《重金属废水处理工艺中的铁碳微电解塔设计案例》2100字

重金属废水处理工艺中的铁碳微电解塔设计案例综述1.1设计原则微电解塔的顶部为进水口，废水进入反应器后，由分配管向下流动，经过分布装置后，与下部的曝气管进入的空气一起向上流动，上行经过填料床后，由出水管排出。铁碳填料选用新型铁炭微电解填料（TPFC）（江西拓步环保科技有限公司）.填料是放置在承托层之上,以钢管作为支承.采用连续进水、连续曝气的方式进行微电解。塔的内壁做三油两布防腐，外漆采用中灰，一底两面.塔的外壁设置有铁爬梯等.1.2设计计算选定本工程中电解塔的工作环境是:pH=3，铁炭体积比为1:1，铁屑粒径约在5~10目，反应时间为90min.在本设计中，取微电解塔的pH为3，铁碳体积比为1：1，水力停留时间为90min。微电解塔的顶部为进水口，废水进入反应器后，由分配管向下流动，经过分布装置后，与下部的曝气管进入的空气一起向上流动，上行经过填料床后，由出水管排出。铁碳填料选用新型铁炭微电解填料（TPFC）.填料是放置在承托层之上,以钢管作为支承.采用连续进水、连续曝气的方式进行微电解。 （1）微电解塔的有效容积V有效V式中，Qmax--设计污水流量（m3T--微电解塔中废水水力停留时间（h） （2）微电解塔的直径D（m）填料塔的塔径D:D=式中，VG--体积流量（m3/s）u--设计点空塔流量（m/s），设计中取泛点流速的50%（根据埃克特关联图知填料塔的液泛速度为0.0015m/s）（3）微电解塔的有效水深hh=式中，V有效--微电解塔的有效容积（m3）D--微电解塔的塔径，（m）（4）微电解塔的高度本设计中，取承托层高度h1为0.8m，有效水深h2为2.7m.因曝气引起的废水体积膨胀因素，超高h3取为为1.5m，则微电解塔总高度H=式中，h1--承托层高度（m）h2--有效水深（m）h3--微电解塔超高（m）因此，微电解塔的尺寸为H×D=5.00m×2.91m （5）微电解塔的填料层选用新型铁炭微电解填料（TPFC）（生产于江西拓步环保科技有限公司）作为微电解塔的填料.该填料具有以下优点：EQ\o\ac(○,1)活性高TPFC新型铁炭微电解填料中含有稀贵微量元素，具有多孔结构，比表面积大以及表面Zeta电位高，所以能大幅度降低污染物开环、断链及降解反应的活化能，提高反应速率和净化效率.EQ\o\ac(○,2)孔隙率高，堆密度低TPFC新型铁炭微电解填料孔隙率高，堆密度在0.8~1.2之间，用料省，从而大幅度减少了工程成本.EQ\o\ac(○,3)规整球形结构清洗更方便，效率更稳定TPFC新型铁炭微电解填料为规整球形颗粒结构，进行反洗时，更容易，更节水，产品活性稳定效率.EQ\o\ac(○,4)无钝化TPFC新型铁炭微电解填料在单个颗粒内可以同时形成无数个正负电极对，使放电反应不受阻碍，避免出现钝化现象.真正实现无钝化、无需更换。EQ\o\ac(○,5)消耗量少TPFC新型铁炭微电解填料的放电反应效率高，所以去除单位质量的COD时微电解材料消耗量少，产生污泥量小，处理成本低.EQ\o\ac(○,6)预处理（解毒）作用稳定后续生化效率运行TPFC新型铁炭微电解填料采用过滤方式，来水水质波动对出水水质影响小，能充分出水水质可生化性满足后续生化处理要求，维持生化处理单元平稳效率运行，后续出水水质达标.其主要参数如下表3-6：表3-6微电解塔填料参数项目名称性能参数特点优势外形规整球形∅14-18mm有利于反洗维持高活性，并防钝化堆密度（g/cm3）1.0-1.2孔隙率高，反应活性高，填充量减少，工程费用低孔隙率≥65%防堵塞比表面积（m2/g）≥1.2比表面积大，活性高，反应速度快耐磨性高损耗低物理强度（kg/cm2）≥1100颗粒完整无破碎浪费有效成分（铁碳）含量≥99%反应后残留杂质少，无二次污染处理能力≥30kgCOD/（m处理能力强，单位废水填料使用量少，水力停留时间短微电解塔进水COD为450mg/L，出水为100mg/L，设计水量Q为15m3/h，最大设计流量Qmax取为Q的120%，取18m3/h.所以至少所需填料体积为V式中，Qmax--最大设计流量，m3/hS0--进水COD浓度，mg/LSe--出水COD浓度，mg/Lqv--处理能力，kgCOD/（m （6）支承装置设计为性能优良的喷射式填料驼峰支撑板（生产于河北沃峻化工填料设备科技有限公司），产品的规格尺寸符合行业标准《梁型气体喷射式填料支承板》（HG/T21512-95）.选用尺寸与塔的截面积相同.喷射式填料驼峰支撑板主要由金属碳钢、不锈钢等材质不锈钢经剪板机剪板、折边、冲床冲孔、折弯工艺等加工而成，是一种优良的散堆填料支撑装置. （7）布气系统取气布比为15：1，所需空气量为：Q式中，Qmax--最大设计流量，m3/hQ空气--所需空气量，m3/h设计选用鼓风机ZG罗茨鼓风机，2用1备，共3台其性能参数如下表：表3-7ZG系列罗茨鼓风机参数型号孔径（mm）流量（m3转速（r/min）电机功率（kW）排出压力（kPa）ZG-5DN60514800.689.8经过上述计算，微电解塔的各部分尺寸情况如下表所示名称参数规格材料说明微电解塔直径2.91m铸铁防腐高度5.00m填料粒径14-18mm体积比Fe：C为1：1的微电解填料填料添加应根据观察铁屑的消耗来调整填料厚度3.5m表3-8微电解塔尺寸表（8）排泥系统进水SS浓度C为720mg/L，沉淀池对其的去除率大约为40%，则微电解塔每天的湿污泥为：W=式中，C--进水SS浓度，kg/Qmax--最大设计流量，m3/h设污泥含水率为99%，则有污泥的体积：Q=式中，W--每天的湿污泥体积，m3ρ--污泥γ=1000kg/m3取污泥管的直径d为80mm，流速vnv符合要求式中，Q1--每小时产生污泥的体积，md--污泥管