专业课程设计样本

设计任务书目录设计任务书 2第一章鞣制废水处理方法综述 31.1鞣制废水特点 41.1.1鞣制废水起源1.1.2鞣制废水特点 41.2鞣制废水铬处理方法 41.2.1加碱沉淀法 51.3工艺步骤 61.3.1工艺一 61.3.2工艺二 71.4鞣制废水处理技术前景和展望 7第二章设计说明书 92.1工程处理方案选择 102.1.1设计基础资料 112.1.2设计方案 112.2工艺步骤说明 122.2.1说明 122.2.2设计工艺参数 122.3设备和选型 122.3.1关键构（建）筑物设计参数 132.3.3隶属设施 142.4平面部署及高程设计 152.5设计配合和要求 162.6投资概算和经济评定 172.6.1投资估算 182.7运行和管理 202.8设计体会和收获 21附录一 23鞣制废水处理工程计算 23设计题目：某制革鞣制废水处理工程设计设计依据：依据厂方资料，含铬废水排水量：640m3/d。该废水站按日处理20小时设计，设计处理能力为55m32.设计原水水质，以下：pH：5~12SS：-2500mg/lCODCr：3000-7000mg/lBOD5：300-800mg/l色度：1000-3000倍三价铬：800-1000mg/l3.治理目标：根据《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，经本处理系统处理后排放水污染物浓度控制以下：总铬：≤1.5mg/l设计依据和标准1设计依据《皮革行业污水排放标准》《中国水污染防治法》《实施规则》（.3.20）《给水排水制图标准》（GB/T50105—）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332—）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69—1984）、《城市污水处理工程项目建设标准>(建设部.6.1)1.1制革废水关键起源制革工序排出废水特征，因原料不一样，而有所差异。制革工业废水多数来自准备工段和鞣制阶段这两个工段，关键在水溶液中进行，废液连续或间歇排出。准备阶段排出废水呈强碱性(关键为浸灰、脱毛、废水)，约占全部排水量60%,废水中含有高浓度氯化物，硫化物，防腐剂，油脂，蛋白质和悬浮物等。鞣制工段排出废水呈弱酸性含铬废水，化学助剂及染料等。铬骤废液中盐含量高达4000mg/1，水量为总废水量30%左右。制革混合废水呈碱性，有毒，难降解物质含量高，外观污蚀，气味难闻，设计时要有一定适应水量、水质负荷改变能力[1]。1.2制革废水特点（1）废水量大:据统计，因为生皮类别及产品种类不一样，生产每吨原皮废水量为100-214m3，而国家最新标准[GB-8978-1983]要求，新建制革厂(1998年1月1日以后建设单位)每吨原皮最大排水量为猪盐湿皮60m3,牛千皮1003,羊干皮150m3。据此，制革厂应大力推广节水新工艺，如酶法脱毛新工艺等。（2）水量随时间改变大:制革工业往往是间歇排水。在A排水量高峰期间，排水量可占全部排水量70%。（3）水质差异大:废水水质不仅因生产品种，生皮类型不一样而不同，一天之内各小时排出废水也有很大差异。（4）制革工业废水特点是，成份复杂，悬浮物多，COD和BOD高，色度浓，有臭味，呈碱性含有铬等有害物质，水质水量改变大。废水中含有大量蛋白质，脂肪，染料等有机物及硫化物，氯化物，Cr3+盐等无机盐[2]。废水处理工艺方法3铬鞣废水传统处理方法3.1加碱沉淀法加碱沉淀法是铬鞣废液最常见处理方法之一。废液中铬在酸性条件下以碱式硫酸铬[Cr（OH）SO4]形式存在，能溶于水。加碱使pH达8.0～8.5，废液中铬逐步以Cr（OH）3式沉淀下来，成为糊状铬泥。分离沉淀，再加硫酸，可调整成符合鞣革要求碱式硫酸盐。现在，常见碱剂关键有NaOH[2]、Ca（OH）2和MgO[3]三种。三种碱剂沉淀特征比较如表1所表示。加减沉淀方法工艺简单，技术成熟，中国多数企业采取此法。但它易出现沉淀不根本，分离不根本，酸化不均匀问题。回收铬泥纯度不高。经过强酸、强碱反复作用，会造成铬络合物发生改变，鞣性变差。现在，中国制革企业采取废水治理工艺基础以下:（1）进行清浊分流，在对含铬、硫、油脂废液或废水实施分质处理基础上，再对综合废水进行处理。（2）不进行清浊分流，直接对综合废水进行处理。1.工艺技术路线之一(1)分质处理:沉淀法回收铬盐，气浮法除油，催化氧化法脱硫.①沉淀法回收铭盐含铬废水采取碱沉淀回收，就是将原液中铬化合物，加碱生成氢氧化铬沉淀，然后过滤分离沉淀物，加硫酸后搅拌，得到一定浓度铬化合物，回用至生产中，反应方程式为:Cr3++3OH-=Cr（OH）32Cr(OH)3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+6H20工艺参数选择:依据含铬废水排出情况(排污情况和排污量)，综合确定调整池体积。反应沉淀池:反应时间1h左右，沉淀时间2-3h.反应罐:反应时间3-4h。②气浮法气浮法除油就是使微气泡和油粒子间进行物理吸附，并形成浮选体上浮分离。工艺参数选择:气浮停留时间T=15-30min,混凝剂若采取Al2(SO4)3投加量可考虑30-50mg/l，泵混合或管道混合。③催化氧化法脱硫在制革工艺中脱毛工段需要加入Na2S和石灰，作为脱毛剂，因为硫化碱脱毛成本低廉，产品质量稳定可靠，操作简便，易于控制，所以，硫化碱脱毛剂还在广泛使用。但废水中含有大量悬浮物、蛋白质、硫化物，是制革废水中最严重污染工序之一，废水量占制革废水中总量20%以上。催化氧化法脱硫是在锰盐催化作用下，用空气将废水中S2-和HS-氧化，生成硫酸根或晶体硫析出，达成无害化处理目标。此法应用最广泛。其特点是投资少，效果显著，管理方便。工艺参数选择:曝气时间T为4-6h，耗氧量2kgO2/kgNa2S催化剂KnS04用量为50g/(kgNa2S)、MnSO4应溶解后投加。(2)综合处理综合处理即经过单独处理废水和其它工段废水合并后集中处理。悬浮物含量高，成份复杂，废水中含有S2-、Cr3+、Cl-。综合废水特点是:悬浮物含量高，成份复杂，废水中含有S2-、Cr3+、Cl-等有害无机离子和表面活性剂，染料、单宁、蛋白质等难降解有机物。综合废水在进行好氧生物处理之前，常常先经过混凝沉淀或混凝气浮等一级处理。好氧生物处理多为活性污泥法，接触氧化法，生物转盘法，氧化塘法和氧化沟法等[7]。废水处理工艺方法结合以前多种制革企业废水处理经验和实际运行效果，确定废水处理工艺为预处理阶段，去除废水中悬浮物和胶体物质，加入合适混凝剂，在去除废水中COD同时，同时去除硫化物，消除硫化物对生物氧化工艺抑制，深入改善废水可生化性，为后续二级生物氧化工艺提供有利运行条件。图.1含铬废水处理工艺即使预处理能除去大部分污染物，但COD值仍然很高，需要深入进行生物氧化处理。4.工艺步骤图4.1.2格栅和格筛筛滤是预处理中广泛使用方法。关键目标是去除废水中毛发、SS、肉渣、大块油脂、杂物和革屑等。可用栅条间距小于lmm旋转机械格栅。格筛直径为10-40目，可串联使用，定时冲洗。4.1.3调整池制革工业废水水质、水量改变幅度大，需设调整池来调整水量和均匀水质。如南京制革厂日排水1600m3左右，排放集中于早晨7～12时，下午排水量为100m3／h左右，夜间排水量为50m3/h左右。调整时间通常为12-24h。调整池中可设置射流曝气机，其工作原理是：将送入压缩空气和加压水混合后向水平方向喷射，形成射流和混合搅拌区，对水体进行充足曝气。因为射流带在水平及垂直两个方向混合作用，所以可得到良好混合效果。曝气机间歇运行，射流曝气机特殊射流器大大提升了氧气转化率。采取此工艺，污水曝气时间比较短，占地比较小，投资也比较小。经一级处理制革工业废水和回流污泥进入地池后立即和池内原有混合液充足混合，进行吸附和代谢活动，使有机物质被微生物吸附，微生物分泌出酶又使有机物质分解，最终产物为二氧化碳和水。4.1.4沉淀池将脱毛废水、脱脂废水、铬鞣废水经过格栅后通入沉淀池。沉淀池设置目标是去除废水中大量悬浮物及其它杂质。悬浮物大多为胶状物，通常沉淀池沉淀效率比较低，可把沉淀池和调整池合建。河南沈丘利达制革企业属中、小型制革企业，该企业沉淀池和调整池合建，采取了活性污泥、生物膜混合曝气、沉淀一体化工艺，利用池两侧廊道交替作为沉淀池使用，省去了二沉池及污泥回流设备，提升了有机物质去除率。4.2生物化学处理阶段制革工业排出脱毛废水、脱脂废水、含铬废水，可用化学、生物法处理。制革工业脱脂废水中含大量油脂和有机物。油脂是以甘油三脂和脂肪酸形式存在。为了回收油脂，可在脱脂废水中加酸，利用酸中和碱性脱脂废水进行破乳。浸灰废水中石灰也能对油脂起破乳作用。脱毛废水中有毒物质硫化物可经过S2-和Fe2+生成黑色FeS沉淀物除去，也可在调整池中经过曝气，使S2-。氧化而除去。铬鞣废水是制革企业三种污染最严重废水之一，是唯一重金属污染，它起源于铬鞣工段残铬液。对于铬回收一个是搜集后加入新铬鞣液再次使用，一个是用化学药剂将废液中铬沉淀出来加酸溶解重新配制使用。加入化学药剂常规用氢化钠。残铬液中关键成份为碱式硫酸铬，当pH值小于4时，呈稳定蓝绿色水溶液。当加入碱液使pH值控制在9左右，形成氢氧化铬沉淀出来，用板框压滤脱水，渣再用硫酸溶解回收用于生产。反应式以下：Cr(OH)S04+2NaOH=Na2S04+Cr(OH)3Cr(OH)3+H2S04=Cr(OH)S04+H20如投入Na2C03，反应式为：Cr(OH)S04+Na2C03+H20=Cr(OH)3+Na2S04+H20+C02Cr(OH)3+H2S04=Cr(OH)S04+H20用碱沉淀法处理含铬废水，总铬除去率达99％以上，达成对应排放标准。但氢氧化铬为胶体沉淀，其结构疏松，高度水合，下沉速度慢，难于自然过滤和和杂质分离，而且需要加热，既浪费能源又因为反应时间长而效率低。用碱沉淀法处理含铬废水，关键需处理问题是固液分离。可用自动框板压滤机，也可用真空吸滤，加压过滤等。处理方法:采取碱沉淀回收。其原理是将原液中铬化合物,加碱生成氢氧化铬沉淀。然后过滤使渣液分离,加碱后使氢氧化铬浓度尽可能加大,然后在加热和搅拌下投加适量硫酸配制成一定浓度铬化合物,在生产回收中利用。4工艺步骤各车间流出含铬废水,经粗格栅去除较大悬浮物以后,流入集水井,用污水泵提升到调整池,再用水泵抽升至第一板框压滤机压滤,深入去除皮屑及悬浮物,使铬液纯度提升,滤后清液流入反应池。在反应池加温至40,然后加碱搅拌混合,生成Cr(OH)3沉淀。再经过第二次压滤进行泥液分离,铬泥水洗风吹以后,送入反应罐加入硫酸溶解,而且配制成一定碱度,经陈化后用泵送至车间回用。详见工艺步骤图1。污泥处理:制革工业废水处理过程中产生污泥，通常先经污泥浓缩池浓缩，底流经机械脱水，可得到含固量25%泥饼。脱水设备能够采取带式压滤机，真空转鼓，板框压滤机等。对于有空地制革厂，污泥能够采取干化场千化，其