大学生毕业论文模板参考(环境工程开题报告)

毕业设计开题报告环境与化学工程学院2012届题目200m³/d电镀厂废水工艺设计课题类型设计课题来源教师指定学生姓名学号专业环境工程年级班08级环境工程指导教师职称填写日期：年月日一、本课题研究的主要内容、目的和意义电镀是世界三大污染行业之一，随着我国乡镇企业的迅速发展，电镀企业趋向于布点多、规模小，专业化程度低，导致我国电镀行业的污染问题日益严重。电镀废水不仅量大，而且对环境造成的污染也十分严重。电镀废水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。含铬废水（六价铬）对人体有巨大危害，而三价铬则是生物所必需的微量元素，实证表明六价铬的毒性比三价铬大104倍。因此对含铬废水的无害处理是环保领域的重要分支，现在已有许多比较成熟的处理工艺。在实际工作中，采用何种方法处理电镀废水，需要根据具体条件加以考虑。本课题要求应用含铬废水的处理原理和方法，结合顺德市金鑫电镀厂的具体情况，设计一套电镀含铬废水的处理工艺流程，使整个工程处理设备较少、造价低、效果稳定，出水水质达到国家污水综合排放标准,并对主要构筑物进行高程设计，使整个厂区布局合理，运行流畅。二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）1国内外相关研究现状EQ\o\ac(○,1)电解法电解除铬主要是利用铁阳极在直流电作用下，不断溶解产生的亚铁离子，在酸性条件下将六价铬还原为三价铬，其化学反应式如下：Fe-2e Fe2+Cr2O72-+6Fe2++4H+2Cr3++6Fe3++7H2O CrO42-+3Fe2++8H+Cr3++3Fe3++4H2O此外在阴极上也有直接还原六价铬的反应发生：Cr2O72-+6e+14H+2Cr3++7H2OCrO42-+3e+8H+Cr3++4H2O一般认为亚铁离子是六价铬还原为三价铬的主要因素，阴极上直接还原六价铬的作用是很弱的。电镀含铬废水首先经过格栅去除较大颗粒的悬浮物后自流至调节池,均衡水量水质,然后由泵提升至电解槽电解,在电解过程中阳极铁板溶解成亚铁离子,在酸性条件下亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子,同时由于阴极板上析出氢气,使废水pH值逐步上升,最后呈中性。此时Cr3+、Fe3+都以氢氧化物沉淀析出,电解后的出水首先经过初沉池,然后连续通过(废水自上而下)两级沉淀过滤池。一级过滤池内有填料:木炭、焦炭、炉渣;二级过滤池内有填料:无烟煤、石英砂。污水中沉淀物由过滤池填料过滤、吸附,出水流入排水检查井。而后通过泵进入循环水池作为冷却用水。过滤用的木炭、焦炭、无烟煤、炉渣定期收集在锅炉房掺烧。EQ\o\ac(○,2)离子交换法据相关研究表明：利用阴离子交换树脂，可以有效地彻底地去除废水中成铬酸根状态的六价铬，利用阳离子交换树脂，则可去除废水中的三价铬及金属离子。我国常采用阳柱及三阴柱串联的离子交换工艺流程来处理含铬废水。但在实际工艺中为了回收电镀槽中的废铬酸，先使铬酸液通过阳离子交换树脂，以出去杂质离子（Fe、Cr3+、Al等）。流出液再回到电镀槽存储起来。漂洗水首先通过阳离子交换树脂以除去金属离子，从柱中的流出液再通过阴离子交换树脂以去除铬酸根，最后获得离子补充水。阴离子交换树脂可应用氢氧化钠再生；使废再生液成为Na2CrO4和NaOH的混合液。此混合液通过阳离子交换柱时，可回收H2CrO4，再将它流回到电镀槽中。从阳极柱流出的废再生液，再排放到下水道之前，必须中和并沉淀去除金属离子。由于离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，因此在应用上受到很大限制。EQ\o\ac(○,3)电渗析法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。目前常采用的电渗析技术有:中高温电渗析工艺、倒极电渗析工艺EDR、双极膜电渗析工艺、填充床电渗析工艺EDI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,但仅能用于回收离子组分，因此不予采用。EQ\o\ac(○,4)化学还原法化学还原法是利用硫酸亚铁、亚硫酸盐、二氧化硫等还原剂，将废水中的六价铬还原为三价铬离子，再加碱调整pH值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。化学还原法的设备投资和运行费用较低，主要用于间歇处理。调节池及反应池可分为两格交替使用，搅拌采用机械或水泵搅拌为宜，不宜采用空气搅拌，以免SO2气体外逸扩散而影响环境。沉淀采用斜板（管）沉淀池，表面负荷取3~4m3/（m2.h），并投加2~5mg/L的高分子絮凝剂PAM。EQ\o\ac(○,5)微生物法微生物法是利用Cr(Ⅵ)环境中培养的大肠杆菌假单胞剧、硫酸盐还原菌、真菌等的强还原能力实现对废水中Cr(Ⅵ)的还原。其解毒的机理普遍认为是利用微生物对Cr(Ⅵ)的静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝以及沉淀从而解除的Cr(Ⅵ)毒性，在适宜的条件下，废水中Cr(Ⅵ)的去除率可达到99．9％以上。从电镀污泥中分离出的SR复合菌，能耐高浓度的铬，菌液通过与含铬废水混合，使菌体吸附还原六价铬为三价铬，三价铬被菌体吸附沉淀下去使水体得到净化。但由于功能细菌还原能力低，培养基昂贵，培植时间长，因此根据本项目实际要求，不予采用。EQ\o\ac(○,6)铁氧化体法铁氧化体是由铁离子、氧离子以及其他金属离子所组成的氧化物，是一种具有铁磁性的半导体。铁氧化体可处理多种含金属离子的废水（如Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Po、Mn、Hg等）。它是以硫酸亚铁为还原剂，使六价铬还原为三价铬和其他重金属离子发生沉淀现象，再经通空气、加温、陈华等操作，使废水中各种氢氧化物发生复杂的固相化学反应，形成复合的铁氧化体，从而使废水中的Cr(Ⅵ)得到净化。此法的优点是投资少，设备简单，进入晶格后的Cr(Ⅲ)极为稳定，在自然条件或酸性、碱性条件下不析出，因而不会造成二次污染，从而便于污泥处理。EQ\o\ac(○,7)甲壳素、壳聚糖吸附法甲壳素、壳聚糖能够通过离子交换、静电吸附和螯合作用结合金属离子，从而有效的去处铜、铬等重金属离子，其对金属离子富集能力与溶液pH有密切关系。此外甲壳素、壳聚糖本身无毒，不会造成二次污染。EQ\o\ac(○,8)高分子捕集剂法高分子捕集剂是一种螯合剂，其基体上含有亲水性的螯合物形成基，能与水溶液中的重金属离子选择性结合，生成不溶于水的金属络合物。生成的分子络合物相对分子质量大，疏水性强，易于从水中分离，而在絮凝生成矾花过程中卷扫网捕、吸附架桥等作用，使更多的金属离子沉淀下来。由于该法要求pH保持中性，而电镀废水pH一般为4.0，所以在此不宜采用。2发展趋向含铬废水的治理，20多年来经历了达标排放与闭路循环两个阶段。60年代中后期大多采用化学法，即含铬废水排往生产线外的处理池，集中处理后排放。当时较为先进的技术有离子交换法、电解法、钡盐法等，但因投资大未能推广开来。70年代，化学法有了新进展，即由生产线外转为生产线内处理，不仅减少了占地面积和投资资源，部分漂洗水还可回收利用，污泥量也少。此时国外出现了兰茜法，这是美国ERG/Clancy公司和英国Maltreatment公司发明的一种独特的化学处理法。由于这种方法具有经济、适用、可靠等优点而在国外被广发应用，国内是80年代初应用的，其实兰茜法与国内槽内化学法基本相同，只是名称不同而已。70年代，随着环境保护工业的发展，特别是后期，槽边处理含铬废水的各种装置如离子交换、薄膜蒸发、反渗透、电渗析等的应用，不仅实现了漂洗水的闭路循环不排放，还没有污泥产生，比槽内化学法又前进了一步，标志着含铬废水处理进入了将污染消除在生产过程的新阶段。闭路循环有用设备处理的强制闭路循环和不需设备的自然闭路循环。从现状看，前者应用较多，但由于投资大而使推广受到限制，后者虽少，但投资少，简便易行而很有发展前景。目前电镀工业含铬废水的处理最常用的方法有化学还原法、电解法，工艺成熟，运行效果好，但是近来又有很多其他的方法如生物法、物理化学法等被研究出来，综合比较会发现这些方法也各有优缺点。作为新方法，他们自有借鉴之处。三、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）和可行性论证考虑到这次设计中电镀污水的水质，在应选择处理工艺时要考虑除铬，使处理水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）标准中的一级标准，以减轻对河流及环境的污染。电镀生产废水水量Q=200m3/d，废水水质见下表3.1。表3.1电镀生产废水水质单位：mg/L项目PHCr6+Zn进水4.07030出水6-9≤0.48≤2拟采取的处理工艺流程图：沉淀池沉淀池中间水池砂滤器清水池浓缩池板框压滤调节池反应池滤液上清液含铬废水H2SO4NaHSO3NaOHPFS、PAMH2SO4NaOH污泥排放四、预期结果（或预计成果）处理水量为200m³/d，处理出水水质Cr6+≤0.48mg/L,PH为4左右。预计成果：（1）设计说明书（2）设计图纸包括工艺流程图1张，主要反应池平面图、剖面图1张。五、进度计划1.2012年2月5日至2.2012年2月9日至3.2012年2月22日至4.2012年35.2012年4月13日至6.20127.20128.2012六、主要参考文献[1]贾金平,谢少艾,陈虹锦.电镀废水处理技术及工程实例[M].化学工业出版社,2003.6.[2]黄其祥，胡衍华，徐凑友等.电镀废水处理技术研究现状及展望[J].广东化工，2010,37（4）：128-130.[3]蒋茹.基于不确定性理论与方法的城市污水处理厂优化决策研究[J].湖南大学博士论文，2007.[4]丛浩,赵永权.电镀费水处理的新工艺和流程[J].节能，2009（2）：9-10.[5]羊寿生，张辰.城市污水处理厂设计中热点问题剖析.给水排水，1999，25（9）：1-3.[6]柯崇宜，石淑倩，潘宁等.现有污水处理厂存在的若干问题探讨.环境保护，2000，27（2）：21-22[7]张晓松．电镀重金属废水处理技术的现状及展望[J]．科技资讯，2008，33(1)：88