰浆液中的 Ca2+还能与废水中的部分 F-反应，生成难溶的 CaF2；与 As3+络合生成 Ca（AsO.3）2 等难溶物质。此时 Pb2+、Hg2+仍以离子形态留在废水中，所以在第 2 隔槽中加入有机硫化物（TMT15），使其与 Pb2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物沉积下来。3）絮凝反应 经前 2 步化学沉淀反应后，废水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质，所以在第 3隔槽中加入一定比例的絮凝剂 FeClSO4，使它们凝聚成大颗粒而沉积下来，在废水反应池的出口加入阳离子高分子聚合电解质作为助凝剂，来降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物，同时脱硫废水中的悬浮物也沉降下来。4）浓缩/澄清 絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清/浓缩池中，絮凝物沉积在底步并通过中立浓缩成污泥，上部则为净水。大部分污泥经污泥泵排到灰浆池，小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池，提供沉淀所需的晶核。上部净水通过澄清/浓缩池周边的溢流口自流到净水箱，净水箱设置了监测净水 pH 值和悬浮物的在线监测仪表，如果 pH 和悬浮物达到排水设计标准则通过净水泵外排，否则将其送回废水反应池继续处理，直到合格为止。第2章 处理构筑物的设计计算 2.1.污水处理系统 烟气脱硫废水水质特点 烟气脱硫废水的水量与脱硫工艺、脱硫系统以及烟气成分等因素有关,一般脱硫废水水量为520m3/h。脱硫废水中的杂质主要来源于烟气和脱硫剂。由于煤中含有包括重金属元素在内的多种元素,如F、C1、Cd、Hg、Pb、Ni、As和Cr等,这些元素在燃烧过程中产生了多种化合物,这些化合物一部分随炉渣排出炉膛,另外一部分随烟气进入脱硫装置吸收塔,溶解于吸收浆液中。综合比较火力发电厂脱硫废水的水质,脱硫废水的水质特点如下:a.脱硫废水呈弱酸性,pH值一般为46,明显低于GB8978-1D996污水综合排放标准中pH值为69的排放标准。b.悬浮物含量高,实验证明,脱硫废水中的悬浮物主要是石膏颗粒、二氧化硅,以及铁、铝的氢氧化物。c.脱硫废水中的阳离子为钙、镁等离子,含量极高,铁、铝含量较高,其它重金属离子含量不高,但大多数都超过了GB8978-1D996污水综合排放标准中规定的排放指标。d.脱硫废水中的阴离子主要有C1-、SO4-2、SO3-2、F-等。e.化学耗氧量与通常的废水不同,在脱硫废水中,形成化学耗氧量的主要因素不是有机物,而是还原态的无机物连二硫酸盐。废水处理系统包括两阶段物理化学处理过程，如下：第一阶段 添加石灰石使大部分重金属以氢氧化物的形式沉淀；添加石灰石沉淀多余的溶解性硫化物；石膏再循环去除石膏的过饱和；添加絮凝剂更好的去除脱硫废水中的悬浮固体（石膏粉，石灰粉等）；第二阶段：再水厂启动后根据运行经验要求调节 pH，目的是有利于金属的沉淀这重金属并去除多余的钙和镁；添加氯化铝共同沉淀残留的重金属；添加有机硫进一步去除重金属；添加絮凝剂助于沉淀和澄清；添加盐酸进行 pH 值调节 处理后的废水被输送到密封井。该物理-化学处理过程包括助凝剂(氯化铁铝)、盐酸、石灰石、有机硫和有机絮凝剂几个化学加药系统。该系统的固体处置包括污泥浓缩和脱水，同时还包括全程监测和控制水流、液面、压力、pH 和浊度的仪表。2.1.1 反应罐的设计计算 11#反应罐主要是加入硫化钠和石灰石，石灰石可以调节 pH 并且石灰乳中的 Ca2和 F-反应生成难溶的 CaF2。中和处理的主要作用包括两个方面：(I)发生酸碱中和反应，调整 PH值至 90 左右。之所以将 PH 值选择调整到 90 左右有如下两个原因，其一 PH 值在排放标准之内，其二这个 PH 值有利于后续沉淀反应的进行。(2)沉淀部分重金属，使锌、铜等重金属元素生成氢氧化物沉淀。对于一定浓度的某种金属离子而言，溶液的 PH 值是沉淀金属氢氧化物的重要条件。当溶液由酸性变为弱酸性时，金属氢氧化物的溶解度下降，但许多金属离子的氢氧化物为两性化合物(如铬、铝、锌、铅、铁、镍、铜、镉等的氢氧化物)，随着碱性的进一步增强，这些两性化合物会发生络合反应使溶解度增大。综合考虑废水排放的允许值和生成的金属离子氢氧化物沉淀不因络合反应而溶解，因此选择将废水的 PH 值调整到 89 之间。在一定 PH 值条件下，金属硫化物有比其氢氧化物更小的溶解度。所以，在沉淀箱中加入硫化钠进一步去除重金属离子。当 PH 值在 89 之间时，重金属硫化物的溶解度已相当小，可认为重金属已被完全去除。将硫化钠的原药液(浓度 15)配成 2浓度置于计量箱中由计量泵加入沉淀箱。沉淀箱中安装搅拌器加强反应。主要反应化学式：Ca2+2F-CaF2 Zn2OHZn(OH)2 Cu2OHCu(OH)2 HOHH2O 1反应罐：V1=Q1t=（30+0.3+0.3+7.81+0.92）m/h15/60=9.68m 宽深比为 1:1.5 即 D/H=1:1.5 三个反应罐的停留时间均为 15 分钟 V1=D2 H/4 H=3/9V=3.03m 取 3.1m D=2.1m 搅拌器的选择：G=2GP P=G2V 其中：-粘性系数（110-3kg/ms）；G-400;V-反应池体积.P1=1.548kW 搅拌器的参数：JBF-型搅拌器 池径 4.34.3 池深 4m5m 功率 1.52.2 调速范围 0.2892.895 生产厂 唐山博大环境工程机械有限公司 22反应罐主要加入氯化铁和絮凝剂，经沉淀反应后的废水中含有大量的悬浮物和胶体物质，必须加入混凝剂使之凝聚成大颗粒而沉降。常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁等；常用的助凝剂有石灰、高分子凝聚剂等。脱硫废水处理中所选用的絮凝剂是硫酸铝化铁，助凝剂选用的是PAM(阴离子型聚丙烯氰)。将铝化铁原药(浓度40)稀释为075置于计量箱中由计量泵加入絮凝箱；PAM固体配成01浓度溶液由计量泵加入浓缩澄清器的中心下降管。絮凝箱中安装搅拌器加强反应。2反应罐:V2=Q2t=39.33 m/h15/60=9.8m H=3/9V=3.04m 取 3.1m D=2.1m 搅拌器的选择同上 P2=1.568kW 搅拌器的选择：JBJ 型折桨式混合搅拌机 试试用于水处理中原水与混凝剂或助凝剂的混合反应搅拌，其特点是运行平稳，搅拌均匀混合池较深时可为双层桨叶，可适用于大水量搅拌。叶轮直径：1000mm 电机功率：2.2kW 主轴转速：51r/min 生产厂：唐山清源环保机械公司 33反应罐加入石灰，硫化钠，盐酸和纯碱。加入盐酸调节 pH，目的是有利于金属的沉淀这重金属并去除多余的钙和镁，再加入硫化物，经过中和后废水中的 Cd2和 Hg2任然超标，所以还要加入硫化物使其与残余的离子态的镉和汞反应形成难溶的硫化物沉积沉淀未能沉淀的重金属。最后加入纯碱调节 pH。主要反应化学式：Cd2S2-CdS Hg2S2-HgS 3反应罐:V3=Q3t=40.95 m/h15/60=10.24 m H=3/9V=3.08m 取 3.1m D=2.1m 搅拌器的选择同上 P3=1.638kW 选择的搅拌器与 2相同。2.1.2 均衡池的设计 均衡池的设计是为了使每天的总流量间歇的送到处理厂，和更均衡的分配流量和组成内部循环流动譬如压滤器，重力反冲洗压滤器，滤布。搅拌器剩余的固体保持悬浮状态。均衡池可以放在初级澄清池之前或之后。如果象许多废水处理一样放在初级澄清池之前，澄清池以及相关的处理设备可以根据每日处理量的最高峰设计，而不是瞬时高峰设计。放在初级澄清池之后的好处就是可以趁着来水热的时候去饱和。不像其他的污水处理厂，废水中的 TSS 浓度接近澄清池污泥浓度。结果是，初级澄清池底流脱水是废水中的重要部分。如果位于初级澄清池之前，污泥脱水过滤后回到均衡池，将必须从新处理相对干净的水从而增加了初级澄清池的尺寸。第一阶段的处理结束于均衡池，该均衡池担当着为第二阶段处理提供一个缓冲流量的作用，因为初沉池采用间断排泥，并且排泥量较大。输送泵把废水提升到 2#反应池后赋予废水一定能量，从而剩下的处理过程都是依靠自流。均衡池配备一个搅拌器，目的是为了使经过初沉池溢流的固体保持悬浮状态。均衡池中不添加任何化学药物。废水输送泵配备变频调速装置(VFD)，目的是为了提供可变的水量以维持合适的均衡池液面。V均衡=Q均衡t =36.55 m/h40/60=31.1 m （停留时间为 40 分钟）H=3/9V=4.46m 取 4.5 D=3.0m 2.1.3 pH 调节池的设 在沉淀分离完成后,由于废水中 pH 值大于 9,超过了排放标准,因此需要进行后续加酸中和。一般采用一定浓度的工业盐酸进行中和处理。V调节=Q调节t =46.63 m/h15/60=11.66 m （停留时间为 15 分钟）H=3/9V=3.22m 取 3.3 D=2.2m 2.1.4 反应澄清池的设计 反应澄清池也叫初级澄清池，是为了去除 FGD 废水中的悬浮固体以及在去饱和过程中产生的硫酸钙。初级澄清池也可以作为污泥浓缩池和贮泥池。负荷取决于溢流率（出水流量除以表面积）。如果设初次澄清池，烟气脱硫废水中的固体浓度可以确定。如果烟气脱硫系统只用初级水力旋流器和废物，烟气脱硫废水中的总悬浮固体（TSS）可能在 4%5%的范围内。初级澄清池可以满足低 TSS 出水限制和减少金属去除过程中的固体负荷。如果烟气脱硫系统中应用了初级和二级水力旋流器以及从二级水力旋流器中的溢流液，然后废水中的 TSS可能会少于 2%，初级澄清池就可以可以不用设。初级澄清池可以贮存污泥，减少贮泥池的容量。为了减少污泥的自然密度，初级澄清池的设计应该更倾向于高扭矩装置和陡峭的低坡斜度的浓缩池而不是澄清池。污泥固体通常是在 10%15%的固体，最近在一家工厂使用的循环到去饱和的污泥的固体浓度达到 25%，这种污泥贮存了几天而没有脱水。通过增加污泥脱水频率可以使污泥量减少到 15%。1沉淀池的表面积和池径 A=Q/nq0 =39.33/1.68=23.4m2 式中：Q-反应澄清池的进水量，m3/h;q-水力负荷，取 1.68.D=A4 =14.34.234=5.46m,取 5.5m 沉淀池有效水深 h2=q0t 式中：t-反应沉淀池停留时间，取 2h；h2-沉淀池有效水深.=1.682=3.36m 3 污泥部分所需容积 h5=(r1-r2)tan =（0.5-0.25）tan60 =0.433m 式中：h5-泥斗高度；r1-泥斗上半部半径，r1=0.5m；r2-泥斗下半部半径,r2=0.25m；R-池子半径；V1-泥斗体积。V1=3h5(r12+r1r2r22)=30.433（0.50.50.50.250.250.25）=0.179m3 h4=(R-r1)0.05 =(2.75-0.5)0.05 =0.1125m 池底可贮存的污泥的体积为 V2=3h4(r12+Rr1R2)=30.1125（5.520.520.55.5）=3.9m3 V1V2=4.019m3 污泥区每日产生的污泥量 W=QSt =2.7820%6 =3.336m310000 该方程有效 叶轮直径 D=900mm 宽 W=225mm (宽径比为 0.25)叶轮扭转力矩 T=P/2n=1067.4Nm 叶轮如图 2.3 所示 图 2.3 W-单个叶片宽，d/5=180mm；L-单个叶片长，d/4=225mm；d-叶轮直径，900mm。4搅拌机的选择 JBK 型搅拌机 适用与污水处理厂污泥脱水前投加絮凝剂和助凝剂，使污水与药剂充分絮凝反应的搅拌，也可用于化工的反应，转速低，防止打碎絮体，内衬玻璃钢防腐。具体参数如下表 型号 桨直径/mm 转速/rmin 功率/kW 罐尺寸/mm JGB1000 1000 0.999.9 0.75 D15001500 表 2.4 搅拌器的技术参数 5刮泥机的选择 辐流式污泥浓缩池刮泥机功率的计算 根据刮板每刮泥一周所消耗的动力来确定：每小时的积泥量 QS=Q100100 =7.59100/(100-30)=10.84m3/h 式中：QS-含水率的污泥量（m3/h）；Q-干污泥量；水池直径为 D（m），刮板外缘线速度为 n（m/min）则转动一圈所需要的空间 t 为 t=nD60 =3.147/602 =0.18min 在 t 小时内的积泥量 QT(即每转一周的刮泥量)为 QT=Qt/60 =0.03256m3/h 刮泥时的阻力 P 为 P=gQT1000 =32.87N 式中：-污泥与池底的摩擦系数，初沉池取 0.1，二沉池取 0.035；g-重力加速度，9.8m/s2;-污泥表观密度，1.03t/m3;刮泥功率 N：N=60000vP（kW）=0.0011kW 式中：v-刮板线速度（m/min）;选择 ZXG 型中心传动悬挂式刮泥机 型号 沉淀池直径或边长，m 刮板外缘线速度，m/min 驱动功率/kW ZXG 7 7 13 0.75 表 2.5 辐流沉淀池中心传动刮泥机的基本参数 2.1.6 砂滤 选择 CX 型连续式砂滤，该砂滤器在过滤的同时能连续的洗砂，进行不间断的过滤，具有效率低高，能耗低，操作简单等优点。连续砂滤器的工作原理是过滤和反洗两步同时进行的过程。当原水流过进水口后穿过布水器，经过滤床向上流动，上升过程中污物被滤料截获，过滤后的清水由过滤器顶部的溢流堰收集排出。同时压缩空气由伸入到提砂管口的压缩进气管管咀喷出，带动过滤器底部的脏砂及部分水上升至提砂管上端口，落入洗砂槽内，在过滤出水与反冲洗出水水位差的作用下，下落的脏砂与上升的清水进行自动清洗，提砂管提升上来的气提水与洗砂槽内的反冲洗水一起流入反冲洗出水槽再由反冲洗出水管排走，在重力作用下洗净后的滤料经布砂器循环回到滤层。过滤与反冲洗同时进行，连续过滤。型式 比较 普通快滤 传统压力式 连续过滤 过滤方式 下流式过滤 下流式过滤 上流式过滤 动力消耗 反冲洗水泵压力较大 进水及反冲洗时需较大动力 使用空气进行洗砂，动力消耗小 过滤效果 滤床阻力及反冲后出水波动 滤床反冲洗后出水水质不稳定 维 持 滤 床 一 定 的 压 力降，出水水质稳定 连续性 不连续 不连续 连续 滤床使用周期 一年后需补充 一年后需全部更换 不需更换，少量补充 反冲洗水比率 510%510%510%维护成本 低 高 低 适用水质 生活污水、矿井水、废水 生活污水、矿井水、废水 生活污水、造纸废水、工业污水 占地面积 大 小 小 集约化程度 低 中 高（絮凝反应、过滤、清洗）表 2.6 连续砂滤器的性能比较 型号 直径/mm 高度/mm 砂床深度/mm 进 水 流 量/m3/h 排泥量 压缩空气量/m3/h CX-30 2000 4000 1200-1300 30 1.5 0.8-1.2 表 2.7 砂滤器的主要技术参数 数量：两台 生产商：江苏无锡出新环保设备厂 该设备应用了微絮凝原理，设备简单，也可与其他设备连用。优点：1连续运行过滤，不需要周期性反冲洗而关闭滤池，保证工业生产用水和生活饮用水的不断供给。2操作简单，无传动机构，只需要调节好流量即可正常运转，不需要对过滤器进行管理。3能耗低，只需要重力进水或低压泵进水，及少量压缩空气。4滤料采用单一的石英砂，不需要滤网，格栅及其他的滤料。2.2 污泥浓缩系统的设计计算 2.2.1 污泥浓缩池 污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减少污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。污泥浓缩后含水率可降为95%97%,近似糊状。浓缩可以达到污泥的减量化。重力浓缩法用于污泥处理是广泛采用的一种方法,已有50多年历史。机械浓缩方法出现在20世纪30年代的美国,此方法占地面积小,造价低,但运行费用与机械维修费用较高。气浮浓缩于1957年出现在美国。此法固液分离效果较好,目前应用已越来越广泛。污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法、气浮浓缩法、带式重力浓缩法和离心浓缩法,还有微孔浓缩法、隔膜浓缩法和生物浮选浓缩法等。重力浓缩：利用重力作用的自然沉降分离方式,不需要外加能量,是一种最节能的污泥浓缩方法。重力浓缩只是一种沉降分离工艺,它是通过在沉淀中形成高浓度污泥层达到浓缩污泥的目的,是目前污泥浓缩方法的主体。单独的重力浓缩是在独立的重力浓缩池中完成,工艺简单有效,但停留时间较长时可能产生臭味,而且并非适用于所有的污泥;如果应用于生物除磷剩余污泥浓缩时,会出现磷的大量释放,其上清液需要采用化学法进行除磷处理。重力浓缩法适用于初沉污泥、化学污泥和生物膜污泥。气浮浓缩：气浮浓缩与重力浓缩相反,是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围,减小颗粒的比重而强制上浮。因此气浮法对于比重接近于1g/cm3的污泥尤其适用。气浮浓缩法操作简便,运行中同样有一定臭味,动力费用高,对污泥沉降性能(SVI)敏感;适用于剩余污泥产量不大的活性污泥法处理系统,尤其是生物除磷系统的剩余污泥。带式重力浓缩法：带式重力浓缩法是利用带式重力浓缩机的一种机械浓缩法。由于其具有投资适中,运行费适中,效果好,对各种性能的污泥适应性较强等特点,因此近几年被广泛采用;但实际运行中会受到污泥中高分子的影响,运行时湿度大,因而需要仔细操作。带式重力浓缩法适用于各种生物污泥。离心浓缩法：离心浓缩法的原理是利用污泥中固、液比重不同而具有的不同的离心力进行浓缩。离心浓缩法的特点是自成系统,效果好,操作简便;但投资较高,动力费用较高,维护复杂;适用于大中型污水处理厂的生物和化学污泥。此处选用重力浓缩法 1浓缩池表面积和直径：A=Q/nq0 =9.45/0.2 =47.25m2 D=A4 =7.75m 取 7.8m 2浓缩池的设计污泥量：反应澄清池的污泥量 Q1=1.8620%=0.372m3/h 固体接触澄清池的污泥量 Q2=7.5930%=2.277m3/h 总污泥量 Q总=Q1Q2 =2.649m3/h 3浓缩池工作部分高度：h2=TQ/A =8.59.45/47.25 =1.7m 式中:T-污泥停留时间，8.5h。3污泥部分所需容积 h5=(r1-r2)tan =（1.0-0.5）tan60 =0.866m V1=3h5(r12+r1r2r22)=30.866（0.250.511）=1.586m3 式中：h5-泥斗高度；r1-泥斗上半部半径，r1=1.0m；r2-泥斗下半部半径,r2=0.5m；R-池子半径；V1-泥斗体积。设池底径向坡度为 0.05 h4=(R-r1)0.05 =（3.9-1）0.05 =0.145m 池底可贮存的污泥的体积为 V2=3h4(r12+Rr1R2)=30.145（13.93.92）=3.1m3 污泥区每日产生的污泥量 W=QSt =2.6491 =2.649m33.11.586=4.686m3 式中：t-两次排泥时间间隔，1h；QS-反应澄清池的污泥量.4浓缩池总高度：H=H=h1h2h3h4h5 =0.31.70.50.1450.866 =3.511m 式中：h1-缓冲层高度 0.3m：h2-有效高度，m；h3-刮泥区高度，取 0.5m。5辐流式污泥浓缩池刮泥机功率的计算 根据刮板每刮泥一周所消耗的动力来确定：每小时的积泥量 QS=Q100100 =2.649100/100-65 =7.57m3/h 式中：QS-含水率的污泥量（m3/h）；Q-干污泥量；水池直径为 D（m），刮板外缘线速度为 n（m/min）则转动一圈所需要的空间 t 为 t=nD60 =3.147.8/602 =0.2041min 在 t 小时内的积泥量 QT(即每转一周的刮泥量)为 QT=Qt/60 =0.026m3/h 刮泥时的阻力 P 为 P=gQT1000 =26.24N 式中：-污泥与池底的摩擦系数，初沉池取 0.1，二沉池取 0.035；g-重力加速度，9.8m/s2;-污泥表观密度，1.03t/m3;刮泥功率 N：N=60000vP（kW）=0.0009kW 式中：v-刮板线速度（m/min）;型号 沉淀池直径（m）刮板外缘线速度，m/min 电机功率，kW 不大于 GZ8 8 13 0.75 表 2.6 辐流沉淀池中心传动刮泥机的基本参数 2.2.3 压滤机的选择 压滤机的工作原理 板框压滤机：由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室。滤板的表面有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布。滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤水和引出滤液。板、框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板、框。板、框之间的滤布起密封垫片的作用。由供料泵将悬浮液压入滤室，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出。过滤完毕，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，除去剩余的洗涤液。随后打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧板、框，开始下一工作循环。板框压滤机对于滤渣压缩性大或近于不可压缩的悬浮液都能适用。适合的悬浮液的固体颗粒浓度一般为 10%以下，操作压力一般为 0.30.6 兆帕，特殊的可达 3 兆帕或更高。过滤面积可以随所用的板框数目增减。板框通常为正方形，滤框的内边长为 3202000 毫米，框厚为 1680 毫米，过滤面积为 11200 米 2。板与框用手动螺旋、电动螺旋和液压等方式压紧。板和框用木材、铸铁、铸钢、不锈钢、聚丙烯和橡胶等材料制造。选择 CXAS-1 型不锈钢厢式板框压滤机 技术优势 用钛板或钛合金作为压滤机板框材质,具有亲生物、非磁性、耐热性、重量轻、耐强酸、耐强碱等超强防腐蚀等优点。1凸点式滤板结构：双面过滤有效地增大了导水截面积，减少了液体过滤流通阻力，使液体任意流向不留死角，能保持液体诸性能的稳定。凸点式滤板使滤材（滤膜、滤纸等）不易破损，延长了各种滤材的使用寿命。双管输入结构：增大了过滤面积和流通量。与同类产品相比，过滤效率提高了一倍以上。过滤时间缩短一倍，料液过滤提高一倍，过滤质量得到更有效的保证。隔层挡板：用户能根据生产流量大小，用隔层挡板控制滤框、滤板的用量，使之适应生产流量的需要。2硅橡胶密封圈：所有密封部位全部安装了密封圈（乳白色硅橡胶密封圈，无毒耐高温），无渗漏。即在滤框的正反面都安装了方形的密封圈，在进出口流道、回流道及卡环联接等密封部位安装了圆形密封圈。3除菌滤材：本机可根据被滤液体的不同生产工艺（初滤、半精滤、精滤）的要求，更换不同的滤材，压滤机工作时，加压密闭过滤，料液无损耗，液体澄清度好，除菌灵。（选用中速滤纸和微孔滤膜除菌效果尤佳）。自动回流道：在泵停止转动后，打开回流阀，所有沉积料液便会自动回流排出，同时用清水从回流道反冲洗滤材，可作临时清洗。4卡环联接：泵及输入管部位由卡环联接，紧固密封，拆卸清洗方便。采用隔膜压力表、隔膜球阀，整机达到卫生型要求。能过滤高粘度液体：解决了普通压滤机不能过滤中药及高粘度料液的难题。5操作方式：CXAS 型手动压紧、CXAY 型液压压紧、CXAD 型电动压紧。型号 过 滤 面积 m2 滤 板 尺寸 mm 滤框尺寸 mm 机体尺寸mm 总层数 水流量 t/h 过 滤 压力 Mpa 泵电机功率Kw CXAS-1 0.4 176 176 200 200 700 330 650 13 3 0.2 0.75 表 2.7 压滤机的技术参数 2.3 处理流程图 脱硫废水的处理工艺共分四大部分，分述如下：(1)药剂配置系统：硫化钠、铁氯化（FeCl3）、盐酸均为液体，各设置搅拌计量箱和计量泵；PAM 为固体（阴离子型，分子量1000 万），设置干粉自动投加机、搅拌计量箱、计量泵，药液配置浓度为0.1%；消石灰为固体，配置石灰筒仓、计量斗、溶药搅拌箱、计量箱、输送回流泵和计量泵，药液配置浓 度为5%。（2）反应搅拌系统：反应搅拌系统设置连体互通的三只搅拌反应箱，分别为中和箱、沉降箱、絮凝箱。脱硫废水先进入中和箱与投加的5%消石灰溶液充分混合（消石灰溶液投加量为7080L/t 废水），使pH 调节至9.29.5，使废水中的大多数重金属离子生成难溶的氢氧化物沉淀，同时使废水中的氟离子生成氟化钙沉淀；废水再进入沉降箱与投加的硫化钠溶液（硫化钠溶液投加量为0.20.3L t 废水）充分混合，使废水中的汞离子与有机硫反应生成硫化汞沉淀；废水再进入絮凝箱先和投加的氯化铁（FeCl3）溶液反应（氯化铁溶液投加量为0.40.5Lt废水），再和投加的0.1%PAM 溶液充分反应后（0.1%溶液投加量为68L t 废水），形成较大的絮体（矾花）加速分离和沉降，有效地去除悬浮物、有机物、重金属及其它污染因子。（3）澄清污泥浓缩及清水中和系统：该系统包括澄清污泥浓缩池和清水中和箱，经絮凝反应后的废水自流入澄清污泥浓缩池，池上部为废水的澄清，下部为沉 降污泥的浓缩，底部配置刮泥机。澄清的上清液自流入清水箱和投加的盐酸中和使pH 达到排放标准后排放。（4）污泥处置系统：污泥处置系统包括板框压滤机和污泥斗；澄清污泥浓缩池底部污泥通过输送泵至板框压滤机脱水，泥饼进入污泥斗运出，压滤水流入 清水箱。2.4 化学加药系统及药品指标控制 化学加药系统是指包括石灰