脱硫废水的处理毕业论文

第-0-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟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，但澄清池，反应澄清池，絮凝剂，重金属离子第-1-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟TheTreatmentOfFGDWastewaterInstituteforEnvironmentandSecurityEnvironmentalEngineering051401Director:GuoYabingAbstractLimestone-gypsumwetFGDtechnologyistheworld'smostmature,themostwidelyusedfluegasdesulfurizationprocess,butthedesulfurizationprocesswillhaveacertainamountofdesulfurizationwastewater,desulfurizationInthispaper,thesourceofwastewater,waterqualitycharacteristics,mainlyonthedesulfurizationwastewaterdealingwithprocessesandstructuresaredesignedandcalculated.rsreactionclarifiersflocculantsheavymetalions山有路勤为径，学海无涯苦作舟mhwt.%0.5-1.5pH4-820-50gL0gL,000gL000-8,000允许排放浓度值gLgLgLgLgLgLgL第-2-页共47页第-3-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟gLgLpHgL-9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(药理构筑物(中和反应槽、絮凝槽、澄清池、浓缩池)设计计(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)。①工艺流程图一张(A0)②总平面布置图一张(A0)③澄清池结构图一张(A1)④浓缩池结构图一张(A1)(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。第-4-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟(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。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,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对于湿法烟气脱硫技术,一般应控制氯离子含量小于2000mg/L。脱硫废液呈酸性(pH值为4~6),悬浮物质量分数为9000~12700mg/L,脱硫废水的处理主要是以化学、机械方法分离重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,(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6~7,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8~9,使重金属以氢氧化物和硫化物的形式沉淀。第-5-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟等重金属的去除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8.5~9.0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,添加小于1mg/LS2-，就可对小于10μg/L浓度的汞产生作用。为了改善重金属析出过程，制以上两级处理，即可使重金属达标排放。以加拿大Lambton电厂为例，一般脱硫废水处理CaOHNaOHCaF、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CaOHCaClCl,德国一些公司,第-6-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟述在消化、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，脱要成分为粉尘和脱硫产物(CaSO4和CaSO3)；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，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；第-7-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟图1.3脱硫除尘废水处理工艺流程(国内)2)重金属沉淀H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 g3)絮凝反应4)浓缩/澄清第-8-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟第-9-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟计计算水处理系统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5~20m3/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apH低于GB8978-1D996《污水综合排放标准》e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,④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)；H第-10-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟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、应罐的设计计算性化合物(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，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PH更小的溶解度。所以，在沉淀箱中加入硫化量FZn2＋＋OH－→Zn(OH)2↓Cu2＋＋OH－→Cu(OH)2↓HOHHO第-11-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟 V--反应池体积.P.548kWJBFⅢ型搅拌器池径4.3×4.3池深4m~5m功率1.5~2.2调速范围0.289~2.895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、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(浓度的中心下降管。絮凝箱中安装搅拌器加强反应。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械公司镁，再加入硫化物，经过中和后废水中的Cd2＋和Hg2＋任然第-12-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟Hg2＋＋S2-→HgS↓.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，浮状态。均衡池中不添加任何化学药物。废水输送泵配m³/h×40/60=31.1m³山有路勤为径，学海无涯苦作舟m/h×15/60=11.66m³4反应澄清池的设计产生的硫酸钙。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AQnq0.68=23.4m2第-13-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟 D===5.46水深h2--沉淀池有效水深.=1.68×2=3.36m污泥部分所需容积=(0.5-0.25)×tan60°r半径,r2=0.25m；h=(R-r1)×0.052.75-0.5)×0.051125m体积为第-14-页共47页第-15-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟=×0.1125×(5.52＋0.52＋0.5×5.5)VV4.019m320%×6m4.019m3QS--反应澄清池的污泥量.Hhh＋h3＋h4＋h56＋0.3＋0.1125＋0.43351m第-16-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟1.5固体接触澄清池40/607m³=46.63×1.77m³Q清池的废水流量,m³/h；20/6054m³m³H1=V1/A10mmA11.335m2H2=2.2-0.55第-17-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟5m三区的设计:则85mH=0.65mm³2m 直径为山有路勤为径，学海无涯苦作舟.78m³WPnd第-18-页共47页 山有路勤为径，学海无涯苦作舟n=n=35pNPdD.00mD3D1=0.9mJBK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，使污水与药剂第-19-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟B0.99~9.9D×1500池刮泥机功率的计算 59×100/(100-30)mhnt×7/60×218minm3/h87N1kW第-20-页共47页第-21-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟式中：v--刮板线速度(m/min);ZXG771~31.6砂滤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较大动力使用空气进行洗砂，动力消耗小第-22-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟过滤效果滤床阻力及反冲后出水波动水质不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5~10%5~10%5~10%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)进水流量压缩空气量CX300.8-1.2保设备厂山有路勤为径，学海无涯苦作舟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%,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,较高。气浮浓缩于1957年出现在美国。此法固液分离效果较好,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,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,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;适用于剩第-23-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟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。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统,效果好,操作简便;但投资较高,动力费用较高,。AQnq0=9.45/0.2 D=mQ0%=0.372m3/hQ0%=2.277m3/hmh.5×9.45/47.25=1.7m第-24-页共47页第-25-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟=(1.0-0.5)×tan60°6mr半径,r2=0.5m；h=(R-r1)×0.05=(3.9-1)×0.050.145m体积为QS--反应澄清池的污泥量.×1m3.1＋1.586=4.686m3HHh＋h2＋h3＋h4＋h5＋0.5＋0.145＋0.866第-26-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟11m .649×100/100-65hnt7.8/60×21minmh24N第-27-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟9kW式中：v--刮板线速度(m/min);沉淀池直径(m)81~33压滤机的选择板框压滤机：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、侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板、框。板、框于不可压缩的悬浮液都能适用。适合的悬浮液的固○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，第-28-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟双管输入结构：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。板的用量，使之适应生产○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○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，mmh功率6003山有路勤为径，学海无涯苦作舟2.3处理流程图00万)，设置干粉自动投加机、搅拌计量箱、计量泵，药液固体，配置石灰筒仓、计量斗、溶药搅拌箱、计量箱、输送回配置浓(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LtpH调节至9.2~9.5，使废水中的大多数重金属离子生成难溶的氢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0.2~0.3L／t废水)充分混合，使废水中的汞离子与有机硫第-29-页共47页第-30-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟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LtPAM(0.1%溶液投加量为6~8L／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(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(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机脱水，泥饼进入污泥斗运出，压滤水流入2.4化学加药系统及药品指标控制及供应子系统、盐酸贮存及供应子系统、助凝剂制备及供应子系统、硫酸氯化铁贮存及供应子系统和有机硫TMT15贮存及供应子系统废水处理箱。石灰浆制备箱配备有液位变送器。它可以监测及控定量的稀释水(补充水)混合将盐酸浓度降为3％~5％左右，用以清洗沉降箱中pH计测量第-31-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟f4)硫酸氯化铁贮存及供应子系统。絮凝剂硫酸氯化铁浓度大约为40％，通过液体抽吸器山有路勤为径，学海无涯苦作舟面、高程计算及布置一般而言，污水进出管上水头损失可按0.2m计算，流量指示器中的水头损失可按0.1~0.2m计算。选取平均地面标高63m.为了防止管网因水锤现象而损坏，一般最大设计流速不超过2.5~3.0m/s；避免速的关系中看出：在流量不变的情况下，流速减小，则管径增大，管网的造价提高，流速增大，管径虽然可以减小，管网造价可能降低，但管段中的水头损失可能增加，增加，。因此，应综合考虑管网造价和日常输水费用，采用管理费用(主要为输水电费)之和为最小的流速，此流速称为经济流速。在实际工作中常采用平均经济流速来选择管径，选出的管径是近似的经济管径。Ve=0.6~0.9m/sVe=0.9~1.4m/s(D=100~400mm)设计计算v=Q第-32-页共47页第-33-页共47页 山有路勤为径，学海无涯苦作舟Nmm第-34-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟v=Q 4Q∴管径D==0.135m采用UPVC管4Q4Q4Qv=Qv=Q 4Q∴管径D==0.131m采用UPVC管4Q第-35-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟4Q4Qv=Q污泥部分高程反应澄清池中水位3.26m计，考虑到前序构筑物的排空，将集泥池池面定为m第-36-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟1#反应池中水位为1.200m，3#反应池水位为1.200m，拟设计回流泵房泥面为污水厂处理系统高程布置的主要任务是计算确定主要控制点(水高接管)等的标高，程布置原则程布置结果第-37-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟总布置原则本项目新建的城市污水处理厂，根据该市地形走势，排水系统现状及总体规划应该污水处理厂为新建工程总平面布置应包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物及设计的平面布置。。2.工艺构筑物(或设施)与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立的关系(如地形走势、污水出口方向、风向周围的重要或敏管道与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输物、道路、绿化与处理构筑物的关系，做到方便生产运行，保证泵的选择mhminm%m厂W山有路勤为径，学海无涯苦作舟56Y-2州mhminm%m厂WY-2州WDBWDB为0~便，塑料球，布条，尼龙，木片，骨头以及其他泵无法输送的固mhmmin率电机效率%吸程m叶轮外径m96第-38-页共47页第-39-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟厂总论建议随着我国火电建设力度的加大和环保要求的提高,湿法脱硫工艺将在火力发电厂中大量和生产水处理实验研究的单位仅有南京电力环境保护研究所、西安热工研究院和武汉大学等。b.全套引进外国设备,设备价格昂贵。c.脱硫废水中的COD处理研究不够。在脱硫中形成化学耗氧量的因素是连二硫酸盐。因此脱硫废水的COD处理工艺与通常的COD处理工艺不对脱硫废水的水质进行分析时,人们往往会忽略其中氨氮化合物的分析。脱硫废水中氨氮化合物也是煤燃烧后产生的,脱硫废水氨氮化合物含量也超过GB8978-1D996《污水综合注意到脱硫的实际情况,建议吸收借鉴国外同行脱硫废水的处理技术和处理经验,并在此基础上积极开展脱硫废水处理技术的国产化研究,为工业设计和应用提供较为完善的设计参数和运.1脱硫废水处理现状(1)工艺流程欠缺，中和箱、沉降箱、絮凝箱、消石灰溶解箱的浓缩污泥排污自流入地造成地坑泵堵塞损坏，地坑水外溢，中和箱底附带提升机构，刮泥第-40-页共47页山有路勤为径，学海无涯苦作舟设置污泥回流系统，造成池底部污泥板结，刮泥机(2)中和箱、沉降箱、絮凝箱设置反应时间过长(2.5~3.0小时)，搅拌方式和速度不当，(3)选用消石灰含杂质多，搅拌方式和速度不当，造成计量泵和管道堵塞，溶药箱和计(4)澄清污泥浓缩池出水悬浮物严重超标，刮泥(5)板框压滤机选型不当，造成澄清污泥浓缩池污泥大量积压，出水浑浊。(6)处理工艺链长，动力损耗高，维修量大，投资较高。.2现有工艺的改进排入澄清污泥浓缩池中心筒内，清水箱